Снижение затрат на литье под давлением при изготовлении пластиковых прототипов

Мы живем в мире массового производства, где просто невозможно избежать форм для литья под давлением. Почти все предметы, которые мы используем в повседневной жизни, содержат пластиковые детали, изготовленные методом литья под давлением. Учитывая вездесущность таких объектов, получение информации о затратах на литье под давлением становится жизненно важным.

Теперь стоимость литья под давлением определяется несколькими факторами. Здесь нет единого фактора. Соответственно, целью этой статьи является информирование и обучение таких читателей, как вы, о затратах на литье под давлением. Таким образом, в любое время, когда вам нужно создать такие формы для ваших собственных уникальных целей, вы можете сделать это, понеся при этом оптимальные затраты на изготовление форм.

5 факторов, влияющих на стоимость пресс-форм для литья под давлением

Оценивая стоимость литья под давлением, вы обнаружите, что на протяжении всего производственного цикла действуют 5 основных факторов. Ниже мы рассмотрим каждый из этих факторов, чтобы помочь вам оценить общее влияние на затраты на пресс-формы для литья под давлением.

В каждом случае мы делились соответствующими примерами затрат на литье под давлением. Они помогут вам понять разницу между перечисленными ниже факторами.

Размер элемента

Пластиковые детали бывают разных размеров. В зависимости от поставленной цели может быть изготовлен сложный ассортимент деталей. Автомобили — классический пример. В одиночном транспортном средстве у вас будет несколько таких частей. Когда вы думаете о дополнительных вариантах таких транспортных средств, потребность в деталях возрастает еще больше.

С таким большим количеством различных деталей, все из которых должны быть изготовлены в нескольких размерах, общая стоимость пресс-формы для литья под давлением неизбежно возрастет. Это особенно верно, поскольку для каждой детали требуется свой уникальный размер пресс-формы.

Сложность детали

Есть некоторые части, которые являются относительно основными по своей природе. 3D-отпечатки, сделанные дома в небольшом объеме, являются подходящим примером этого, при этом степень сложности является особенно элементарной. Пресс-форма с одной полостью также считается довольно простой.

С другой стороны, у вас есть более крупные формы, часто сделанные из стали с большим количеством полостей внутри них. Подходящим примером могут служить детали салона самолета, изготовленные из пластика. Они требуются в больших объемах, часто исчисляемых десятками тысяч, с неизменной точностью. Часто они требуют тиснения логотипов компании, что еще больше усложняет их работу. По мере увеличения этой сложности стоимость литья пластмасс под давлением будет расти.

Полости деталей

В приведенном выше примере мы привели стальные формы с множеством полостей. Такие формы могут быть особенно сложными. Среди них абсолютное изобилие пластиковых форм для литья под давлением. В зависимости от конечного результата требуемые полости могут значительно различаться.

По мере увеличения потребности в таких полостях для деталей, изготовленных методом литья под давлением, одновременно растут затраты на литье пластмасс под давлением.

Отделка детали

Наиболее подходящим примером, который можно здесь привести, были бы изготовленные на заказ детали, изготовленные методом литья под давлением. Степень отделки, требуемая для данной детали, будет иметь прямое отношение к понесенным производственным затратам.

Например, глянцевая гладкая поверхность потребует больше времени и усилий по сравнению с текстурированной отделкой. Первому потребуется пройти ряд этапов полировки, прежде чем он сможет достичь желаемого вида. Все эти добавленные шаги добавят к общей стоимости.

В этом случае весь процесс литья под давлением становится особенно сложным. Конечно, когда это происходит, общая стоимость форм для литья пластмасс под давлением существенно возрастает.

Количество деталей

При определении стоимости оснастки для литья под давлением количество деталей играет существенную роль. Логика подскажет вам, что чем больше деталей будет изготовлено с использованием одной и той же пресс-формы, тем ниже будет стоимость одной детали.

В то же время имейте в виду, что для каждого проекта литья существует машинный цикл. Это имеет двойное значение:время, необходимое для создания готовой продукции каждый раз, а также общая продолжительность, в течение которой одна пресс-форма может создавать производственные детали. За пределами этого порога качество оказывается скомпрометированным. Фактически, типичная пресс-форма для литья под давлением просто не может производить никакой продукции после того, как было создано заданное количество единиц. Поэтому в этом контексте также рассмотрите потребность в свежей пресс-форме для литья пластмасс под давлением.

От чего зависит стоимость литья под давлением?

Еще раз подчеркнем, что на стоимость типичной формы для литья пластмасс под давлением влияет множество факторов. Учитывайте их при расчете затрат на литье под давлением для создания пресс-форм.

1. Стоимость машины

Надлежащее понимание литья под давлением требует, чтобы вы также понимали и оценивали стоимость машин, задействованных в процессе. Сегодня существуют пресс-формы гигантского размера, производящие пресс-формы для литья под давлением самых разных типов. Эти более крупные пресс-формы в сочетании с более сложными операциями, необходимыми для их запуска, способствуют увеличению затрат.

Наряду с этим существуют относительно более простые, а также более прочные и универсальные термопластавтоматы, которые особенно экономичны. Поэтому всегда принимайте во внимание затраты на машины для литья под давлением в этом контексте.

2. Стоимость оснастки (стоимость пресс-формы)

Это не что иное, как стоимость типичной пресс-формы. Здесь вы также столкнетесь с рядом факторов, влияющих на стоимость инструмента. К ним относятся сложность изготавливаемых деталей, объем производства, процесс изготовления пресс-формы, а также материал пресс-формы, например, алюминиевая или стальная, и т. д.

Для изготовления форм для литья под давлением чаще всего используются следующие три метода:

ЧПУ

Это наиболее распространенный метод изготовления пресс-форм для литья под давлением. Он включает в себя использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ) для создания форм из блока материала, как правило, из алюминия или стали.

Обработка с ЧПУ – это субтрактивный производственный процесс, при котором лишний материал удаляется из блока сырья с помощью высокоскоростных вращающихся режущих инструментов.

С помощью этого процесса обычно изготавливаются стальные или алюминиевые формы. Основным преимуществом является превосходный уровень точности, который достигается в этом случае. Кроме того, это относительно быстро и экономично.

3D-печать (аддитивное производство)

Часто 3D-печать оказывается одним из самых дешевых подходов к литью под давлением. Это относительно новый метод изготовления пресс-форм. Он включает в себя создание формы слоями. Однако он не подходит для создания пресс-форм со сложной геометрией.

В целом достижения в технологии 3D-печати значительно увеличили общие возможности, сохраняя при этом затраты на оптимальном уровне.

Электроэрозионная обработка (электроэрозионная обработка)

С помощью этого метода реализуются некоторые из самых сложных конструкций пресс-форм. Да, связанные с этим затраты могут быть высокими, но результаты, достигнутые в этом случае, превосходят большинство других. Более того, учитывая (в основном) промышленное применение этого метода, затраты часто менее важны, чем исключительное качество продукции.

3. Стоимость рабочей силы

Независимо от того, насколько механизированы ваши производственные процессы, затраты на рабочую силу всегда будут связаны. Например, вам обязательно потребуется оператор станка для управления процессом литья под давлением. В то же время, в зависимости от рассматриваемой географии, а также ее рынка труда и динамики валюты, это может оказаться или не оказаться убедительным фактором.

4. Стоимость введенного материала 

Стоимость сырья, вводимого в форму, будет играть большую роль в общей стоимости деталей, отлитых под давлением. Существует много типов пластмасс, которые можно использовать для литья под давлением, включая ABS, PS, PE, PC, PP или TPU. Чем дороже материал, тем дороже будут детали. В некоторых случаях может потребоваться использование экзотических материалов, что может еще больше увеличить стоимость.

5. Другое

• Полимерная смола – Требуемое количество полимерной смолы, а также качество (которое должно быть хорошим, чтобы обеспечить превосходный выход) могут значительно снизить стоимость. Учитывайте это при выборе инженерной смолы.
• Основа пресс-формы – Здесь находятся все полости плесени, в том числе похожая, но не идентичная семейная плесень (если она есть). Если ваша пресс-форма достаточно большого размера, это резко увеличит стоимость основы. Конечно, применение здесь подхода с полостью стержня, включая полости в стенках, помогло бы контролировать затраты на пресс-форму.
• Линии охлаждения – Также называемые охлаждающими каналами, они имеют жизненно важное значение для скорости и эффективности охлаждения форм, позволяя затвердевать впрыскиваемым материалам. Да, обеспечение их предоставления увеличивает переменные расходы.

Как снизить затраты на литье под давлением?

Экономия на производственных затратах имеет первостепенное значение, когда поступает в производство, так как минимизирует конечную стоимость продукта. Как мы все знаем, самый простой способ снизить цену за штуку — это увеличить количество деталей, поскольку первоначальные затраты на механическую обработку и проектирование пресс-формы могут быть использованы для большего количества деталей. В дополнение к этому вы также можете попробовать следующие несколько способов снизить затраты на литье под давлением.

1. Оцените свою конструкцию на предмет технологичности (DFM)

Один из лучших способов снизить затраты на литье под давлением — спроектировать деталь таким образом, чтобы ее было легко изготовить. Это включает в себя рассмотрение таких факторов, как подрезы, толщина стенки и сложная отделка. Упрощая свою конструкцию, вы часто можете уменьшить количество необходимых полостей пресс-формы, что, в свою очередь, снизит ваши затраты на инструменты. Вот несколько направлений оптимизации, которые следует учитывать.

1) Устранить или уменьшить подрезы

Как правило, элементы поднутрения усложняют, а в некоторых случаях и препятствуют впрыскиванию деталей. Устраните их, если это возможно. Если вам трудно избавиться от них, попробуйте использовать скользящие затворы, сквозные стержни или изменить линию разъема и углы уклона, чтобы упростить сборку пресс-формы. При правильном применении техника снижает затраты на инструменты.

2) Избегайте плесени по толщине стенки

Одним из способов снижения стоимости литья под давлением является использование пресс-формы с более тонкими стенками. Более тонкие стенки требуют меньше материала и, следовательно, дешевле в производстве. Кроме того, более тонкие стенки приводят к сокращению времени охлаждения, что может привести к сокращению времени цикла и повышению производительности.

Однако важно отметить, что формы с более тонкими стенками подходят не для всех применений. В некоторых случаях более тонкие стенки могут привести к тому, что детали будут более слабыми и более склонными к поломке. Таким образом, перед принятием решения важно тщательно взвесить преимущества и недостатки использования пресс-формы с более тонкими стенками.

3) Минимизируйте сложную отделку и внешний вид

Удаление ненужных функций, которые не добавляют существенной ценности конечному результату, — это идиллический способ снизить затраты на литье пластмасс под давлением. Текстурированные поверхности, например, могут просто не понадобиться. Это справедливо и для косметических дополнений, таких как дробеструйная обработка или полировка формы. Помните, что избыток функций может также потребовать большего количества полостей пресс-формы, что приведет к дальнейшему снижению затрат.

4) Попробуйте разработать самосопрягающиеся детали

Если вы работаете над проектом с двумя взаимосвязанными сегментами или случаем с защелкой, рекомендуется перепроектировать защелки так, чтобы они блокировались, а не повторять процесс для каждой защелки.

2. Универсальные формы вместо пользовательских форм

Если вам не нужна нестандартная форма, рассмотрите возможность использования универсальной формы. Эти пресс-формы часто дешевле, чем изготовленные на заказ пресс-формы, и при этом могут производить высококачественные детали.

Кроме того, если вам нужна нестандартная форма, всегда рассчитывайте на наличие модели CAD до начала производственного процесса. Это поможет оптимизировать проекты и выявить потенциальные проблемы, такие как крутые углы уклона, ненужная толщина стенки, сложные формы и т. д.

Это сэкономит вам много денег (и головной боли!) в долгосрочной перспективе. Изготовление формы вместо того, чтобы покупать новую форму, когда возникает необходимость, — еще один отличный способ сэкономить драгоценные деньги. На этом фронте также помогают самосопрягающиеся детали вместо нескольких режимов.

3. Сведите к минимуму количество полостей в пресс-форме

Чем больше полостей в пресс-форме, тем выше будет стоимость. Поэтому важно по возможности свести к минимуму количество полостей в пресс-форме.

Один из способов уменьшить количество полостей — использовать анализ формы для оптимизации конструкции вашей детали. Анализ формообразования может помочь вам определить области, в которых можно устранить полости без ущерба для функции или эстетики детали.

4. По возможности используйте более дешевые материалы

Стоимость материала, который вы используете для своих деталей, может оказать существенное влияние на общую стоимость производства. По возможности используйте более дешевые материалы, такие как АБС-пластик или полипропилен.

Часто задаваемые вопросы

Литье под давлением дорого?

На это нет простого и однозначного ответа. Но в целом можно сказать, что, хотя литье под давлением может быть дорогим, это не всегда так. Такие факторы, как объемы производства, а также сложность изготавливаемых деталей, играют ключевую роль в окончательном определении затрат на литье под давлением. Когда аналогичные изделия с жесткими допусками производятся в больших объемах, литье под давлением оказывается недорогим процессом.

Сколько стоит литье под давлением?

Она может варьироваться от нескольких сотен до сотен тысяч долларов. Подумайте о широком применении литья под давлением. Существует практически безграничный спектр продуктов, сделанных с их помощью. В таком сценарии трудно указать точную цифру, касающуюся стоимости литья под давлением.

Является ли литье под давлением экологически безопасным?

Да, литье под давлением может оказаться не только экономически эффективным решением для производства множества пластиковых изделий, но и быть экологически безопасным, как и 3D-печать. Во-первых, рассмотрите оптимальное использование пластика здесь с минимальными потерями или просачиванием. Кроме того, учитывая, что здесь мы имеем дело с расплавленным пластиком, в смесь можно добавить несколько органических элементов, чтобы в конечном итоге получить экологически чистый продукт для литья пластмасс под давлением.

Начните с быстрого литья под давлением

Как мы неоднократно утверждали в этой статье, могут быть значительные различия в затратах на литье под давлением для изготовления пластиковых прототипов. Такие факторы, как объемы производства, а также чрезвычайно сложные пресс-формы, играют решающую роль в определении конечных затрат.

Компании часто выбирают быстрое литье под давлением для изготовления прототипов пластмасс, потому что это экономически эффективный способ быстрого создания прототипов. Давайте приступим к быстрому литью под давлением в WayKen.