Faktory ovplyvňujúce náklady na tvárniace nástroje: Analýza 5 kľúčových faktorov

ZKRATKA

Náklady na tvárniaci nástroj sú primárne určené štyrmi základnými faktormi: zložitosť dielu (tolerancie a geometria), typ matice (postupný vs. jednostupňový), výber materiálu a objem výroby . Užitočný odhad z priemyselných údajov naznačuje, že každá ďalšia stanica v postupnom nástroji zvyšuje celkové náklady približne o 8–12 % kvôli navyše potrebnému času na návrh a obrábanie. Hoci nástroje „triedy A“ vyžadujú vyššiu počiatočnú investíciu (často viac ako 50 000 USD) pre kalené nástrojové ocele a jednoduchšiu údržbu, výrazne znížia cenu na kus pri veľkosériovej výrobe. Naopak, mäkké nástroje sú najvhodnejšie pre prototypy, ale nemajú dlhodobú životnosť.

Zložitosť a geometria dielu: Hlavný faktor nákladov

Fyzický dizajn súčiastky je najvýznamnejšou premennou pri určovaní ceny tvárnickej matrice. Zložitosť nie je len o počte prvkov, ide o mechaniku potrebnú na ich vytvorenie. Jednoduchá plochá podložka vyžaduje základnú operáciu strihania, zatiaľ čo hĺbkovo tvarovaný karosériový panel automobilu zahŕňa komplexné obrysy, ktoré môžu vyžadovať viacnásobné pretiahnutie, vačkové mechanizmy a posuvné časti na dosiahnutie konečného tvaru.

Úzke tolerance sú hlavným násobiteľom nákladov. Keď sa tolerance zmenšia pod hodnotu ±0,001 palca, výrobca matrice musí použiť precízne EDM (elektroerózne obrábanie) a prísne broušenie namiesto štandardného frézovania CNC. Táto práca vyžadujúca vysokú presnosť je výrazne drahšia. Okrem toho zložitá geometria určuje počet staníc potrebných v matici. Podľa odhadu nákladov od spoločnosti Shaoyi pridanie jednej stanice do progresívneho dizajnu matrice bežne zvyšuje cenu nástroja o 8 % až 12 % inžinieri môžu tieto náklady znížiť aplikáciou princípov vhodných pre výrobu (DFM), ako je uvoľnenie necyklických tolerancií a zjednodušenie ohybových polomerov, čím sa zníži celkový počet staníc.

Typ dies a objem výroby: Priradenie triedy nástroja podľa potrieb

Váš odhadovaný ročný objem použitia (EAU) by mal určovať triedu nástrojov, ktoré zadávate. Priemysel kategorizuje dies na základe trvanlivosti a kapacity objemu:

• Nástroje triedy A: Navrhnuté pre vysokozdružnú výrobu (často viac ako 1 milión úderov). Tieto dies používajú kvalitné kalené nástrojové ocele a sú navrhnuté pre jednoduchú údržbu. Hoci počiatočný náklad je vysoký, ponúkajú najnižšiu cenu za kus a minimálne výpadky.
• Nástroje triedy C: Často označované ako „mäkké nástroje“, sú určené pre nízkozdružnú výrobu alebo prototypy (pod 10 000 dielov). Používajú lacnejšie materiály a zjednodušené konštrukcie, čím sa zníži počiatočná investícia, ale zvyšujú sa nároky na údržbu a pracovné náklady na kus.

Voľba medzi progresívne formy smykové jednostupňové (riadkové) dies tiež ovplyvňuje rozpočet. Postupové matrice, ktoré vykonávajú viacero operácií pri každom zdvihu lisu, majú vyššiu cenu kvôli svojej zložitosti a veľkosti. Avšak pri objemoch nad 25 000 dielov za rok efektivita postupovej matice zvyčajne kompenzuje počiatočné NRE (jednorazové náklady na inžinieringu) tým, že výrazne zníži pracovné náklady na kus.

Výber materiálu: polotovar vs. nástrojová oceľ

Náklady na materiál ovplyvňujú cenovú ponuku z dvoch hľadísk: materiál, ktorý tvárime, a materiál, z ktorého je vyrobená matica. Vysokopevné materiály ako titán, Inconel alebo pokročilá vysokopevná oceľ (AHSS) sú abrazívne a ťažko tvárniteľné. Ich tvárnenie vyžaduje výrobu matice z vysokej kvality hrdéhm alebo špeciálne povlakovaných nástrojových ocelí, aby sa zabránilo rýchlemu opotrebeniu. Karbidové náradie môže stáť až trojnásobok bežnej nástrojovej ocele D2 kvôli potrebe diamantového dokončenia a drôtového rezania.

Naopak, lakovanie mäkších kovov, ako je hliník alebo meď, umožňuje použitie bežnej nástrojovej ocele A2 alebo D2, ktorá je jednoduchšia a lacnejšia na opracovanie. Nákupné tímy musia tomuto kompromisu rozumieť: požiadavka na cenovú ponuku pre diel z nehrdzavejúcej ocele vždy povedie k vyšším nákladom na náradie ako rovnaký dizajn dielu z mäkkej ocele, a to len kvôli opotrebeniu matrice.

Druhotné faktory nákladov: práca, poloha a špecializácia

Okrem fyzickej formy majú na konečnú cenovú ponuku obrovský vplyv aj premenné špecifické pre dodávateľa. Mzdy sa výrazne líšia podľa regiónu; dielňa na výrobu foriem v oblasti s vysokou životnou úrovňou, ako je Kalifornia, účtuje výrazne viac za hodiny navrhovania a obrábania ako dielňa vo Wisconsin alebo v zahraničí. Okrem toho záleží na „špecializácii“ dielne na výrobu foriem. Výrobca špecializujúci sa na veľké automobilové panely triedy A má vysoké režijné náklady a hodinové sadzby, čo ich robí nekonkurencieschopnými pri malých, jednoduchých konzolách.

Je tiež kriticky dôležité zohľadniť Celkové náklady na vlastníctvo (TCO) namiesto len ceny na nálepke. Nízko nákladné dovážané lisy sa môžu spočiatku zdať atraktívne, ale často trpia "skrytými nákladmi", ako je nižšia kvalita ocele, prekážky komunikácie a drahé oneskorenia pri preprave. Shaoyi Metal Technology v rámci tohto programu sa v rámci projektu "Predná prax" vytvorí prehľad o všetkých výrobných procesoch, ktoré sa týkajú výroby a ich prevádzky. Či už potrebujete rýchlu výrobu prototypov (dodanie 50 dielov za menej ako päť dní) alebo výrobu automobilov s veľkým objemom, ich integrovaný prístup zabezpečuje, že investície do nástrojov sa dokonale prispôsobia vašim štandardom kvality a požiadavkám na objem, čím sa zmierňujú riziká často spojené s globálnym obstarávaním.

Metódy odhadovania nákladov: Ako dodávatelia vypočítajú ponuky

Pochopenie toho, ako dodávatelia vytvárajú svoje čísla, vám môže pomôcť lepšie vyjednávať. V priemysle sa používajú dve hlavné metódy:

Na dosiahnutie najpresnejšieho stanovenia cien by manažéri obstarávania mali požiadať o analytické členenie. Táto transparentnosť vám umožňuje presne vidieť, ako by zmeny dizajnu - ako napríklad uvoľnenie tolerancie alebo zmena materiálu - ovplyvnili konečné náklady na lisovanie.

Implikácie strategického získavania zdrojov

Náklady na lisovanie nie sú pevnou komoditou, ale odrážajú riziko, trvanlivosť a kapacitu. Najúčinnejším spôsobom, ako tieto náklady kontrolovať, nie je požadovať nižšiu maržu od dodávateľa, ale spolupracovať na Návrh pre výrobu (DFM) - Čo? V prípade, že sa partnerovi na výrobu strihu venujete už v počiatočnej fáze návrhu, môžete identifikovať "činitele nákladov" vo vašej geometrii - ako sú napäté polomery alebo zbytočné tolerancie - a odstrániť ich ešte predtým, ako sa oceľ nakrája. V konečnom dôsledku je cieľom vyvážiť počiatočné NRE náklady s dlhodobou spoľahlivosťou potrebnou na udržanie prevádzky výrobnej linky bez prerušenia.

Často kladené otázky

1. Koľko stojí kovová lisovacia lis?

Náklady sa veľmi líšia v závislosti od zložitej časti. Jednoduchá jednorazová tŕňka pre malý kryt môže stáť od 3000 do 5000 dolárov. Avšak komplexná progresívna matrica pre automobilovú komponenty sa zvyčajne pohybuje od 15 000 do viac ako 50 000 dolárov. Veľké prevodné matrice triedy A pre karosérie môžu ľahko prekročiť 150 000 dolárov.

2. Vráť sa. Aké chyby v procese lisovania zvyšujú náklady?

Medzi bežné chyby patria roztrieštenie, vráskavosť a nadmerné škrtanie. Tieto problémy často vyplývajú z nesprávneho dizajnu matric alebo nesprávneho výberu materiálu. Na opravu týchto chýb je potrebná drahá oprava matricov, úpravy skúškami a chybami (debugovanie) a výpadok výroby. Investovanie do simulátorového softvéru počas fázy návrhu môže zabrániť týmto nákladným chybám.

3. Vráť sa. Aké sú 7 krokov v metóde lisovania?

Hoci procesy sa líšia, štandardná sekvencia často zahŕňa: 1) vyčistenie (rezanie surového tvaru), 2) prepichovanie (pridanie otvorov), 3) kreslenie (hlbkosť tvaru), 4) ohýbanie (vytváranie uhlov), 5) ohýbanie vzduchom (formovanie bez vyvrchnutia Každý krok pridáva "stanicu" k matrici, čím sa postupne zvyšujú náklady na obrábanie.