品質を犠牲にすることなく射出成形金型の設計コストを削減するにはどうすればよいですか?

金型コストに関する議論の開始が遅すぎる理由

金型の見積もりが返されるまでに、コストを左右する主要な決定事項のほとんどは、製品の設計を通じてすでに確定しています。{0}設計が完成した後にコストを削減しようとするということは、通常、価格を受け入れるか、プロジェクトを遅らせる後期段階の変更を行うかを選択することを意味します。この場合、同様のコスト削減を最初から設計に組み込んでおけば中断ははるかに少なくなるはずです。{2}}

実際のシナリオ - 工具コストを 3 分の 1 に削減するシンプルな設計の調整

スライドコア機構を必要とする複雑な内部アンダーカットが主な原因で、予算よりも大幅に高い金型の見積もりを受け取った製品開発者を想像してください。工具メーカーとの設計レビューの後、部品の内部形状をわずかに調整することで、最終顧客が気づくような製品の外観や機能を変えることなく、アンダーカットの必要性が完全になくなりました。改訂された見積もりは、実際には製品の目的に不可欠ではなかった機械的に複雑な機能を 1 つ削除しただけで、およそ 3 分の 1 低くなりました。

実際に射出成形金型のコストを左右するもの

キャビティ数、鋼グレード、複雑さ、サイクル タイム - 4 つの大きなレバー

金型のコストは、交渉で決められる単一の数値ではありません。これはいくつかの異なるコスト要因から構築されており、それらの相対的な重みを理解することで、実際に最も重要な部分にコスト削減の取り組みを集中させることができます。-

機械加工と複雑さは一貫して金型コストの最大の割合を占めています。まさにこれがまさに、材料の代替やキャビティ数の微調整のみよりも、形状の簡素化が最大のコスト削減の機会を提供する傾向がある理由です。

製造容易性を考慮した設計 (DFM) - コスト削減を最大限に活用する-ステップ

鉄鋼を切断する前に問題を発見することが最もコストを節約できる理由

工具鋼を加工する前に行われる徹底的な DFM レビューは、金型コストを制御するための最も効果的なステップです。{0}この段階で見つかった問題は、基本的に設計期間を超えて修正する費用はかかりませんが、ツーリングの開始後に同じ問題が発見された場合は、部分的に完成した鋼材を廃棄するか、妥協した設計を永久に使用し続けることを意味する可能性があります。それにもかかわらず、DFM レビューは、特にプロジェクトのタイムラインにプレッシャーがある場合に、最も急いだりスキップしたりすることが最も多いステップの 1 つです。これが、これほど多くの金型コストの超過が、もっと早くに無料で発見できたはずの意思決定に遡る理由の大部分を占めています。

製品ファミリーと共有ベースモールド戦略-

クリア PS トレイ ファミリー射出成形金型 - バリアント間で工具投資を共有

A クリアPSトレイファミリー射出成形金型は、複数の関連製品が計画されている場合に利用できる、より効果的なコスト削減戦略の 1 つを示しています。トレイのバリエーションごとに完全に個別の金型を構築するのではなく、実際に異なる部品の交換可能なセクションを備えた共有ベース キャビティを設計することで、コアとなる工具への投資をバージョンごとに重複させるのではなく、製品ファミリー全体に分散させることができます。このアプローチでは、各金型を個別に構築するよりも事前の設計計画が必要ですが、3 つ、4 つ、またはそれ以上の製品バリエーションにわたる総コストは、通常、個別のツールの合計よりも大幅に低くなります。

機能を損なうことなく形状を簡素化

テーブル電話カバー射出成形金型 - リブ、ボス、アンダーカットの複雑さを軽減

A テーブル電話カバー射出成形金型多くの場合、リブ、ボス、場合によっては実際の加工の複雑さとコストを追加するアンダーカット フィーチャが含まれます。すべての機能が機能的に必要かどうか、また、スライドコアやリフター機構を必要とせずに、アンダーカットをまっすぐにリリースできるように再設計できないかどうかを検討すると、製品の機能や外観を大幅に変更することなくコスト削減が判明することがよくあります。スライドやリフターなどの機構は、機能が本当に必要とする場合には非常に役立ちますが、初期のツール費用と長期的なメンテナンスの複雑さの両方が追加されるため、ジオメトリの小さな調整だけでは簡単に対処できない問題をそれぞれが解決していることを確認する価値があります。-

長期的なコストに影響を与える材料と鋼種の決定-

浄水器ハウジング射出成形金型 - 鋼材グレードと実際の生産量のマッチング

A 浄水器ハウジング射出成形金型これは、どちらの方向でも間違いやすいコスト決定であることを強調しています。-入手可能な最高グレードの鋼をデフォルトで使用するのではなく、実際に予想される生産量に基づいて金型鋼のグレードを選択することもできます。-、あるいは逆に、実際に大量の長期稼働が予想されるプロジェクトの鋼材を-指定しないでください-。

実際の生産量を大幅に上回る鋼種を選択すると、不必要な初期費用が追加されます。一方、{0}本当に大量生産のプロジェクト向けに鋼材を指定しないと、最初から適切な鋼種を選択した場合よりも、後で金型の修理や交換の費用が高額になることがよくあります。{1}

インサートを戦略的に使用して完全なツール変更を回避する

すべての変更を新しい金型の理由として扱うのではなく、ローカライズされた製品バリエーションや磨耗しやすい機能にインサートを使用して、標準化された製品ファミリー戦略に基づいて構築することも、意味のあるコスト活用の 1 つです。{0}このアプローチについては、金型インサートの設計要件に関する専用記事で詳しく説明していますが、特にコストに関係する簡単な説明は、変更が部品の明確に定義された特定の領域に局所的に行われている場合、インサート ベースの更新の費用は通常、キャビティ全体の交換の数分の一であるということです。-

キャビティ数の最適化 - ボリュームの適切なバランスを見つける

キャビティ数の決定には、両方向で実際のコストのトレードオフが伴います。 -少量製品のキャビティ数を指定しすぎると、十分に使用できない金型のキャパシティに資本が結びつきます。一方、-真に大量の製品に対してキャビティ数を指定しすぎると、継続的な生産効率が低下し、時間の経過とともに初期の金型節約の価値よりもコストが高くなります。{2}}最も安価な初期見積もりや最も積極的な将来対策ではなく、現実的で十分に調査された生産量予測に基づいてキャビティ数を適切に設定することにより、プロジェクトのライフサイクル全体にわたって最良の全体的なコスト結果が得られる傾向があります。{{8}

コストの比較 - 一般的な金型コスト-の節約戦略を並べて見る

節約の可能性とトレードオフ

業界のトレンド - シミュレーションと標準化による開発コストの削減

過去数年間でモールド フロー シミュレーションと設計ソフトウェアが大幅に利用しやすくなり、金型製造者は物理的な鉄鋼作業を開始する前に、コストのかかる設計上の問題をデジタルで特定して解決できるようになりました。これにより、以前は計画外の金型コストの一般的な原因であった試行錯誤によるやり直しが大幅に削減されました。{0}{1}また、標準化されたモールド ベース コンポーネントとインサート システムに向けた業界の動きが高まっています。ツールメーカーは、すべてのモールド ベースをゼロから設計するのではなく、実証済みの検証済みのモールド ベース設計を複数のプロジェクトにわたって再利用します。これにより、プロジェクトごとに完全にカスタムのモールド ベースを要求するのではなく、合理的に標準化されたツール フレームワーク内で作業することを希望するバイヤーのコストとリード タイムの両方がさらに削減されます。

コストを節約するために手を抜いてはいけない品質基準

コスト削減がコンプライアンスまたは信頼性のリスクになる場合-

すべてのコスト削減戦略が優れているわけではありません。本当に削減すべきでない部分を明確に把握することは重要です。{0}実際の生産量に必要な鋼材の品質を下げると、初期の金型の摩耗や故障により、初期費用の節約よりも長期的に多くの費用が発生することがよくあります。{2}}加工時間を節約するために適切な通気や冷却チャネルの設計を省略すると、通常、後で品質欠陥やサイクル時間の非効率が発生し、生産全体で初期の加工節約の価値よりもはるかに多くのコストがかかります。また、食品との接触や消費者の安全要件がある製品の場合、コンプライアンス文書や材料検証の手抜きはまったくコスト削減にはならず、製品がすでに市場に出た後にコンプライアンスの問題が表面化した場合、あらゆる工具の節約よりもはるかに大きなコストがかかる可能性がある責任リスクです。

次のプロジェクトで金型コスト削減に取り組む方法 - 実践的なチェックリスト

工具鋼を切断する前に徹底的な DFM レビューに投資してください。これは常に利用可能なコスト削減の手段の中で最も効果が高いためです。{0}

関連する製品バリエーションが複数ある場合は、それぞれに個別のツールを使用する前に、共有の基本ファミリーの金型戦略を評価してください。{0}

製品の機能を変えずに簡素化できる可能性がある、スライドやリフターなどの不必要な機構の形状を見直します。

金型鋼のグレードを、最も安価なオプションまたは最も高級なオプションのいずれかにデフォルト設定するのではなく、十分に研究された現実的な生産量に合わせます。{0}

後で完全な改造を計画するのではなく、将来予想されるバリエーションや摩耗しやすい既知の機能に合わせて、戦略的にインサートを使用することを検討してください。{0}

初期費用を最小限に抑えたり、過剰な容量を構築したりするのではなく、実際の需要予測に基づいてキャビティ数を適切なサイズに設定します。-

メーカーと協力して最初からコストを管理

見積もりおよび DFM レビュー中に尋ねるべきこと

良いi射出成形金型メーカーは、提出された設計を議論せずにただ引用するのではなく、見積もりと DFM のプロセス中にコスト削減の設計提案を積極的に提起する必要があります。{0}射出成形金型工場を評価するときは、DFM レビューにどのように取り組んでいるのか、また、最高のマージン推奨をデフォルトにするのではなく、形状の簡素化、共有工具戦略、または適切なサイズの鋼種の選択の機会に定期的にフラグを立てているかどうかを具体的に尋ねてください。-

複数の製品バリエーションや将来の量の増加が見込まれる卸売射出成形部品プロジェクトの場合、ファミリー金型の戦略やインサートの柔軟性について、見積もりプロセスの早い段階でメーカーと率直に話し合う価値があります。これらのコスト削減アプローチは、単一目的のしっかりした金型がすでに構築された後に改造する場合よりも、元の金型設計に組み込んで計画した方がはるかに効果的であるためです。{0}{1}}

よくある質問