Каковы факторы затрат на литье в песчаные формы?

Литье в песчаные формы является экономичным способом производства деталей из широкого спектра металлов. Тем не менее, пристальный взгляд на процесс и изготавливаемую деталь иногда может выявить возможности для экономии денег. Главное — знать, какие факторы в наибольшей степени влияют на стоимость.

Повторяющиеся и единовременные расходы

Литье в песчаные формы – это процесс формовки металла. Расплавленный металл заливают в полость, образовавшуюся в песке, и дают затвердеть. После охлаждения отлитая деталь выламывается из песка, а желоба и стояки (каналы, по которым металл поступает в полость и выходит из нее) удаляются. Отсюда деталь поступает на механическую обработку, где изготавливаются элементы с жесткими допусками, такие как отверстия, резьба и монтажные поверхности.

Некоторые затраты на производство детали, отлитой в песчаную форму, связаны с каждым циклом или деталью. Другие понесены только в начале или до начала производства. Они считаются неповторяющимися.

Повторяющиеся расходы

Металл — это постоянные затраты:он требуется для каждой отливки детали. Так же как и энергия, используемая для плавления металла, и труд, необходимый для создания полости, удаления отливки и подготовки ее к механической обработке. (Автоматизированные системы литья в песчаные формы, используемые для крупносерийного производства, требуют минимальных прямых затрат на оплату труда.)

Другие значительные затраты включают песок и осмотр. Песок расходуется в процессе, хотя операции литья могут извлекать и повторно использовать большую его часть. Осмотр и испытания, будь то проверка размеров или обнаружение дефектов литья, следует рассматривать как текущие расходы.

Единовременные расходы

Они относятся к инструментам, формирующим полость, и времени, необходимому для настройки оборудования или процесса. Основные элементы инструментов предназначены для шаблона и любых дополнительных ядер.

Шаблонная оснастка состоит из деталей, которые выглядят как отливаемая деталь, только большего размера с различными припусками и добавленным углом наклона, а также деталей, образующих систему подачи металла. Оснастка для сердечников предназначена для изготовления дополнительных вставок, целью которых является создание пустот внутри отливки. (Например, для корпусов клапанов обычно требуются сердечники.)

Инструмент для литья в песчаные формы можно использовать многократно. Однако в конце концов он изнашивается. (В этом контексте «износ» означает, что он изнашивается в процессе уплотнения вокруг него песком и больше не может поддерживать необходимые размеры и допуски.) Недорогие инструменты для мелкосерийного производства часто изготавливаются из дерева или пластика. Металл предпочтительнее для больших объемов.

В то время как затраты на оснастку возникают только в начале производства, затраты на наладку возникают в начале каждого производственного цикла. Они относятся к рабочей силе и материалам, необходимым для подготовки литейного оборудования.

Количество увеличивает затраты

Единовременные затраты распределяются на количество отливаемых деталей. Для крупносерийных заказов, выполняемых длительными производственными циклами, затраты на оснастку и настройку составляют очень небольшую долю от общей стоимости. И наоборот, при коротком производственном цикле преобладают затраты на оснастку и настройку. Чтобы понять факторы затрат и действовать в соответствии с ними, нужно учитывать количество.

Факторы затрат при больших объемах заказов/длительных производственных циклах

Важнейшим фактором является объем и тип металла, используемого для детали, направляющих и стояков. Это увеличивает затраты на энергию, производительность и даже затраты на инструменты. Из этого следует, что для снижения стоимости литья в песчаные формы следует использовать менее дорогой металл в меньших количествах.

На цены металлов влияют используемые легирующие элементы. В семействах сходных металлов некоторые из них более пригодны для литья (что означает, что они имеют лучшие свойства текучести), чем другие. Металлы с лучшей текучестью, как правило, дают несколько меньшие затраты на единицу продукции. Специалисты по литью могут посоветовать, дает ли переход с одного сплава на другой преимущества в конкретных случаях.

Небольшие объемы/факторы затрат на прототипирование

В сценариях с небольшими партиями стоимость инструментов обычно превышает стоимость металла. Таким образом, путь к экономии заключается в упрощении и, если возможно, в уменьшении инструмента. Конкретные аспекты, на которые следует обратить внимание, включают:

• Разделение отливки на более мелкие части для последующей сварки или сборки (позволяет использовать опоки меньшего размера)
• Уменьшение сложности:внутренние функции компьютера вместо использования ядер.
• Просмотрите применяемые допуски на механическую обработку и искажения — их открытие упрощает работу создателей моделей.
• Сделайте допуски как можно более широкими.

Приоритет по количеству

Производители во всем мире вынуждены снижать затраты, и для многих литье в песчаные формы является одним из направлений для изучения. Для небольших заказов начните с поиска способов упростить инструментальную оснастку, даже за счет добавления второстепенных операций. При крупносерийном производстве стоимость оснастки лишь незначительно влияет на общие затраты:здесь можно добиться экономии за счет уменьшения количества используемого металла и, возможно, перехода на менее дорогой сплав.