사출 성형 비용을 추정하는 방법은 무엇입니까?

짧은 대답:플라스틱 사출 금형 비용은 3D 인쇄된 소량 사출 금형의 경우 100달러에서 대량 생산을 위한 복잡한 다중 캐비티 강철 금형의 경우 100,000달러 이상이며 일반적으로 사출에서 가장 중요한 고정 시작 비용을 나타냅니다. 조형. 그러나 이러한 비용이 수백 또는 수천 개의 부품에 분산됨에 따라 사출 성형은 플라스틱 부품을 저렴하게 대량 생산할 수 있는 이상적인 공정입니다.

이 가이드에서는 총 사출 성형 비용을 구성하는 다양한 요소에 대한 광범위한 분석을 제공합니다.

소개:사출 성형 비용은 얼마입니까?

사출 성형은 플라스틱 제조의 주요 공정 중 하나입니다. 공차가 엄격한 동일 부품의 대량 생산에 널리 사용됩니다. 대량 생산을 위한 고품질 부품을 생산하는 비용 효율적이고 극도로 반복 가능한 기술입니다.

용융된 재료를 금형 내부에 주입하기 위해 높은 열과 압력이 수반되는 빠르고 집중적인 공정입니다. 용융 물질은 제조 프로젝트의 범위에 따라 다릅니다. 가장 대중적인 재료는 ABS, PS, PE, PC, PP 또는 TPU와 같은 다양한 열가소성 물질이지만 금속 및 세라믹도 사출 성형이 가능합니다. 금형은 주입된 용융 재료를 수용하는 캐비티로 구성되며 부품의 최종 형상을 밀접하게 반영하도록 설계되었습니다.

일반적으로 사출 성형의 주요 비용 동인은 툴링 비용이라고도 하는 금형 비용입니다. 금형 설계 및 제작 비용은 필요한 생산량, 부품 설계의 복잡성, 금형 재료 및 금형을 만드는 데 사용된 프로세스에 따라 다릅니다.

간단한 소량 3D 인쇄 금형 비용은 100달러에 불과한 반면, 대량 생산을 위한 복잡한 금형 설계 및 제조 비용은 10만 달러에 이를 수 있습니다. 상당한 고정 시작 비용에도 불구하고 사출 성형 공정은 저렴한 열가소성 재료, 짧은 사이클 시간으로 인해 가변 비용이 낮고 자동화 및 규모의 경제로 인해 노동력 요구가 점진적으로 감소합니다. 이것은 생산의 가변 비용이 낮고 프로세스가 더 효율적이며 비용이 수백 또는 수천 개의 부품에 분산됨에 따라 더 많은 양에서 부품당 비용이 감소함을 의미합니다.

이 동영상에서는 사출 성형 서비스 제공업체인 Multiplus와 협력하여 3D 인쇄된 금형을 사용한 사출 성형 공정의 단계를 안내합니다. .

사출 성형 비용 유형

사출 성형과 관련된 다양한 유형의 비용을 이해하려면 공정에 대한 심층 분석이 필요합니다.

장비 비용

특수 목적 기계는 기업이 사내에서 사용할 수 있는 소형 데스크탑 사출 성형기부터 서비스 제공업체, 계약 제조업체 및 대형 제조업체에서 주로 운영하는 대형 산업용 사출 성형기에 이르기까지 다양한 사출 성형에 사용됩니다.

사출 성형으로 적은 양의 부품을 생산하는 것은 더 작은 데스크탑 사출 성형 기계와 3D 인쇄 금형에서 가장 비용 효율적입니다. 사출 성형이 처음이고 제한된 투자로 테스트하려는 경우 Holipress 또는 Galomb Model-B100과 같은 벤치탑 수동 사출 성형기를 사용하는 것이 좋은 옵션이 될 수 있습니다. 데스크탑 머신 Micromolder 또는 유압 머신 Babyplast 10/12와 같은 자동화된 소규모 사출 성형 장비는 소형 부품의 중형 시리즈 생산을 위한 좋은 대안입니다.

대형 산업용 사출 성형기는 $50,000에서 $200,000+ 이상의 비용이 들 수 있습니다. 또한 이러한 기계에는 보다 엄격한 시설 요구 사항이 있으며 작동, 유지 관리 및 모니터링을 위해 숙련된 인력이 필요합니다. 결과적으로 사출 성형이 핵심 역량이 아닌 한 대부분의 기업은 대량 생산을 서비스 제공업체 및 계약 제조업체에 아웃소싱하며, 이 경우 장비 비용이 서비스 비용에 포함됩니다.

금형 비용(도구 비용)

서론에서 언급했듯이 금형 비용 또는 툴링 비용은 일반적으로 사출 성형의 주요 비용 동인입니다.

사출 성형용 금형은 일반적으로 세 가지 방법을 사용하여 만들어집니다.

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CNC 가공: CNC 기계는 고정밀 수준의 알루미늄 및 스테인리스강 금형을 제조하는 데 가장 일반적으로 사용되는 도구입니다. CNC 가공은 회전 도구와 고정 부품으로 재료를 제거합니다. 가공은 캐비티 설계가 매우 복잡한 금형을 생성할 수 있지만 프로세스를 늦출 수 있는 여러 도구 변경이 필요할 수 있습니다. 이는 복잡성에 따라 비용이 증가함을 의미합니다. CNC 기계는 숙련된 인력과 전용 공간이 필요한 산업용 도구이므로 많은 회사에서 금형 생산을 서비스 제공업체에 아웃소싱합니다.

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방전 가공(EDM): EDM 방법은 일반적으로 표준 가공 방법을 사용하여 쉽게 재현할 수 없는 매우 복잡한 금형 설계를 만드는 데 사용됩니다. EDM에는 공작물과 도구 전극을 사용하여 원하는 금형 모양을 만드는 작업이 포함됩니다. 공구 전극과 공작물 전극은 유전체 유체에 의해 분리되고 반복적인 전류 방전을 일으키는 전압에 노출됩니다. 방전은 공작물 전극을 최종 금형으로 성형하는 역할을 합니다. EDM은 매우 정확하며 일반적으로 추가 후처리가 필요하지 않습니다. CNC 가공과 유사하게 EDM은 많은 기업이 기계 공장에 아웃소싱하는 산업 공정이기도 합니다.

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3D 인쇄: 3D 프린팅은 사출 금형을 빠르고 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 강력한 솔루션입니다. 매우 제한된 장비가 필요하므로 그 동안 다른 고부가가치 작업에 대한 CNC 시간과 숙련된 작업자를 절약할 수 있습니다. 제조업체는 사내 3D 프린팅의 속도와 유연성을 활용하여 데스크탑 및 산업용 성형 기계 모두에서 사용할 수 있는 금형을 만들 수 있습니다. 또한 제품 개발은 대량 생산을 위한 하드 툴링에 투자하기 전에 설계를 반복하고 최종 사용 재료를 테스트할 수 있는 기능으로부터 이점을 얻습니다. SLA(Stereolithography) 3D 프린팅 기술은 사출 성형에 탁월한 선택입니다. 금형이 최종 부품으로 전달되고 탈형이 용이하도록 매끄러운 표면 마감과 높은 정밀도가 특징입니다. 스테레오리소그래피로 생성된 3D 인쇄물은 완전히 조밀하고 등방성이도록 화학적으로 결합됩니다. Formlabs에서 제공하는 것과 같은 데스크탑 SLA 프린터는 5,000달러 미만에서 시작하며 구현, 작동 및 유지 관리가 쉽기 때문에 모든 사출 성형 워크플로에 원활하게 통합될 수 있습니다.

3D 프린팅된 몰드는 100개 이상의 부품을 며칠 내에 저렴하게 생산할 수 있습니다.

보다 복잡한 금형을 개발하려면 전문 기술이 필요합니다. 결과적으로 기업은 금형 설계 및 제작과 같은 사출 성형 공정의 특정 측면을 아웃소싱하는 경우가 많습니다.

사출 성형을 위한 장비와 도구를 보유한 기업의 경우, 기술 노하우도 사용할 수 있다면 사내에서 금형을 만드는 것이 가장 저렴한 옵션이 될 수 있습니다. 사출 성형에 필요한 도구를 쉽게 사용할 수 없는 경우 아웃소싱을 통해 금형 개발과 관련된 비용을 절감할 수 있습니다.

SLA 3D 프린터로 간단한 소량 3D 프린팅 몰드를 단돈 100달러에 생산할 수 있습니다. 약 1,000-5,000개 단위의 중형 생산을 위한 알루미늄 몰드는 $2,000-$5,000 범위에 속합니다. 더 복잡한 형상을 갖고 약 10,000개 이상의 단위의 대규모 생산을 위해 준비된 금형의 경우 금형 비용은 $5,000에서 $100,000 사이입니다.

백지

3D 인쇄 금형을 사용한 소량의 신속한 사출 성형

비용과 리드 타임을 줄이기 위해 사출 성형 공정에서 3D 인쇄된 금형을 사용하기 위한 지침을 보려면 백서를 다운로드하고 Braskem, Holimaker 및 Novus Applications의 실제 사례 연구를 확인하십시오.

백서 읽기

주입된 재료 비용

ABS, PS, PE, PC, PP, TPU 등 최종 부품의 요구 사항에 따라 다양한 플라스틱을 사출 성형에 사용할 수 있습니다.

금형 재료 구입 비용은 선택한 재료에 따라 다릅니다. 열가소성 펠릿의 가격은 kg당 약 $1~$5입니다.

재료 비용은 모델의 디자인, 선택한 재료 및 사출 성형 프로세스를 실행하는 데 사용되는 재료의 양으로 정의됩니다.

인건비 또는 서비스 비용

사출 성형과 관련된 장비는 일반적으로 자동 조절되며 작업을 완료하기 위해 자동화에 의존합니다. CNC 기계, EDM 기계 및 3D 프린터는 CAD 설계 사양에 따라 금형을 생산합니다. 사출 성형기는 또한 자동화에 의존하여 재료를 금형에 주입하며 산업용 IM 기계는 종종 자동으로 완제품을 냉각하고 배출합니다.

인건비에는 다음이 포함됩니다.

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설정/구성 비용: 설정 노동은 금형 및 완제품을 생산하기 위해 활용 장비를 구성하는 데 걸리는 시간에 중점을 둡니다.

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수리 비용: 수리 및 유지 관리 작업에는 결함 부품 교체와 유지 관리 프로세스를 실행하기 위한 도구 사용이 포함됩니다.

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모니터링 비용: 자동화에 대한 의존에도 불구하고 장비 운영자는 사출 성형 공정의 진행 상황을 모니터링해야 합니다. 공정 중에 발생한 작업자 임금은 사출 성형의 총 비용에 추가됩니다.

자체 제작시 이러한 비용은 인건비로 계산됩니다. 기업이 사출성형을 아웃소싱하는 경우 서비스 비용에 서비스 제공자의 인건비와 이윤이 추가됩니다.

사출 성형 비용 개요

아래 표는 사출 성형의 비용 역학을 더 쉽게 이해할 수 있도록 하는 전자 장치의 작은 인클로저와 같은 가상 플라스틱 품목의 사출 성형과 관련된 비용을 강조합니다.

	소량 생산	중간 수량 생산	대량 생산
생산량	100	5,000	100,000
메서드	사내 금형 생산 및 사내 성형	금형 생산 및 성형 외주	금형 생산 및 성형 외주
금형	3D 인쇄된 폴리머	가공 알루미늄	가공된 강철
최종 부품까지 소요 시간	1-3일	3-4주	4-8주
장비 필요	3D 프린터, 데스크탑 사출 성형기*	-	-
금형 비용	$100	$3,000	$20,000
자재 비용	$0.5/부품	$0.5/부품	$0.5/부품
인건비 또는 아웃소싱 비용	$2.5/부품	$1.5/부품	$1/부품
총 제작 비용	$400	$13,000	$170,000
부품당 비용	$4	$2.6	$1.7

^{* 이 도구의 비용은 여러 프로젝트에 분산될 수 있으므로 이 예에서 장비 비용은 생산 비용으로 계산되지 않습니다. 데스크톱 사출 성형기 및 SLA 3D 프린터를 구입하면 기업에서 $10,000 미만으로 사출 성형을 시작할 수 있습니다.}

표의 세 가지 시나리오는 생산량에 따라 부품당 비용이 가장 적게 드는 방법과 금형 유형을 보여줍니다.

일반적으로 사출 성형은 비용이 수천 개의 부품에 분산되므로 대량에서 가장 효율적입니다. 그러나 소량 사출 성형의 경우 부품당 비용이 약간 높지만 다른 제조 방법보다 소량 생산에 훨씬 더 저렴합니다.

중형 생산은 기존 강철 주형보다 비용이 저렴하지만 재료 및 디자인과 같은 요인에 따라 수천 발을 지속할 수 있을 정도로 내구성이 뛰어난 가공 알루미늄 주형을 사용하는 것이 가장 효율적입니다. 대부분의 경우 소량 사출 성형은 3D 인쇄된 금형에서만 합리적입니다. 이 예에서 알루미늄 금형을 사용하여 100개의 부품을 생산한다면 비용은 각 부품당 30달러를 차지하지만 기존의 강철 금형은 각 부품당 $200를 의미합니다.

사출 금형 비용에 영향을 미치는 변수

사출 성형을 위한 툴링 비용은 매우 높으며 여러 매개변수와 설계 복잡성에 따라 달라집니다. 사출 성형용 금형은 일반적으로 알루미늄 또는 공구강으로 CNC 가공되거나 공작물을 형성하기 위해 EDM 가공되거나 3D 인쇄됩니다. 그런 다음 원하는 표준을 달성하기 위해 가공되거나 인쇄된 부품이 완성됩니다. 완성된 금형은 부품에 필요한 표면 형상, 주입된 재료의 흐름을 안내하는 러너 시스템, 금형이 빠르게 냉각되도록 하는 냉각 채널과 같은 기능으로 구성됩니다.

사출 성형 공정의 대부분이 냉각에 전념한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 금형 냉각이 빠를수록 주입된 재료가 더 빨리 응고되고 생산 주기를 더 빠르게 반복할 수 있습니다. 따라서 냉각 채널은 특히 대량 생산에 중요한 역할을 하며 금형 설계에 포함되어야 합니다. 3D 인쇄 금형을 사용한 소량 생산의 경우 압축 공기를 사용한 수동 냉각이 옵션입니다.

금형 쉘과 조립된 3D 인쇄 사출 금형 코어.

사출 성형 공정에 영향을 미치고 사출 금형 비용과 직접적으로 관련된 기타 변수는 다음과 같습니다.

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부품 크기: 성형할 항목이나 부품이 클수록 부품을 수용할 수 있는 금형도 커집니다. 더 큰 부품은 생산 주기를 완료하기 위해 더 많은 주입 재료가 필요한 경향이 있습니다. 더 큰 금형 설계는 일반적으로 동일한 설계를 제작하지만 더 작은 치수로 제작하는 것에 비해 비용이 증가합니다.

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부품 디자인: 복잡한 형상의 복잡한 부품 설계는 프로젝트를 실행하기 위해 복잡한 금형이 필요합니다. 금형 설계에는 일반적으로 A면과 B면의 2가지 면이 있습니다. 외관상으로도 알려진 A면은 일반적으로 사용자가 보는 면입니다. A면은 매끄럽고 미학적으로 만족스러울 것으로 예상됩니다. B면에는 부품 사용을 지원하는 숨겨진 구조가 있습니다. 측면 B 구조에는 리브, 보스 등이 포함될 수 있으며 마감은 일반적으로 측면 A보다 훨씬 거칠습니다. 측면 A 및 측면 B 디자인이 복잡한 금형은 일반적으로 단순한 금형에 비해 제작 비용이 더 많이 듭니다. 언더컷이 있는 복잡한 설계에는 슬라이딩 사이드 액션과 코어가 필요할 수 있으므로 금형 비용이 증가합니다.

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생산량: 사출 성형을 사용하여 생산할 품목의 수는 금형을 만들 때 사용할 생산 기술과 재료의 품질을 결정합니다. 소량 프로젝트에는 3D 인쇄 또는 저급 가공 알루미늄 몰드가 필요할 수 있지만, 대량 생산에는 고급 강철 몰드 또는 여러 몰드가 필요하여 생산된 항목의 품질에 영향을 미치는 마모 없이 프로세스를 관리할 수 있습니다. 이는 금형 비용에 영향을 미치지만, 대량 금형의 증가된 비용은 더 많은 부품에 분산되어 일반적으로 부품당 비용이 낮아집니다.

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부품 부피 및 중공: 부품 부피는 금형의 캐비티 크기를 나타냅니다. 캐비티 또는 캐비티 부피가 많을수록 금형에 더 긴 프레스 시간이 필요합니다. 프레스 시간이 증가하면 생산 공정이 느려져 비용이 증가합니다.

사출 성형 비용 계산기

사출 성형 서비스 제공업체의 온라인 사출 성형 비용 추정기 또는 견적은 벤치마크를 제공하고 특정 부품 사출 성형 비용을 추정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

계산 프로세스를 지원하는 사출 성형 비용 추정기 옵션은 다음과 같습니다.

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커스텀 파트

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아이코몰드

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3D 허브

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프로토랩

성형 비용 비교표도 비슷한 용도로 사용됩니다. 사출 성형 서비스 제공업체는 비용 비교표를 사용하여 잠재 고객에게 대략적인 공정 추정치를 제공합니다.

사출 성형 비용 절감

금형 비용은 크게 복잡성과 생산 시간에 따라 결정됩니다. 사출 성형으로 부품 비용을 낮추려면 제조 원칙을 위한 설계를 따르는 것이 좋습니다.

다음 설계 지침을 적용하면 금형 제작 비용을 줄일 수 있습니다.

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사출 성형 프로젝트를 시작하기 전에 CAD 모델을 평가하여 타당성을 결정하십시오. 가파른 각도, 언더컷 및 기타 복잡한 형상과 같은 잠재적인 병목 현상을 제거합니다.

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모델의 설계를 평가하여 불필요한 기능을 제거합니다. 이렇게 하면 모델을 개발하는 데 사용되는 금형의 크기와 재료가 줄어듭니다.

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금형의 B면 설계를 단순화하는 코어 캐비티 접근 방식을 적용합니다. 코어 캐비티 접근 방식은 벽 캐비티를 몰드 베이스에 가라앉혀서 급격한 구배 각도를 성형할 필요성을 줄이면서 표면 마감을 개선하는 것을 포함합니다.

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하나의 범용 금형을 사용하여 유사한 결과를 얻을 수 있는 경우 자체 결합 부품을 사용하여 여러 금형을 생성할 필요성을 줄입니다.

빠른 사출 성형 시작하기

사출 성형은 높은 툴링 비용으로 인해 전통적으로 대량 생산만을 위한 제조 프로세스로 간주되지만 3D 프린팅을 활용하여 사출 금형을 제작하면 이 프로세스를 사용하여 프로토타입 및 소량 생산을 위한 고품질의 반복 가능한 부품을 생산할 수 있습니다.

벤치탑 및 산업용 기계 모두에 3D 인쇄 사출 금형을 사용하여 수백에서 수천 개의 기능성 프로토타입, 부품을 효율적이고 저렴하게 생산하여 제품 개발을 가속화하고, 비용과 리드 타임을 줄이며, 더 나은 제품을 시장에 출시하십시오.