热流道注射成型的成本分析优化

热流道模具生产的成本分析，是热流道技术的使用合理与否的一个方面。成本分析的目的是确定采用热流道是否有利可图。成本分析必须包含所有的费用。

在现代塑料加工生产条件下，生产者面临着使用热流道模具还是传统的冷流道模具的选择。面对注塑件生产批量的成本分析，将会使这个选择有更大利润。只有当成本上差异不大时，热流道系统的优缺点，才成为重要的考虑因素。经验数据表明，对于完全去除了冷流道系统的成本，目前国际上认为一个注射点平均成本为750～1000英镑。热流道技术首先应该使用在需要节约塑料和缩短注射周期的场合。而对于大型的单型腔模具，热流道技术使用的目的是为了减小塑料熔体注射充模的流程比，保证大型注塑件的质量。

1.成本分析

对于不同类型浇注的成本比较，有如下的描述参量。

A——原材料价格（元/kg）；

B——年产量（件/年）；

C——模具的生产年限，也即折旧年限（年）；

D——注塑件的重量（kg）；

n——型腔数；

F——注射成型成本（元/h），包括注射机的折旧费，和水及电能的运行成本；

G——人工成本（元/h），包括薪金和社会保险成本；

H——模具价格（元）；

θ——注射周期（s）；

J——流道赘料质量（kg）；

K——回头料价格（元/kg），回头料成本约为原材料价格的30%；

L——模具维修成本（%/年），大约为模具成本的5%；

M——模具价格的利息（%/年），现约为20%。

1）材料成本（元/千件）：

无流道凝料

流道凝料循环利用

回头料的成本较低，但循环使用使制件质量有累积性的降低。对制品有质量要求时，不允许用回头料，例如食品和药品的包装、医用注射器和渗析器等。有回头料的生产过程节约原材料与无流道凝料的热流道生产相比，对于降低塑料成本并不明显。

2）制造成本（元/千件）：

3）模具成本（元/千件）：

由以上三项得注塑件的总成本（元/千件）

K_p=K_m+K_w+K_f(www.xing528.com)

2.实例

下面讨论一模八腔的熔体传输方案如图6-9所示。

图6-9a所示为具有冷流道和边缘式浇口，为单分型面的模具结构，也能用潜伏式浇口。

图6-9 一模八腔模具的熔体传输方案

a）冷流道 b）、c）热流道与冷流道组合 d）热流道

图6-9b所示为开放式的主流道单喷嘴，消除了主流道赘料，也可缩短主流道的长度。此方案可使主流道和流道废料减少约40%，注射周期减小约10%。

图6-9c所示为应用流道板和两个开放式喷嘴。与图a设计相比较，主流道和流道赘料减少60%～70%。

图6-9d所示为每个型腔都用热流道喷嘴供料，去除了冷流道，允许降低注射温度，并进一步缩短循环周期。注塑件在中央顶端被浇注，能让壁厚减薄，不再需要回收废料。这方面的费用可添补到设备上去。但模具成本相对较高，注塑件超过一百万，才能获得盈利。

现将图6-9所示为一模八腔注射模的熔体传输方案。四个传输方案如前述。考虑三种批量的计划：三年内生产一百五十万件、三百万件或六百万件。

（1）计算过程假设

1）由于易于自动化，因使用热流道模具生产的单件成本是较低的，制造生产成本无需因热流道应用而提高。

2）热流道的控制装置的折旧计入到设备的成本中。

3）废料循环的材料成本，不应用在此例中。

表6-12 一模八腔注射模的四种传输方案成本比较

（2）按表6-12计算结果对各方案的成本讨论

1）150万件批量，使用热流道并不合理。

2）300万件批量，与图6-9a方案比较，使用图6-9b方案模具可降低1.5%成本。

3）600万件批量，使用图6-9b种方案模具可降低3.6%成本；使用图6-9c种方案模具，可降低5%的成本。采用八个喷嘴的完全热流道系统图6-9d种方案模具，生产成本提高了0.35%。但是还应该从制品质量和加工的技术优势方面评估d方案的使用。

4）以上是成熟的热流道注射生产条件下的成本分析。对于初次起步，包括采用热流道，或引进热流道与冷流道组合，其费用分析包括直接花费和间接的生产成本和投资。以下的费用必须计入：

①购买热流道系统的设备。

②购买所需的机械设备，大多数情况下指购买注射机。

③自动化工作的装备，或提高自动化操作效率的设备。例如快速钳取的机械手、下落注塑件的传输装置、贴标签的装置等。

④购置监视注塑件脱模顶出的设备。

⑤强化热流道系统操作的加工设备（循环热态仪、磁性栅架、专用喷嘴等）。

⑥维修费用（替换损坏的加热器和密封件等）。

⑦员工培训费用。