Uma cota\u00e7\u00e3o de moldagem por inje\u00e7\u00e3o tem tr\u00eas grandes grupos de custos: ferramentas (o molde), custo de material por pe\u00e7a e custo de processamento por pe\u00e7a (tempo de m\u00e1quina, tempo de ciclo, m\u00e3o de obra). As ferramentas s\u00e3o um custo fixo \u00fanico que, normalmente, varia entre $3,000 e $80,000, dependendo da complexidade da pe\u00e7a e do n\u00famero de cavidades. O custo por pe\u00e7a diminui \u00e0 medida que o volume aumenta, porque as ferramentas s\u00e3o amortizadas por mais unidades. Este guia analisa cada item de linha numa cota\u00e7\u00e3o t\u00edpica de moldagem por inje\u00e7\u00e3o, explica o que determina cada custo e d\u00e1-lhe as decis\u00f5es de design que reduzem o custo total do programa sem comprometer a qualidade da pe\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n
O or\u00e7amento de moldagem por inje\u00e7\u00e3o que \u00e9 $40.000 mais elevado do que o previsto cont\u00e9m normalmente um custo de ferramentas que n\u00e3o estava previsto no or\u00e7amento. O or\u00e7amento que \u00e9 suspeitamente baixo tem normalmente uma ferramenta de cavidade \u00fanica quando eram necess\u00e1rias quatro cavidades, ou um molde em a\u00e7o P20 quando o volume anual exige a\u00e7o endurecido H13.<\/p>\n\n\n\n
Compreender o que est\u00e1 dentro de uma cota\u00e7\u00e3o de moldagem por inje\u00e7\u00e3o antes de enviar o pedido de cota\u00e7\u00e3o significa que pode estruturar o design e o programa para obter o resultado de custo correto. N\u00e3o a cota\u00e7\u00e3o mais barata. A correta para o seu volume, requisitos de qualidade e cronograma do programa.<\/p>\n\n\n\n
Em Precis\u00e3o Yicen<\/a>, Trabalhamos com as equipas de produto em pe\u00e7as CNC de precis\u00e3o e prot\u00f3tipos impressos em 3D ao longo do ciclo de desenvolvimento, incluindo pe\u00e7as de liga\u00e7\u00e3o para equipas que aguardam ferramentas de moldagem por inje\u00e7\u00e3o. Este guia fornece-lhe o quadro de custos para que saiba exatamente o que est\u00e1 a comprar quando uma cota\u00e7\u00e3o de moldagem chega \u00e0 sua secret\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n As ferramentas s\u00e3o o molde, a ferramenta de a\u00e7o maquinada com precis\u00e3o que define a geometria da pe\u00e7a. \u00c9 um custo de capital, pago uma vez, que permite cada produ\u00e7\u00e3o subsequente. Tudo sobre o custo do ferramental se resume a cinco vari\u00e1veis: complexidade da pe\u00e7a, tamanho da pe\u00e7a, n\u00famero de cavidades, tipo de a\u00e7o e vida \u00fatil esperada da inje\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n Formas de caixa de geometria simples, espessura de parede uniforme, sem cortes inferiores, requisitos m\u00ednimos de acabamento de superf\u00edcie produzem uma ferramenta simples. Uma ferramenta para uma tampa de caixa plana com alguns orif\u00edcios de passagem e sem complica\u00e7\u00f5es de \u00e2ngulo de inclina\u00e7\u00e3o pode ser maquinada em 200 horas de tempo combinado de fresagem, EDM e polimento.<\/p>\n\n\n\n Acrescente um elevador para criar uma carater\u00edstica de rebaixo, uma a\u00e7\u00e3o lateral para um furo lateral ou um colapso do n\u00facleo para um rebaixo interno e a complexidade das ferramentas multiplica-se. Cada mecanismo adicional acrescenta 40-120 horas de maquina\u00e7\u00e3o e tempo de ajuste, mais componentes de a\u00e7o espec\u00edficos do mecanismo. Uma pe\u00e7a com tr\u00eas ac\u00e7\u00f5es laterais numa ferramenta de cavidade \u00fanica custa 2 a 3 vezes mais do que a mesma pe\u00e7a redesenhada sem rebaixos.<\/p>\n\n\n\n Esta \u00e9 a mais poderosa alavanca DFM dispon\u00edvel na moldagem por inje\u00e7\u00e3o: redesenhar os cortes inferiores antes da cota\u00e7\u00e3o das ferramentas. Acrescentar 1 \u00b0 de inclina\u00e7\u00e3o, deslocar uma carater\u00edstica para eliminar uma a\u00e7\u00e3o lateral ou dividir uma pe\u00e7a complexa em duas pe\u00e7as mais simples pode reduzir o custo das ferramentas em $8,000-$20,000 numa ferramenta de complexidade m\u00e9dia.<\/p>\n\n\n\n Uma ferramenta de cavidade \u00fanica produz uma pe\u00e7a por disparo. Uma ferramenta de quatro cavidades produz quatro pe\u00e7as por disparo no mesmo ciclo de prensagem. O custo de produ\u00e7\u00e3o por pe\u00e7a diminui proporcionalmente com as cavidades.<\/p>\n\n\n\n A contrapartida: uma ferramenta de quatro cavidades custa 2,5-3,5 vezes mais do que uma ferramenta de cavidade \u00fanica para a mesma pe\u00e7a. O pr\u00e9mio da ferramenta \u00e9 compensado pela redu\u00e7\u00e3o do custo por pe\u00e7a em volumes mais elevados.<\/p>\n\n\n\n O c\u00e1lculo do ponto de equil\u00edbrio: se a ferramenta de cavidade \u00fanica custar $8.000 e a ferramenta de quatro cavidades custar $22.000, o pr\u00e9mio da ferramenta \u00e9 de $14.000. Se a adi\u00e7\u00e3o de cavidades reduzir o custo por pe\u00e7a de $0,80 para $0,25 (devido ao tempo de ciclo efetivo mais r\u00e1pido), a ferramenta de quatro cavidades atinge o ponto de equil\u00edbrio em $14.000 \u00f7 ($0,80 - $0,25) = 25.455 pe\u00e7as. Acima desse volume, cada pe\u00e7a adicional economiza $0.55 em compara\u00e7\u00e3o com a ferramenta de cavidade \u00fanica.<\/p>\n\n\n\n As ferramentas de prot\u00f3tipo em alum\u00ednio reduzem 4-6 semanas do calend\u00e1rio de fabrico de ferramentas e custam menos 60-70% do que o a\u00e7o P20. \u00c9 adequado para valida\u00e7\u00e3o do projeto, amostras iniciais do cliente e produ\u00e7\u00e3o de ponte enquanto as ferramentas de produ\u00e7\u00e3o s\u00e3o constru\u00eddas. N\u00e3o \u00e9 adequado como ferramenta de produ\u00e7\u00e3o permanente acima de 10.000 disparos - o alum\u00ednio macio desgasta-se nos locais das portas e nas superf\u00edcies de fecho, produzindo flashes e desvios dimensionais.<\/p>\n\n\n\n Para programas de produ\u00e7\u00e3o que esperam mais de 500.000 disparos por ano, o a\u00e7o endurecido H13 \u00e9 a especifica\u00e7\u00e3o correta. O P20, nesse volume, produz um desgaste progressivo que provoca um desvio dimensional antes de a ferramenta ser amortizada. O custo adicional de ferramentas do H13 em rela\u00e7\u00e3o ao P20, normalmente $4,000-$10,000, dependendo do tamanho da ferramenta, evita um re-tool de $25,000+.<\/p>\n\n\n\n O custo do material \u00e9 simples: pre\u00e7o da resina por quilograma vezes o peso da pe\u00e7a em gramas, mais um fator de desperd\u00edcio para o material do canal e do jito que n\u00e3o se transforma em pe\u00e7as acabadas.<\/p>\n\n\n\n Gamas de pre\u00e7os da resina por classe de material:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Para uma caixa de ABS de 50 gramas a $2,50 por kg, o custo da mat\u00e9ria-prima \u00e9 de $0,125 por pe\u00e7a antes do fator de sucata. Com um fator de refugo de 15% no canal\/sprue (assumindo um sistema de canal frio), o custo efetivo do material \u00e9 de aproximadamente $0,145 por pe\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n Impacto da c\u00e2mara quente vs. c\u00e2mara fria no custo do material.<\/strong> Um sistema de canal quente mant\u00e9m a resina nos canais do canal fundida entre os disparos, pelo que o canal n\u00e3o \u00e9 uma pe\u00e7a separada de pl\u00e1stico solidificado a ser descartado ou retificado. Para materiais com pre\u00e7os superiores a $5\/kg ou pe\u00e7as com grandes r\u00e1cios de peso do canal em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 pe\u00e7a, um sistema de canal quente recupera rapidamente o seu pr\u00e9mio de $3,000-$8,000 em ferramentas. Para resinas de base em que o material do canal pode ser retificado e reutilizado com um impacto m\u00ednimo na qualidade, os canais frios s\u00e3o normalmente mais econ\u00f3micos.<\/p>\n\n\n\n Resinas preenchidas e refor\u00e7adas.<\/strong> A adi\u00e7\u00e3o de fibra de vidro (GF), fibra de carbono (CF) ou enchimento mineral altera o custo do material e os requisitos de processamento. O nylon 30% com GF custa cerca de 60-80% mais por kg do que o nylon sem enchimento. Tamb\u00e9m requer a\u00e7o para ferramentas endurecido (a fibra de vidro \u00e9 abrasiva e desgasta rapidamente as ferramentas de alum\u00ednio ou P20), maior press\u00e3o de inje\u00e7\u00e3o e velocidades de enchimento mais r\u00e1pidas para evitar problemas de orienta\u00e7\u00e3o da fibra. Estes requisitos aumentam o custo das ferramentas e o custo de processamento por pe\u00e7a. Especifique resinas com enchimento apenas quando a melhoria da propriedade mec\u00e2nica for estruturalmente necess\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n O custo de processamento \u00e9 o custo de funcionamento da prensa de moldagem por inje\u00e7\u00e3o para cada ciclo de inje\u00e7\u00e3o. \u00c9 calculado como: taxa hor\u00e1ria da prensa \u00d7 tempo de ciclo.<\/p>\n\n\n\n Taxas hor\u00e1rias de imprensa<\/strong> variam consoante a tonelagem da m\u00e1quina: m\u00e1quinas de 50-150 toneladas utilizam $35-$65 por hora; m\u00e1quinas de 400-800 toneladas utilizam $80-$150 por hora; acima de 1.000 toneladas, $150-$300 por hora. Pe\u00e7as maiores requerem prensas maiores.<\/p>\n\n\n\n Dura\u00e7\u00e3o do ciclo<\/strong> \u00e9 o tempo total desde o fecho da pin\u00e7a at\u00e9 \u00e0 eje\u00e7\u00e3o da pe\u00e7a. Tem tr\u00eas componentes: tempo de enchimento (0,5-5 segundos para a maioria das pe\u00e7as), tempo de embalamento e reten\u00e7\u00e3o (2-15 segundos) e tempo de arrefecimento (5-60+ segundos, dependendo da espessura da parede e do material).<\/p>\n\n\n\n O tempo de arrefecimento \u00e9 onde o DFM \u00e9 mais importante no custo de processamento. O tempo de arrefecimento \u00e9 aproximadamente proporcional ao quadrado da espessura da parede. Duplicar a espessura da parede de 2 mm para 4 mm aumenta o tempo de arrefecimento em cerca de 4\u00d7. Uma pe\u00e7a com uma espessura de parede nominal de 3 mm e uma nervura de 2 mm tem taxas de arrefecimento diferentes nessas duas regi\u00f5es - a regi\u00e3o da nervura mais espessa arrefece mais lentamente, causando marcas de afundamento na superf\u00edcie oposta, a menos que a espessura da nervura seja corretamente concebida.<\/p>\n\n\n\n A regra padr\u00e3o: a espessura das nervuras n\u00e3o deve exceder 60% da espessura da parede adjacente. Uma parede de 3 mm deve ter nervuras de espessura n\u00e3o superior a 1,8 mm. Seguir esta regra mant\u00e9m o tempo de arrefecimento uniforme e elimina as marcas de afundamento sem acrescentar qualquer custo de ferramenta.<\/p>\n\n\n\n Custo das opera\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias<\/strong> est\u00e1 frequentemente ausente das cota\u00e7\u00f5es de primeira passagem. Inser\u00e7\u00f5es de estacas t\u00e9rmicas, soldadura por ultra-sons, impress\u00e3o de almofadas, opera\u00e7\u00f5es de montagem - estes elementos aumentam o custo por pe\u00e7a e devem ser especificados no pedido de cota\u00e7\u00e3o para que a cota\u00e7\u00e3o seja exacta. Um or\u00e7amento apenas para a pe\u00e7a moldada n\u00e3o \u00e9 um or\u00e7amento para a pe\u00e7a acabada.<\/p>\n\n\n\n Como ler um or\u00e7amento completo de moldagem por inje\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n Um or\u00e7amento de moldagem por inje\u00e7\u00e3o totalmente discriminado deve indicar: custo das ferramentas (discriminado por componente sempre que poss\u00edvel), tipo de a\u00e7o e vida \u00fatil esperada da inje\u00e7\u00e3o, n\u00famero de cavidades, tipo de sistema de canais (quente ou frio), tipo e localiza\u00e7\u00e3o da porta, custo da resina por pe\u00e7a, custo de processamento por pe\u00e7a, custos de opera\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias por pe\u00e7a, se aplic\u00e1vel, e prazo de entrega previsto para as ferramentas e os primeiros artigos.<\/p>\n\n\n\n Uma cota\u00e7\u00e3o de montante fixo com um \u00fanico item de linha rotulado como \u201cferramentas\u201d e outro rotulado como \u201cpe\u00e7as\u201d n\u00e3o \u00e9 uma cota\u00e7\u00e3o audit\u00e1vel. Torna imposs\u00edvel avaliar se a especifica\u00e7\u00e3o da ferramenta corresponde aos seus requisitos de volume ou se o custo por pe\u00e7a reflecte o grau de resina correto.<\/p>\n\n\n\n Pe\u00e7a a discrimina\u00e7\u00e3o. Um fornecedor confiante nos seus pre\u00e7os ir\u00e1 fornec\u00ea-la. Um fornecedor que resista \u00e0 discrimina\u00e7\u00e3o est\u00e1 a proteger uma estrutura de margens que n\u00e3o resiste a um exame minucioso.<\/p>\n\n\n\n A vantagem econ\u00f3mica da moldagem por inje\u00e7\u00e3o s\u00f3 se materializa depois de as ferramentas serem amortizadas. Antes disso, a maquina\u00e7\u00e3o CNC produz as mesmas pe\u00e7as de pl\u00e1stico com um custo total do programa mais baixo.<\/p>\n\n\n\n O volume de cruzamento depende do custo das ferramentas, do diferencial de custo por pe\u00e7a e do facto de a pe\u00e7a ser vi\u00e1vel em ambos os processos. Uma refer\u00eancia geral: para pe\u00e7as em que o custo por pe\u00e7a da moldagem por inje\u00e7\u00e3o \u00e9 de $0,50 e o das ferramentas \u00e9 de $15.000, e o equivalente maquinado em CNC \u00e9 de $8,00 por pe\u00e7a, o ponto de equil\u00edbrio \u00e9 de 15.000 \u00f7 ($8,00 - $0,50) = 2.000 pe\u00e7as. Abaixo de 2.000 pe\u00e7as, o CNC ganha. Acima disso, ganha a moldagem.<\/p>\n\n\n\n Para prot\u00f3tipos estruturais, pe\u00e7as de valida\u00e7\u00e3o do projeto e produ\u00e7\u00e3o de pontes antes de as ferramentas estarem prontas, Maquina\u00e7\u00e3o CNC da Yicen Precision<\/a> e Servi\u00e7os de impress\u00e3o 3D<\/a> fornecem pe\u00e7as de propriedade total sem custos de ferramentas e com prazos de entrega de 1-7 dias.<\/p>\n\n\n\n Uma cota\u00e7\u00e3o de moldagem por inje\u00e7\u00e3o tem tr\u00eas baldes de custos: ferramentas, material e processamento. Cada um deles \u00e9 determinado pelas decis\u00f5es de conce\u00e7\u00e3o que controla. Os cortes inferiores aumentam o custo das ferramentas. A espessura da parede aumenta o tempo de arrefecimento e o custo de processamento. A sele\u00e7\u00e3o da resina afecta o custo do material e a taxa de desgaste da ferramenta. A contagem de cavidades determina o volume em que o custo total do programa \u00e9 minimizado.<\/p>\n\n\n\n Compreender o que est\u00e1 no or\u00e7amento antes de encomendar o a\u00e7o do molde. As altera\u00e7\u00f5es DFM que n\u00e3o custam nada na fase de conce\u00e7\u00e3o podem eliminar $10,000-$30,000 em ferramentas e evitar problemas de processamento que aparecem na inspe\u00e7\u00e3o do primeiro artigo.<\/p>\n\n\n\nBalde de custos 1: Ferramentas<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Complexidade da pe\u00e7a<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
N\u00famero de cavidades<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Grau de a\u00e7o e vida \u00fatil prevista da granalha<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Grau de a\u00e7o<\/strong><\/td> Dureza<\/strong><\/td> Dura\u00e7\u00e3o prevista do disparo<\/strong><\/td> Utiliza\u00e7\u00e3o t\u00edpica<\/strong><\/td><\/tr> Ferramentas de alum\u00ednio<\/td> N\/A<\/td> 1.000-10.000 disparos<\/td> Ferramentas de prot\u00f3tipo \/ ponte<\/td><\/tr> A\u00e7o pr\u00e9-endurecido P20<\/td> 28-34 HRC<\/td> 500.000 disparos<\/td> Produ\u00e7\u00e3o standard<\/td><\/tr> A\u00e7o endurecido H13<\/td> 48-52 HRC<\/td> Mais de 1.000.000 de fotos<\/td> Produ\u00e7\u00e3o de grande volume<\/td><\/tr> S136 inoxid\u00e1vel<\/td> 50-54 HRC<\/td> Mais de 500.000 disparos<\/td> Materiais corrosivos (PVC, retardadores de chama)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Balde de custos 2: Material<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n
Balde de custos 3: Custo de processamento (tempo de m\u00e1quina e tempo de ciclo)<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Quando a maquinagem CNC supera a moldagem por inje\u00e7\u00e3o em termos de custo total<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Conclus\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n