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Jan 28, 2024

射出成形コストの作成

Condividi questo articolo Lo stampaggio a iniezione è generalmente considerato conveniente.

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射出成形は通常、大量の部品を注文する場合にコスト効率の高い製造プロセスとして説明されます。

その理由は簡単です。射出成形では、初期の金型コストが非常に高いのに対し、実際のプラスチック成形コストは非常に低いため、より多くのユニットが必要になると、実効ユニットあたりのコストが低くなります。

たとえば、おもちゃの車用のステンレス鋼の金型のコストが 5,000 ドルで、その金型で作られたプラスチック製のおもちゃの車のコストが 0.50 ドルであると想像してください。 このシナリオでは、おもちゃの車を 1 台注文すると 5,000.50 ドル、2 台注文すると 5,001 ドル、1,000 台注文すると 5,500 ドルかかります。

どのシナリオでも金型がコストの大部分を占めるため、総コストは大きく変わりません。

ただし、これら 3 つのシナリオでは、実効ユニットあたりのコストは大きく異なります。

ご覧のとおり、追加のユニットによって金型の高額なコストが償却されるため、ユニット数量が増加するとユニットあたりのコストが大幅に削減されます。

おもちゃの車をより多くのユニットを注文すると、明らかにコストパフォーマンスが高くなります。 (実際、単一ユニットを注文するのは莫大なお金の無駄のように見えます。)

しかし、射出成形が大量の部品に適していると言うとき、「大きい」とはどの程度のことを指すのでしょうか? 100? 1,000? 10,000? 100万？ 中規模の試作品または最終使用部品の注文に対して、複数の製造プロセスのどちらを選択するかを決定する企業として、私たちは次のことを知りたいと考えています。どの時点で射出成形が代替品よりもコスト効率が高くなるのか3Dプリントなど。

また、射出成形が 3D プリンティングよりも費用対効果が高くなるポイントを決定するための簡単な公式はありませんが、正しい決定を下すのに役立つ考慮できる特定の要素があります。

射出成形およびその他のオンデマンド製造サービスの専門家である 3ERP は、必要な注文サイズに基づいて射出成形と 3D プリントのどちらを選択するかに関するアドバイスを提供します。

プラスチック部品の完全なプロトタイピングや生産を検討している企業にとって、射出成形と 3D プリンティングの両方が魅力的な選択肢のように思えるかもしれませんが、それぞれの利点を比較検討するのは難しいように思えるかもしれません。

ただし、正確な計算に入る前に、ある製造プロセスが他の製造プロセスよりも明らかに好ましい状況がいくつかあることを指摘する価値があります。

企業が非常に少数のプロトタイプ (おそらく 1 つだけ) を必要とし、プロトタイプの材質と美的特性が無視できるほど重要であるというシナリオから始めましょう。 おそらく社内の研究開発チームは、黄色のプラスチックの筐体が新しい電子デバイスでどのように見えるかを大まかに確認したいだけなのかもしれません。

このようなシナリオでは、3D プリンティングが明らかに好ましい選択となるでしょう。それは大幅に安価であり、プロトタイプの技術的欠陥は問題になりません。

あるいは、少数のプロトタイプ (おそらく 1 つだけ) が必要だが、企業は投資家に製品を売り込みたいと考えており、投資家は最終用途の部品 (射出成形で製造されること) を確信する必要があるというシナリオを想像してください。量産時の成形など）が本来の目的に適切に機能します。

このようなシナリオでは、プロトタイプを 3D プリントする方がコストは安くなるかもしれませんが、最終用途製品の実現可能性を実証するために射出成形プロトタイプを作成することは企業にとって価値があるかもしれません。

射出成形と 3D プリンティングのコストを比較することは困難です。なぜなら、プロセスはその仕組みだけでなく、それぞれのコストがどのように決定されるかという点でも根本的に異なるからです。

一般的に言えば、射出成形は初期コストが高いプロセスです。金型の製造には費用がかかり、その準備段階は一部の中小企業にとっては乗り越えられないハードルとなる可能性があります。 ただし、一度金型が製造されると、射出されるプラスチックの各「ショット」のコストは非常に低くなります。

3D プリントは射出成形とは異なり、ワンステップのプロセスであるため異なります。 工具は必要なく、完成したパーツはプリンターから直接出力されます。 これは、邪魔な初期費用がかからないことを意味します。

そうは言っても、単一のプラスチック 3D プリント部品のコストは、一般に射出プラスチックのショットよりも高くなります。 これは、3D プリンティング フィラメント (FDM プリンタ用) がプラスチック ペレットよりも高価であり、3D プリンタの速度が非常に遅いため、サービス プロバイダーはその運用に対してより多くの料金を請求する必要があるためです。

それを念頭に置くと、2 つのプロセスの最も重要な違いは次のとおりです。射出成形の単位あたりのコストは変動します ：台数が増えると減少します。 一方、3D プリントの場合、部品単価は固定です。部品を 1 個注文しても、1,000 個注文しても、通常は同じ金額です。

この意味は少量の 3D プリントは射出成形よりも安価ですが、大量の射出成形は 3D プリントよりも安価です 。 これは、論理的には、「最良の価値」オプションが 3D プリンティングから射出成形に切り替わる特定の数量があることも意味します。

その量を見つけるには、いくつかの要因が関係します。

射出成形と 3D プリンティングの潜在的なコストを評価する場合、プロジェクトの中で最も高価になる可能性がある部分である金型から始める価値があります。

金型は金属から機械加工され、長時間使用する必要があるため、数千ドルの費用がかかる場合があります。場合によっては数十万回のプラスチックショットが必要になる可能性があります。 しかし、金型コストを大幅に削減することは可能です。ラピッドツーリング、CNC マシンまたは金属 3D プリンターを使用したプロトタイプグレードの金型の作成。

金型のコストもスチールの代わりにアルミニウムを使用することで削減できます。 アルミニウムは工具鋼よりも耐久性が劣りますが、それでも非腐食性の材料から高品質の成形部品を製造することができます。

金型のコストを削減できれば、コスト効率を高めるために必要な成形部品の数が減ります。

例として、おもちゃの車のスチール金型のコストが 5,000 ドル、アルミニウム金型のコストが 1,000 ドル、どちらの金型でもプラスチック ショットあたりのコストが 0.50 ドルであると想像してください。 また、おもちゃの車の 3D プリント版の価格が 20 ドルであると想像してください。

この例では、プロジェクトの潜在的なコストは次のようになります。

このシナリオでは、50 ユニットの注文は 3D プリントの方が安くなりますが、60 ユニットの注文はアルミニウム金型を使用した射出成形を使用すると安くなります。 (一方で、250 ユニットのマークを少し超えると、より高価なスチール金型の方が 3D プリントよりもコスト効率が高くなります。)

計算に影響するもう 1 つの考慮事項は、部品の製造に使用されるプラスチックであり、ここで考慮すべき変数がいくつかあります。

考慮すべき要素の 1 つは、すべての 3D 印刷可能なプラスチックが成形可能であるわけではなく、またその逆も同様であるということです。 もう 1 つは、3D プリンティングのフィラメントは材料メーカーによって正確に成形される必要があるため、概して射出成形に使用されるプラスチック ペレットよりも高価であるということです。

重要なのは、プラスチックのコストがペレット形式とフィラメント形式の間で一致しない可能性があることです。たとえば、ナイロンやポリカーボネートなどの材料は、3D プリンティング フィラメント市場では依然として比較的高級な製品であるため、射出成形に必要なナイロン部品の数は比較的少数になります。成形は 3D プリントよりもコスト効率が高くなります。 (ただし、ABS などの一般的な 3D プリント材料では、さらに多くの数が必要になります。)

したがって、部品の製造に使用されるプラスチックの種類によって、特定の注文量に対してどの製造プロセスがより経済的であるかが決まります。

部品の設計も、射出成形や 3D プリントの潜在的なコストに影響を与える可能性があります。 たとえば、オーバーハングのある射出成形部品はより複雑なツールが必要になるため、オーバーハングのある部品の 3D プリントは大幅に低コストになる可能性があります。

言い換えれば、部品設計が射出成形に適していない場合は、射出成形をコスト効率よく行うためにさらに多くの部品を注文する必要がある可能性があります。

FDM は依然として最も一般的な 3D プリンティング プロセスですが、代替オプションには光造形や選択的レーザー焼結などがあります。 これらの他のプロセスは FDM よりも高価であり、射出成形と比較して当然ながらその手頃な価格に影響します。

たとえば、200 個の FDM 部品は、200 個の同等の射出成形部品よりも安価である可能性がありますが、200 個の SLS 部品は、200 個の射出成形部品よりも高価である可能性があります。

プラスチック部品の単位あたりのコストは、射出成形の場合は動的に変化し、3D プリントの場合は静的に変化するため、特定の注文に対してどのオプションが最もコストパフォーマンスに優れているかを評価するのは難しい場合があります。

金型の作成、部品の材質、部品の形状などの多くの要因が注文のコストに影響を与える可能性があり、その程度は製造プロセスに応じて異なります。

このことを念頭に置くと、このジレンマに対する最善の解決策は、単純に両方のプロセスの見積もりをリクエストすることかもしれません。

3ERP は射出成形と 3D プリンティングの両方の専門知識を備えており、ケースバイケースでプロジェクトを評価し、どちらが費用対効果が最も優れているかを判断できます。

ご連絡いただければ、プロジェクトを立ち上げて実行させていただきます。

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