Ключевые факторы стоимости в литье в песок: как максимизировать экономию

Литье в песок — экономичный способ производства деталей в широкой гамме металлов. Однако внимательный взгляд на процесс и изготавливаемую деталь иногда может раскрыть возможности сэкономить. Ключ — знание факторов, вносящих наибольший вклад в стоимость.

Повторяющиеся и неповторяющиеся затраты

Литье в песок — процесс формовки металла. Расплавленный металл заливается в полость, сформированную в песке, и дают затвердеть. После остывания отливку выбивают из песка, удаляют стоки и рисеры (каналы, через которые металл течет в полость и из неё). Отсюда деталь идет в механическую обработку, где производят элементы с тесными допусками: отверстия, резьбу, опорные поверхности.

Некоторые затраты на производство песчаной отливки несутся каждый цикл или за каждую деталь. Другие несутся только в начале или перед производством. Эти считаются неповторяющимися.

Повторяющиеся затраты

Металл — повторяющиеся затраты: он нужен для каждой отливки. Так же энергия для плавки металла и труд для создания полости, извлечения отливки и подготовки к механической обработке. (Автоматизированные системы литья в песок для крупносерийного производства имеют минимальные прямые трудовые затраты.)

Другие значительные затраты включают песок и контроль. Песок расходуется в процессе, хотя литейные цехи могут регенерировать и повторно использовать высокую долю. Контроль и испытания, будь то размерный контроль или обнаружение дефектов отливки, следует считать повторяющимися затратами.

Неповторяющиеся затраты

Они связаны с оснасткой, формирующей полость, и временем, необходимым для наладки оборудования или процесса. Основные позиции оснастки — для модели и любых дополнительных сердечников.

Модельная оснастка состоит из деталей, выглядящих как отливаемая деталь, только крупнее с различными припусками и углами отформки, и деталей, формирующих систему подачи металла. Оснастка для сердечников производит дополнительные вставки, цель которых — создать пустоты внутри отливки. (Например, корпуса клапанов обычно нуждаются в сердечниках.)

Оснастка для литья в песок может использоваться многократно. В конечном счете она изнашивается. (В этом контексте «изнашивается» означает, что она изнашивается процессом уплотнения песка вокруг неё и больше не может держать размеры и допуски.) Дешевая оснастка для мелкосерийного производства часто делают из дерева или пластика. Металл предпочтителен для крупных объемов.

Пока затраты на оснастку несутся только в начале производства, затраты на наладку происходят в начале каждого производственного запуска. Они связаны с трудом и материалами, необходимыми для подготовки литейного оборудования.

Количество определяет затраты

Неповторяющиеся затраты распределяются на количество отливаемых деталей. Для крупных заказов, удовлетворяемых длительными производственными запусками, затраты на оснастку и наладку становятся очень малой долей общей стоимости. И наоборот, когда производственный запуск короткий, затраты на оснастку и наладку имеют тенденцию доминировать. Понимание и действие на факторах стоимости означает учет количества.

Факторы стоимости в крупных заказах / длительных производственных запусках

Главный фактор — объем и тип металла, используемого для детали, стоков и рисеров. Это двигает затраты на энергию, скорость производства и даже затраты на оснастку. Отсюда следует: чтобы снизить стоимость песчаной отливки, смотрите на использование менее дорогого металла в меньших количествах.

Цены металлов влияют легирующие элементы. В семьях похожих металлов некоторые более литейные (имеют лучшие текучесть) других. Металлы, текущие лучше, обычно дают слегка более низкую стоимость детали. Специалисты по литью могут советовать, дает ли переход от одного сплава к другому выгоды в конкретных случаях.

Факторы стоимости при малых объемах / прототипировании

В сценариях малых количеств затраты на оснастку обычно превышают стоимость металла. Таким образом, способ экономии — упростить и, если возможно, уменьшить оснастку. Конкретные аспекты для рассмотрения:

• Разделить отливку на меньшие куски для последующей сварки или сборки (позволяет использовать меньшие колбы)
• Уменьшить сложность — механически обрабатывать внутренние особенности вместо использования сердечников
• Пересмотреть допуски механической обработки и усадки — расширение упрощает работу модельщика
• Делать допуски максимально щедрыми

Приоритезация по количеству

Производители везде под давлением снизить затраты, и для многих литье в песок — одна из авеню для исследования. Для малых заказов начните с поиска способов упростить оснастку, даже ценой добавления вторичных операций. В крупносерийном производстве затраты на оснастку имеют лишь малый влияние на общие затраты: здесь способ экономии — уменьшение количества используемого металла и, возможно, переход на менее дорогой сплав.