Redukcja kosztów wyboru materiału: od podstawienia materiału do optymalizacji systemu - studium przypadku motoryzacyjnych części filarowych

Na tle stale rosnące ceny surowców z tworzywa sztucznego i metalu, optymalizacja materiałów stała się kluczową strategią dla firm w celu zmniejszenia kosztów i poprawy wydajności. Jednak wielu inżynierów wciąż postrzega „redukcję kosztów poprzez wybór materiałów” jako po prostu przejście na krajowe alternatywy lub tańszych dostawców, z widokiem na głębsze możliwości oszczędzania kosztów. W rzeczywistości zmniejszenie kosztów wyboru materiału obejmuje wiele wymiarów, w tym zmiany typu materiału, optymalizację procesu i równoważenie wydajności. Wśród nich zmiana rodzaju materiału, choć technicznie trudna, często daje bardziej znaczące wyniki oszczędności.  

W tym artykule przeniesiono częściowe części filarowe B/C jako przykład, aby szczegółowo szczegółowo wynikać, w jaki sposób można osiągnąć redukcję kosztów poprzez podstawienie typu materialnego. W takim przypadku firma przyjęła materiał o wysokim połysku, bez farbowania materiału PC/ASA/PMMA, aby zastąpić tradycyjne rozwiązania do malowania lub dwuczęściowe roztwory formowania. To nie tylko dotyczyło punktów bólu konwencjonalnych procesów, ale także osiągnęło roczną oszczędność kosztów w wysokości 20 milionów RMB.  

1. Analiza tradycyjnych roztworów materiałowych dla części wykończenia filarów b/c  

Obecnie głównym roztworami produkcyjnymi dla motoryzacyjnych części filaru B/C są: Malowanie PC/ABS+GF/PMMA DWU-SHAT. Oba mają zalety i wady, ale mają również ograniczenia kosztów lub procesu.  

1.1 PC/ABS Malowanie  

Zalety:  

- Doskonała odporność na zarysowania i odporność na pogodę po malowaniu, spełnianie długoterminowych wymagań dotyczących trwałości dla części zewnętrznych samochodowych.  

Wady:  

1. Niska wydajność malarstwa: Proces malowania jest podatny na wady, takie jak dziury, skórka pomarańczowa, podcięcie i cząsteczki, co prowadzi do wysokich wskaźników odrzucenia i zwiększonych kosztów przeróbki i złomu.  

2. Złożony proces: Dodatkowe etapy malowania po formowaniu wtrysku zwiększają koszty siły roboczej, sprzętu i energii, rozszerzając cykl produkcji.  

3. Presja środowiskowa: Malowanie obejmuje emisje LZO, które są ściśle regulowane, wymagające dodatkowych inwestycji w obróbkę wydechową.  

1,2 ABS+GF/PMMA Roztwór formowania dwupoziomowy  

Zalety:  

- Bez farby, stabilny wygląd i dobry odporność na zarysowania.  

-Formowanie dwóch strzałów integruje dwa materiały w jednym etapie, zmniejszając przetwarzanie po przetwarzaniu.  

Wady:  

1. Wysoka inwestycja sprzętu: Formowanie dwóch strzałów wymaga specjalistycznych form i dużych maszyn wtrystycznych, co powoduje wysokie koszty z góry.  

2. Długi cykl produkcji: Cykl formowania jest o ponad 50% dłuższy niż wtrysk w pojedynczym strzałach, zmniejszając wydajność.  

3. Ograniczenia projektowe: Złożone geometrie części są trudne do osiągnięcia dzięki dwupokładowemu formowaniu, ograniczając elastyczność projektowania.  

2. Innowacyjne rozwiązanie: materiał o wysokiej glosie, bez farbowania materiału PC/ASA/PMMA  

Aby zająć się wadami tradycyjnych rozwiązań, niektóre firmy przyjęły wysokowydajne, bez farbowania materiału ze stopu PC/ASA/PMMA, umożliwiając produkcję części wykończenia filaru B/C poprzez formowanie wtryskowe. Kluczowe zalety tego rozwiązania obejmują:  

2.1 Optymalizacja procesu i redukcja kosztów  

-Bez farby: Bezpośrednie formowanie wtryskowe osiąga powierzchnię o wysokiej przeładzie, eliminując etapy malarstwa i zmniejszając wskaźniki defektów i koszty zgodności środowiska.  

-Formowanie jednorazowe: W porównaniu z formowaniem dwóch strzałów wymaga mniej złożonych form i mniejszych maszyn, skracając cykl produkcji o ponad 30%.  

2.2 Ulepszenie wydajności i rozszerzone aplikacje  

- Lepsza odporność na ciepło: 20 ° C wyższa niż tradycyjny PC/ABS.  

- Wyższa siła uderzenia: odpowiednia dla surowszych środowisk.  

- Wygląd dostosowywania: obsługuje różne tekstury i kolory, spełniające różnorodne potrzeby projektowe.  

2.3 Wyzwania i rozwiązania wdrażania  

Pomimo jego zalet, następujące problemy należy rozwiązać w praktycznych aplikacjach:  

1. Nieco niższa odporność na pogodę: wzmocniona stabilizatorami UV, aby zapewnić długoterminowe zatrzymywanie kolorów.  

2. Wyższy koszt materiału: Chociaż cena jednostkowa jest nieco wyższa, całkowity koszt (eliminowanie kosztów malowania/dwupokładowego wydatków) pozostaje korzystna.  

3. Straszniejsza kontrola procesu: wymaga zoptymalizowanych parametrów konstrukcji i wtrysku, aby uniknąć znaków przepływu lub linii spoin.  

3. Analiza korzyści ekonomicznych  

W rzeczywistej aplikacji dla określonego modelu pojazdu, rozwiązanie PC/ASA/PMMA bez połysku, bezbłędne, zapewniło znaczne oszczędności:  

- Redukcja kosztów na pojazd: 101 RMB (dla 6 części wykończenia, w porównaniu do tradycyjnego malarstwa).  

- Roczne oszczędności: 20 milionów RMB (na podstawie 200 000 jednostek/rok).  

Dodatkowo to rozwiązanie oferuje dodatkową wartość:  

✅ Krótsze cykle produkcyjne, lepsze wykorzystanie zdolności  

✅ Zanieczyszczenie malowania, zgodne z zielonymi trendami produkcyjnymi  

✅ Większa swoboda projektowa, umożliwiając bardziej innowacyjne wygląd  

4. Wniosek: Kluczowe czynniki sukcesu redukcji kosztów poprzez wybór materiału  

Materialne podstawienie nie dotyczy tylko „zmieniających się materiałów”, ale wymaga systematycznej oceny i optymalizacji:  

1. Dopasowanie wydajności: Upewnij się, że nowy materiał spełnia podstawowe wymagania produktu (np. Odporność na pogodę, odporność na zarysowania).  

2. Kompatybilność procesu: optymalizuj formy i parametry wtrysku, aby uniknąć wad powierzchniowych.  

3. Obliczenie kosztów: rozważ koszty materiałów, koszty przetwarzania, stopy wydajności i inne czynniki holistycznie.  

4. Współpraca łańcucha dostaw: ściśle współpracuj z dostawcami materiałów, aby zapewnić stabilną spójność dostaw i jakości.  

Ten przypadek pokazuje, że dzięki naukowej strategii selekcji materialnej firmy mogą osiągnąć znaczny wzrost kosztów i wydajności bez uszczerbku dla wydajności produktu. W miarę rozwoju nowych technologii materialnych bardziej innowacyjne rozwiązania pomogą producentom przezwyciężyć bariery kosztów w przyszłości.