تشتهر قوالب الحقن بكونها باهظة الثمن، والتكلفة الأولية حقيقية. ولكنها أيضًا إحدى طرق التصنيع الأكثر فعالية من حيث التكلفة على نطاق واسع. إن فهم كيفية تقسيم التكاليف يساعدك على تقييم ما إذا كانت عملية قولبة الحقن هي الخيار الصحيح وفقًا لحجمك، وأين تذهب ميزانيتك فعليًا.
التكلفة الإجمالية لقولبة الحقن تأتي من ثلاثة دلاء متميزة: الأدوات (تصنيع القالب) , تكلفة الإنتاج لكل جزء ، و العمليات الثانوية . يتصرف كل منها بشكل مختلف مع زيادة الحجم، ولهذا السبب يمكن أن يكلف نفس الجزء 80 دولارًا عند 100 وحدة و0.60 دولارًا عند 500000 وحدة.
الأدوات: أكبر استثمار مقدمًا
قوالب الحقن عبارة عن أدوات مصنوعة من الفولاذ أو الألومنيوم مصنوعة بدقة. تعتمد تكلفة الأدوات بشكل كبير على تعقيد الأجزاء وعدد التجاويف ودرجة الفولاذ:
النموذج الأولي / قوالب الألومنيوم: 1500 دولار - 8000 دولار. مناسبة لـ 1000-10000 لقطة، ذات هندسة محدودة. شائع للتحقق من صحة التصميم.
قوالب فولاذية P20 أحادية التجويف: 5000 دولار – 30000 دولار. معيار لإنتاج الحجم المنخفض إلى المتوسط بما يصل إلى 500000 طلقة تقريبًا.
قوالب فولاذية صلبة متعددة التجاويف H13: 25.000 دولار - 150.000 دولار. تستخدم لقطع السلع ذات الحجم الكبير. 4، 8، 16، أو 32 تجاويف في كل دورة تقلل بشكل كبير من تكلفة الجزء الواحد.
الأجزاء المعقدة ذات الإجراءات الجانبية أو الرافعات أو العدائين الساخنين: أضف 5000 إلى 30000 دولار لكل آلية لتكلفة الأدوات الأساسية.
يتم تشغيل الأدوات الخارجية (الصين في المقام الأول). أقل بنسبة 30-60% من عروض الأسعار المحلية الأمريكية أو الأوروبية للحصول على مواصفات قابلة للمقارنة. عادةً ما تكون المهل الزمنية من 4 إلى 8 أسابيع في الخارج مقابل 6 إلى 12 أسبوعًا محليًا. تتضمن المقايضة تكاليف الاتصالات العامة، ولوجستيات الشحن، والوقت المستغرق للمراجعة - وهي عوامل مهمة أثناء التطوير أكثر من الإنتاج في الحالة المستقرة.
تكلفة الجزء الواحد: المواد، ووقت الآلة، والعمالة
بمجرد وجود الأدوات، تكون تكلفة الجزء الواحد مدفوعة بثلاثة متغيرات:
تكلفة المواد
تعمل الراتنجات السلعية (PP، PE، ABS). 1.00 دولار – 2.50 دولار/كجم . تتراوح اللدائن الهندسية (PC، PA66، POM) من 3.00 دولار – 8.00 دولار/كجم . الوصول إلى مواد عالية الأداء (نظرة خاطفة، PPS، LCP). 50-150 دولارًا/كجم . تبلغ تكلفة قطعة 50 جرامًا من البولي بروبيلين ما يقرب من 0.05 إلى 0.10 دولارًا أمريكيًا في المواد الخام؛ نفس الهندسة في نظرة خاطفة ستكلف 2.50 دولارًا - 7.50 دولارًا من المواد وحدها.
وقت الآلة
يتم تسعير آلات القولبة بالحقن بواسطة قوة التثبيت (الحمولة). تشغيل الصحافة 100 طن 40 دولارًا - 80 دولارًا للساعة ; تشغيل الصحافة 500 طن 100 - 200 دولار في الساعة . يحدد وقت الدورة - الذي يتراوح عادة من 15 إلى 90 ثانية - عدد الأجزاء التي يتم إزالتها في كل نوبة عمل. دورة مدتها 30 ثانية على أداة ذات 4 تجاويف تنتج 480 جزءًا في الساعة؛ نفس المكبس الذي ينتج أجزاء ذات تجويف واحد في 60 ثانية ينتج 60 جزءًا في الساعة فقط.
العمل
يؤدي الإنتاج الآلي باستخدام الروبوتات والناقلات إلى تقليل العمالة اللازمة لإشراف المشغل، حيث يتم تخصيص 5 إلى 15 دولارًا في الساعة عبر مئات الأجزاء. تضيف العمليات اليدوية (تحميل الإدخال، والتفريغ، والفحص) 0.10 دولارًا - 1.00 دولارًا لكل جزء اعتمادًا على مدى تعقيد المهمة.
الحجم السنوي
الأدوات الموصى بها
تكلفة الأدوات النموذجية
تقريبا. تكلفة الجزء الواحد (جزء PP بسيط)
500-5000
قالب الألمنيوم النموذجي
2000 دولار - 8000 دولار
2.00 دولار - 8.00 دولار
5000-50000
فولاذ P20 ذو تجويف واحد
8000 دولار - 25000 دولار
0.50 دولار – 2.00 دولار
50.000-500.000
2-4 تجويف من الفولاذ المقسى
20.000 دولار – 60.000 دولار
0.15 دولار – 0.60 دولار
500000
أداة 8-32 تجويف H13
60.000 دولار – 200.000 دولار
0.03 دولار – 0.20 دولار
تكاليف قولبة الحقن المقدرة حسب حجم الإنتاج لجزء صغير بسيط من راتينج PP.
التكاليف الخفية التي تضخم الميزانيات
غالبًا ما يقلل المشترون لأول مرة من عدة فئات تكلفة:
مراجعات القالب: تبلغ تكلفة تغييرات التصميم بعد قطع القالب ما بين 500 إلى 5000 دولار لكل مراجعة. إضافة الفولاذ أمر سهل. قد تتطلب إزالة الفولاذ (لإضافة مادة إلى الجزء) بناء تجويف جديد بالكامل.
أخذ العينات والتحقق من الصحة: تضيف عمليات تشغيل العينات T1 وT2 وفحص الأبعاد وتأهيل العملية ما بين 1000 إلى 5000 دولار قبل الموافقة على الإنتاج.
التعبئة والتغليف والخدمات اللوجستية: تضيف الصواني المخصصة أو الأكياس المضادة للكهرباء الساكنة أو الحشوات الرغوية للأجزاء الحساسة 0.05 إلى 0.50 دولارًا لكل جزء. يمكن أن تضيف الشحنات من الموردين الخارجيين 0.02 إلى 0.15 دولارًا أمريكيًا لكل جزء بكميات كبيرة.
رسوم الإعداد/التحويل: معظم المحلات التجارية تهمة 150-500 دولار لكل عملية إنتاج لتركيب القالب، وخردة بدء التشغيل، وتثبيت العملية. عمليات التشغيل الصغيرة المتكررة تجعل هذه الرسوم كبيرة.
عندما يصبح قولبة الحقن فعالة من حيث التكلفة
عادة ما تقع نقطة التعادل ضد البدائل مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد أو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بين هذه النقطة 500 و 5000 وحدة اعتمادا على تعقيد الجزء والمواد. وتحت هذا النطاق، لا يمكن إطفاء تكلفة الأدوات بكفاءة. وفوق ذلك، فإن التوفير في كل قطعة يبرر دائمًا استثمار القالب في دورة إنتاج واحدة أو اثنتين.
بالنسبة للأجزاء السلعية طويلة المدى، تنتج عملية القولبة بالحقن أقل تكلفة لكل وحدة من أي عملية تشكيل البلاستيك - غالبًا ما يكون سعر الجزء الواحد أرخص بنسبة 70-90% من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي و80-95% أرخص من طباعة SLA/FDM بكميات مكافئة. السؤال ليس ما إذا كان صب الحقن باهظ الثمن؛ يتعلق الأمر بما إذا كان الحجم الخاص بك يبرر توزيع تكلفة الأدوات الثابتة هذه عبر أجزاء كافية للوصول إلى نقطة التقاطع.
