Giảm chi phí trong lựa chọn vật liệu: Từ thay thế vật liệu đến tối ưu hóa hệ thống - Một nghiên cứu trường hợp về các bộ phận trang trí trụ cột B/C ô tô

Trong bối cảnh giá nguyên liệu thô và kim loại tăng liên tục, tối ưu hóa vật liệu đã trở thành một chiến lược quan trọng để các công ty giảm chi phí và nâng cao hiệu quả. Tuy nhiên, nhiều kỹ sư vẫn nhận thấy "giảm chi phí thông qua lựa chọn vật liệu" chỉ đơn giản là chuyển sang các lựa chọn thay thế trong nước hoặc nhà cung cấp rẻ hơn, nhìn ra các cơ hội tiết kiệm chi phí sâu sắc hơn. Trong thực tế, việc giảm chi phí trong lựa chọn vật liệu bao gồm nhiều chiều, bao gồm thay đổi loại vật liệu, tối ưu hóa quy trình và cân bằng hiệu suất. Trong số này, thay đổi loại vật liệu, mặc dù thách thức về mặt kỹ thuật, thường mang lại kết quả tiết kiệm chi phí đáng kể hơn.  

Bài viết này lấy các bộ phận cắt trụ B/C ô tô làm ví dụ để biết chi tiết cách giảm chi phí có thể đạt được thông qua thay thế loại vật liệu. Trong trường hợp này, một công ty đã áp dụng vật liệu PC/ASA/ASA/PMMA có độ bóng cao, không sơn để thay thế các giải pháp đúc truyền thống hoặc hai bức ảnh. Điều này không chỉ đề cập đến các điểm đau của các quá trình thông thường mà còn đạt được mức tiết kiệm chi phí hàng năm là 20 triệu RMB.  

1. Phân tích các giải pháp vật liệu truyền thống cho các bộ phận trang trí trụ cột B/C ô tô  

Hiện tại, các giải pháp sản xuất chính cho các bộ phận trang trí trụ cột B/C ô tô là: sơn PC/ABS và đúc hai lần chụp ABS+GF/PMMA. Cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm nhưng cũng đi kèm với các hạn chế về chi phí hoặc quy trình.  

Giải pháp vẽ 1.1 PC/ABS  

Thuận lợi:  

- Khả năng chống trầy xước tuyệt vời và sức đề kháng thời tiết sau khi vẽ, đáp ứng các yêu cầu về độ bền dài hạn đối với các bộ phận bên ngoài ô tô.  

Nhược điểm:  

1. Năng suất sơn thấp: Quá trình vẽ dễ bị các khiếm khuyết như Pinholes, Peel màu cam, Undercut và các hạt, dẫn đến tỷ lệ từ chối cao và tăng chi phí làm lại và phế liệu.  

2.  

3. Áp lực môi trường: Bức tranh liên quan đến khí thải VOC, được quy định chặt chẽ, đòi hỏi đầu tư bổ sung vào điều trị khí thải.  

1.2 ABS+GF/pmMA dung dịch đúc hai shot  

Thuận lợi:  

- Không sơn, vẻ ngoài ổn định và khả năng chống trầy xước tốt.  

-Đúc hai shot tích hợp hai vật liệu trong một bước, giảm xử lý hậu kỳ.  

Nhược điểm:  

1. Đầu tư thiết bị cao: Đúc hai phát đòi hỏi khuôn mẫu chuyên dụng và máy phun lớn, dẫn đến chi phí trả trước cao.  

2. Chu kỳ sản xuất dài: Chu kỳ đúc dài hơn 50% so với tiêm một shot, giảm hiệu quả.  

3. Hạn chế thiết kế: Hình học phần phức tạp rất khó đạt được với việc đúc hai phát, hạn chế tính linh hoạt của thiết kế.  

2. Giải pháp sáng tạo: Vật liệu PC/ASA/ASA/PMMA có độ bóng cao, không sơn  

Để giải quyết những hạn chế của các giải pháp truyền thống, một số công ty đã áp dụng vật liệu hợp kim PC/ASA/ASA/PMMA cao, cho phép sản xuất các bộ phận cắt trụ B/C thông qua việc ép phun đơn. Những lợi thế chính của giải pháp này bao gồm:  

2.1 Tối ưu hóa quy trình & giảm chi phí  

-Không có sơn: Đúc phun trực tiếp đạt được bề mặt độ bóng cao, loại bỏ các bước sơn và giảm tỷ lệ khiếm khuyết và chi phí tuân thủ môi trường.  

-Đúc một lần bắn: So với đúc hai shot, nó đòi hỏi các khuôn ít phức tạp hơn và máy nhỏ hơn, rút ​​ngắn chu kỳ sản xuất hơn 30%.  

2.2 Nâng cao hiệu suất & các ứng dụng mở rộng  

- Điện trở nhiệt tốt hơn: 20 ° C cao hơn PC/ABS truyền thống.  

- Sức mạnh tác động cao hơn: Thích hợp cho môi trường khắc nghiệt hơn.  

- Ngoại hình có thể tùy chỉnh: Hỗ trợ kết cấu và màu sắc khác nhau, đáp ứng nhu cầu thiết kế đa dạng.  

2.3 Thách thức & giải pháp thực hiện  

Mặc dù có lợi thế, các vấn đề sau đây phải được giải quyết trong các ứng dụng thực tế:  

1. Khả năng chống thời tiết thấp hơn một chút: được tăng cường với chất ổn định UV để đảm bảo khả năng giữ màu dài hạn.  

2. Chi phí vật liệu cao hơn: Mặc dù đơn giá cao hơn một chút, chi phí tổng thể (loại bỏ sơn/chi phí đúc hai lần) vẫn có lợi.  

3. Kiểm soát quá trình chặt chẽ hơn: Yêu cầu thiết kế khuôn được tối ưu hóa và các thông số phun để tránh các dấu dòng hoặc đường hàn.  

3. Phân tích lợi ích kinh tế  

Trong một ứng dụng trong thế giới thực cho một mô hình xe cụ thể, giải pháp PC/ASA/ASA/PMMA không có sơn cao đã cung cấp tiết kiệm chi phí đáng kể:  

- Giảm chi phí cho mỗi xe: 101 RMB (đối với 6 phần trang trí, so với hội họa truyền thống).  

- Tiết kiệm hàng năm: 20 triệu RMB (dựa trên 200.000 đơn vị/năm).  

Ngoài ra, giải pháp này cung cấp thêm giá trị:  

Chu kỳ sản xuất ngắn hơn, sử dụng công suất được cải thiện  

Giảm ô nhiễm vẽ tranh, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh  

Tự do thiết kế lớn hơn, cho phép xuất hiện sáng tạo hơn  

4. Kết luận: Các yếu tố thành công chính để giảm chi phí thông qua lựa chọn vật liệu  

Thay thế vật liệu không chỉ đơn thuần là "thay đổi vật liệu" mà yêu cầu đánh giá và tối ưu hóa có hệ thống:  

1. Kết hợp hiệu suất: Đảm bảo vật liệu mới đáp ứng các yêu cầu sản phẩm cốt lõi (ví dụ: khả năng chống thời tiết, kháng cào).  

2. Khả năng tương thích quá trình: Tối ưu hóa khuôn và thông số tiêm để tránh các khuyết tật bề mặt.  

3. Tính toán chi phí: Xem xét chi phí vật liệu, chi phí xử lý, tỷ lệ lợi suất và các yếu tố khác một cách toàn diện.  

4. Hợp tác chuỗi cung ứng: Làm việc chặt chẽ với các nhà cung cấp vật liệu để đảm bảo cung cấp ổn định và tính nhất quán chất lượng.  

Trường hợp này chứng minh rằng với một chiến lược lựa chọn vật liệu khoa học, các công ty có thể đạt được mức tăng chi phí và hiệu quả đáng kể mà không ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm. Khi các công nghệ vật liệu mới tiến lên, các giải pháp sáng tạo hơn sẽ giúp các nhà sản xuất vượt qua các rào cản chi phí trong tương lai.