Как выбрать правильноеСлужба штамповки металла?
Мы получаем запросы предложений, которые не имеют смысла. Менеджер по закупкам присылает чертежи деталей, указывает годовой объем в 50 000 штук и просит «лучшую цену». Нет спецификации материала. Никаких требований к толерантности. Нет информации о том, новая ли это программа или они меняют поставщиков, потому что текущая не удалась.
Затем они сравнивают наше предложение с четырьмя другими и выбирают наименьшее число.
Через шесть месяцев некоторые из них возвращаются. Дешевый поставщик поставил 11% лома. Или инструмент треснул после 200 000 ударов. Или допуски изменились, и их клиент отклонил три поставки.
Мы работаем в ABIS Mold с 2003 года, выполнили более 2400 программ штампования. Ниже описано, как мы оцениваем проекты штамповки внутри компании и что мы хотим, чтобы покупатели поняли, прежде чем отправлять первый запрос предложений.
Цифры, стоящие за каждой цитатой
Цена на штамповку состоит из двух компонентов, на которые все обращают внимание: стоимость оснастки и цена за штуку. Это примерно 60% от того, что вы фактически потратите. Остальное прячется в предположениях.
Разбивка стоимости оснастки
Большинство покупателей рассматривают инструменты как одну позицию. Внутри этого числа:
| Компонент затрат | Процент | Что это значит |
|---|---|---|
| Обработка | 65% | Время ЧПУ на поверхностях матрицы. Дешевые котировки сокращают время работы, позже вы увидите это в дрейфе толерантности. |
| Штамповочная сталь | 20% | Качество материала имеет значение. SKD11 по цене 7 долларов США/кг по сравнению со среднеуглеродистой сталью по цене 0,70 доллара США/кг обеспечивает совершенно разную стойкость инструмента. |
| Термическая обработка | 5% | Вакуумная закалка до 60-62 Rc. Пропущенная или поспешная обработка означает преждевременный износ |
| Сборка и испытание | 10% | Установка штампа, первичный отбор проб, регулировка. Спешное испытание создает проблемы, которые вы унаследуете |
Когда поставщик предлагает цену на 30% ниже рыночной, он где-то сокращает. Обычно время обработки означает меньшую точность сопрягаемых поверхностей пуансона и матрицы. Иногда марка материала заменяет отечественную сталь, где принадлежит импортная инструментальная сталь.
Диапазоны стоимости типов штампов
| Тип штампа | Инвестиционный диапазон | Скорость цикла | Когда это имеет смысл |
|---|---|---|---|
| Простое гашение | От 5000 до 10 000 долларов | 60-120 об/мин | Одиночные резы, плоские детали, объем менее 100 тыс. |
| Сложный | От 5000 до 15 000 долларов | 40-80 об/мин | Несколько операций за один удар, средний объем |
| Прогрессивный (стандартный) | От 15 000 до 50 000 долларов США | 200-600 об/мин | Самое крупносерийное производство |
| Прогрессивный (сложный) | От 50 000 до 200 000 долларов США | 150-400 об/мин | Автомобильные панели, жесткие допуски |
| Передача | от 80 000 до 500 долларов США,000+ | 15-40 об/мин | Глубокая вытяжка, крупные детали, которые не могут удерживаться на полосе. |
Эти диапазоны взяты из реальной истории нашего проекта. Распределение внутри каждой категории зависит от геометрии детали, сложности материала и требуемого срока службы инструмента. Прогрессивная матрица для мягкой стали толщиной 0,8 мм стоит примерно на 40% дешевле, чем матрица аналогичной геометрии для нержавеющей стали толщиной 1,5 мм.
Когда штамповка не подходит для вашего проекта
Прогрессивная экономика штамповки жестока по своим масштабам. Штамп, совершающий 400 ударов в минуту, производит 576 000 деталей за 24-часовую смену. Материал подается из рулона автоматически. Детали извлекаются без вмешательства оператора.
Такая эффективность требует инвестиций в инструменты. Вопрос в том, оправдывают ли это ваши объемы.
Расчет безубыточности-безубыточности
| Стоимость оснастки | Стоимость единицы штамповки | Альтернативная стоимость единицы | Безубыточный-объем |
|---|---|---|---|
| $15,000 | $0.45 | 3,80 доллара США (лазер) | 4478 штук |
| $28,000 | $0.85 | 4,20 доллара США (лазер) | 8358 штук |
| $50,000 | $0.62 | 2,90 доллара США (ЧПУ) | 21 930 штук |
| $120,000 | $1.15 | 8,50 долларов США (лазер) | 16 327 штук |
Формула: инвестиции в оснастку, разделенные на (альтернативная стоимость единицы минус стоимость единицы штамповки).
В прошлом году к нам обратился клиент с 12 000 брекетов из нержавеющей стали ежегодно. Стоимость лазерной резки составила 4,20 доллара за штуку, без инструментов. Наша расценка на прогрессивную матрицу: инструмент стоимостью 28 000 долларов США, 0,85 доллара США за штуку. Они восстанавливают инструменты за восемь месяцев, а затем ежегодно экономят 40 200 долларов. Пятилетняя-программа означает общую экономию 173 000 долларов США после приобретения инструментов.
Измените сценарий. Тот же кронштейн, годовой объем 3000. Штамповка по-прежнему обходится дешевле за штуку. Но инструменты никогда не окупаются. Лазер выигрывает, несмотря на пятикратное увеличение стоимости единицы продукции.
Матрица выбора процесса
| Годовой объем | Простые детали | Средняя сложность | Глубокая вытяжка или много-изгиб |
|---|---|---|---|
| Менее 1000 | Лазерная резка | Лазерная резка | обработка с ЧПУ |
| от 1000 до 5000 | Лазер, если материал не дорогой. | Просчитайте оба варианта | Вероятно, трансферная матрица, высокая оснастка |
| от 5 000 до 20 000 | Прогрессив начинает побеждать | Прогрессивная матрица | Прогрессивный или трансферный |
| от 20 000 до 100 000 | Прогрессивный, без вопросов | Прогрессивная матрица | Прогрессивная матрица |
| Более 100 000 | Прогрессивно, рассмотрите возможность использования нескольких-полостей | Прогрессивный, оптимизированный для скорости | Прогрессивная, возможна автоматизация |
Стоимость материалов сдвигает эти пороги. Дорогие сплавы сокращают-даже объемы, поскольку экономия материала на-штуку увеличивается. Деталь из нержавеющей стали 304 по цене 2,20 доллара США/кг имеет другую экономику, чем SPCC при цене 0,65 доллара США/кг.
На что мы смотрим при оценке детали
Команды по закупкам сосредоточены на сравнении цен. Наши инженеры сосредоточены на том, можно ли действительно изготовить деталь по спецификациям в больших объемах. Другие приоритеты, другие вопросы.
Направление зерна
Листовой металл обладает направленными свойствами от прокатки. Кристаллы удлиняются вдоль направления прокатки, создавая анизотропию. Согните твердый материал параллельно волокнам, и он треснет. Согните перпендикулярно или под углом 45 градусов, и он аккуратно сформируется.
Нам достался проект с постоянным растрескиванием на одном изгибе. С Ди все было в порядке. Процесс был стабильным. Сертификаты на материалы проверены. Проблема заключалась в ориентации заготовки относительно зерна. Предыдущий поставщик вырезал заготовки с критическими изгибами перпендикулярно волокнам. Нам достались заготовки из другой партии, разрезанные параллельно. Те же характеристики, совершенно другое поведение.
Поставщик, который делает ценовое предложение, не спрашивая об ориентации изгиба, либо не понимает этой проблемы, либо планирует решить ее во время производственного цикла, используя ваши детали в качестве экспериментов.
Факторы упругости в зависимости от материала
| Марка материала | Фактор упругости (K) | Практическое значение |
|---|---|---|
| Алюминиевые сплавы | 1,01–1,03 | Незначительный перегиб, обычно легко обрабатываемый |
| Низкоуглеродистая сталь | 1,03–1,06 | Стандартная компенсация в конструкции штампа |
| 304 нержавеющая сталь | 1,05–1,10 | Требуется заметный перегиб или опускание |
| Высокая прочность 590 МПа | от 1,08 до 1,15 | Геометрия матрицы должна компенсировать, ожидайте повторений |
| Двухфазный DP800 | от 1,10 до 1,18 | Формирование моделирования обязательно, бюджет на доработку штампа |
Фактор К означает, что если вам нужен конечный результат 90 градусов, матрица формируется до 90/К. Для DP800 при K=1.15 матрица должна образовать угол 78,3 градуса, чтобы после упругого возврата получить угол 90 градусов.
Мы запустили проект DP800, где упругость достигла 1,14. Предыдущий поставщик попробовал три модификации матрицы, но потерпел неудачу. Четыре месяца потеряно, прежде чем они связались с нами. Прежде чем резать сталь, мы провели моделирование. Первая попытка поразила толерантность.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific World Journal, показало, что гибридные методы компенсации сокращают угловое отклонение на 55–66 процентов по сравнению с подходами, использующими один -метод (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Мы моделируем все, что превышает 440 МПа, потому что метод проб и ошибок при работе с современной сталью обходится дороже, чем программное обеспечение для моделирования.
Стандарты зазора матрицы
Зазор между пуансоном и матрицей контролирует высоту заусенцев и качество кромки. Dayton Lamina опубликовала стандарты 10000+ контролируемых испытаний (daytonlamina.com):
| Материал | Зазор на сторону | Ожидаемая высота заусенцев |
|---|---|---|
| Алюминий, латунь | от 9 до 11% | Менее 8% толщины |
| Низкоуглеродистая сталь | от 10 до 11% | Менее 10% толщины |
| Нержавеющая сталь | от 12 до 14% | Менее 12% толщины |
| Высокая прочность 590 МПа | от 14 до 16% | Менее 10% толщины |
| Двухфазный DP800 | от 16 до 18% | Менее 12% толщины |
Маленькие зазоры быстро изнашивают удары. Незакрепленные зазоры приводят к появлению заусенцев, требующих вторичного удаления заусенцев. Мы наблюдали, как конкуренты указывали короткие сроки цикла, используя минимальный зазор, поставляли отличные первые товары, а затем видели, как качество падало, как только объемы росли.
Контроль производства, который прогнозирует качество
Качество матрицы устанавливает потолок. Контроль процесса определяет, достигает ли производство его.
Ветка форума «Практика-машиниста» прямо зафиксировала это. Опытный производитель инструментов написал, что плохие штампы, обычно дешевые, производят плохие детали, и большинство проблем возникает из-за того, что клиенты покупают некачественный инструмент (practicalmachinist.com). Верно, но неполно. Хорошие штампы, изготовленные в результате небрежного процесса, по-прежнему производят отходы.
Что мы требуем на собственном производстве, и что проверяем у поставщиков:
Входная проверка материалов. Разделенные катушки должны соответствовать сертификатам основной катушки. Толщина, твердость и состояние поверхности проверяются при получении, а не в сертификатах проката. Мы видели, как поставщики смешивали партии. Когда возникают проблемы, они не могут определить, какая катушка их вызвала.
Мониторинг системы смазки. Когда смазка прекращается, пресс останавливается автоматически и подается сигнал тревоги. Сухой ход разрушает штампы. Смазка проходит фильтрацию, особенно в рециркуляционных системах, где скапливаются загрязнения.
Управление стружкой и слизью. Металлический мусор от вырубки загрязняет детали или мешает формовке. Положения и углы подачи воздуха указаны в рабочих инструкциях. Операторы не решают, куда дуть, основываясь на своих суждениях.
Профилактическое обслуживание штампа через определенные промежутки времени. Мы отслеживаем количество посещений и планируем обслуживание до того, как возникнут проблемы. Реактивное обслуживание, устраняющее проблемы после ухудшения качества, означает постоянную изменчивость, которую поглощают клиенты.
Красные флажки реальных неудач
Отказ цитировать без объяснения причин
Eng-На форуме Tips описано, как производитель искал штампы для реставрационных панелей Porsche 911. Несколько поставщиков из США отказались, заявив, что работа слишком сложна и дорога, но ни один из них не предоставил расценки и не объяснил технические проблемы. Производитель закупил продукцию за границей, поскольку отечественные магазины не захотели сотрудничать (eng-tips.com).
Такая ситуация сигнализирует о пробелах в возможностях, которые поставщик не признает, или о безразличии к более мелким программам. Ни один из них не предполагает оперативного-решения проблем при их возникновении.
Списываем все на проблемы с инструментами
Участники форума Elsmar Cove предупреждают, что поставщики штампов чувствуют неопытность покупателей и пользуются этим. В проблемах с качеством винят инструменты, а стоимость ремонта исчисляется пяти- или шестизначными цифрами, даже если основной причиной являются параметры процесса (elsmar.com).
Наше внутреннее правило: когда поставщик говорит, что матрица нуждается в модификации, спросите, какие параметры процесса они отрегулировали в первую очередь. Поставщики, которые не могут ответить, вероятно, имеют проблемы с контролем процесса, а не с инструментами.
Смутные предположения
Котировки обычно предполагают от 2 до 5 процентов брака. Спросите, какой процент входит в ваш. Допущения выше 7 процентов указывают на плохой контроль процесса или скрытую прибыль. Лучшие исполнители получают менее 2 процентов в зрелых программах.
Сертификаты, которые имеют значение
ISO 9001 является базовым. Не тратьте время на проверку.
Для автомобильной промышленности требуется IATF 16949. Без этого поставщик штамповки не сможет поставлять программы-первого уровня, независимо от возможностей и цены. Для сертификации требуется документация PPAP: 18 элементов, включая FMEA проектирования, технологический процесс, планы управления, анализ системы измерений.
ISO 13485 для медицинских компонентов. Требуется отслеживаемость-на уровне партии, проверенные процессы, средства контроля-на основе рисков.
Мы потратили 14 месяцев на получение сертификата IATF. Технические требования были не самой сложной частью. Создание систем документации, которые действительно отражают практику эксплуатации, потребовало времени. Многие поставщики имеют сертификаты, но действуют непоследовательно. Аудит должен подтвердить соответствие планов контроля тому, что фактически делают операторы.
Контрольный список оценки поставщика
| Область оценки | Ключевые вопросы | Ответы, отмеченные красным флажком |
|---|---|---|
| Дизайн штампа | Самостоятельно-или на аутсорсинге? Сколько инженеров-инструментальщиков? | «Сотрудничаем с внешними дизайнерами» без подробностей |
| Экспертиза материалов | Какие зазоры для вашего конкретного материала/толщины? | Расплывчатый ответ или отсрочка на «разберемся» |
| Стратегия пружинящего возврата | Как они компенсируют высокую прочность материалов? | Никакого упоминания о моделировании приложений AHSS. |
| Показатели качества | Текущий процент лома? Процент-своевременной доставки? | Невозможно предоставить цифры по типу материала. |
| Обслуживание | График ПМ для активных штампов? Как отслеживается? | Реактивный подход: «мы решаем проблемы, когда они возникают» |
| Решение проблемы | Пример недавней проблемы с качеством и ее решения? | Вина переложена на заказчика или поставщика материалов. |
| Ссылки | Контакты клиентов по аналогичным проектам? | Нежелание предоставлять только общие ссылки |
Как мы работаем
2,400+ программы с 2003 года. Диапазон толщины от 0,1 до 6,0 мм. Материалы от мягкой стали до DP980.
Проектирование штампов осуществляется-внутри компании. Инженер, цитирующий вашу программу, решает проблемы, если они возникают. У нас нет отделов продаж, принимающих работу, которую инженеры никогда не проверяли.
Мы имеем сертификат IATF 16949 и поставляем полные пакеты PPAP.
Мы также сообщим вам, когда штамповка не подходит для вашего проекта. Если лазерная резка или механическая обработка обеспечивают лучшую экономию при ваших объемах, мы предпочитаем потерять цену, чем наблюдать, как вы переплачиваете. Этот подход принес больше реферального бизнеса, чем любой маркетинг, который мы сделали.
Отправьте рисунки и тома на адрес sales@abismould.com. Обратная связь по технологичности, оценка оснастки и цена за штуку в течение пяти рабочих дней.