การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 4

ในการการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกมีสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึงหลายอย่าง ก่อนที่จะทำการ กำหนดรูปแบบการผลิต รวมไปถึงการเลือกวัสดุ เช่น รูปแบบการใช้งานตัวผลิตภัณฑ์มีการรับโหลดอะไรบ้าง สภาวะแวดล้อมในการใช้งานเช่น อุณหภูมิ แสง เพราะปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อพลาสติก ปัจจัยด้านล่างทั้งหมดคือปัจจัยที่ต้องพิจารณาสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก

บทความก่อนหน้านี้ (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 1, การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 2) ได้พูดถึงสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึง ในการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก 14 ข้อคือ การรับโหลด (Mechanical Loading), อุณหภูมิ (Temperature), การสัมผัสกับสารเคมี (Chemical Exposure), คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical Performance), การทนทานต่อสภาพอากาศ (Weather Resistance), รังสี (Radiation), ลักษณะภายนอก (Appearance), Agency Approvals, อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (Life Expectancy), ขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional Tolerances), วิธีการผลิต (Processing), ปริมาณในการผลิต (Production Quantities), ราคา (Cost Constraints) และ การประกอบ (Assembly) (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 3) ได้พูดถึง การ Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์พลาสติก

สำหรับวันนี้จะพูดถึง การลดค่าใช้จ่ายในการผลิต หรือ REDUCING MANUFACTURING COSTS มาดูกันค่ะว่ามีรายละเอียดบ้าง

การลดค่าใช้จ่ายในการผลิต หรือ REDUCING MANUFACTURING COSTS

แม้ว่าค่าใช้จ่ายในการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกนั้นจะมีหลายส่วน แต่ค่าใช้จ่ายหลักๆ จะอยู่ที่ 4 ปัจจัยหลักดังนี้

  • ค่าวัสดุ หรือ material
  • ค่าแรงงาน หรือ labor
  • ค่าใช้จ่ายในการซ่อมหรือผลิตใหม่ scrap/ rework
  • ค่าใช้จ่ายในส่วนของ overhead

การลดค่าใช้จ่ายข้างต้นได้ จะส่งผลต่อการลดค่าใช้จ่ายในการผลิต หรือ REDUCING MANUFACTURING COSTS มาก ดังนั้นการพิจารณาทุกปัจจัย ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบนั้นสำคัญมาก ต่อประสิทธิภาพและผลกำไรโดยรวมของผลิตภัณฑ์ของเรา

ค่าวัสดุ หรือ material

การลดค่าใช้จ่ายในส่วนของวัสดุ หรือ material คือการลดปริมาณใช้งานของวัสดุลง และ ใช้วัสดุให้เกิดคุณค่าสูงสุด ในการออกแบบชิ้นส่วนพลาสติกเพื่อการฉีดนั้น ควรพิจารณาดังต่อไปนี้

  • ลดความหนาที่เกินจำเป็นของของทุกส่วน ไม่ว่าจะเป็น wall thickness, rib thickness
  • ใช้ ribs, stiffening features และ supports เพื่อคงความแข็งแรงของชิ้นส่วน เมื่อลดความหนาของ wall thickness
  • ทำการ Optimize ส่วนของ runner เพื่อลด waste จากพลาสติกที่จะต้องทิ้ง หรือต้องผ่าน process เพื่อนำกลับไปใช้ใหม่
  • ออกแบบโดยเลือกใช้สีมาตรฐานของ raw material (ราคาถูกกว่าสีที่ทำขึ้นเฉพาะ) เพื่อลดต้นทุนค่าวัสดุ
  • ทำการเปรียบเทียบคุณสมบัติของวัสดุแล้วเลือกวัสดุที่ตรงความต้องการที่มีราคาตำ่สุด แต่อย่าพิจารณาเลือกเฉพาะวัสดุที่ถูกที่สุดอย่างเดียวเท่านั้น
  • ก่อนเลือกวัสดุควรพิจารณา คุณภาพของวัสดุ รวมไปถึงคุณภาพในการผลิตวัสดุแบบ lot-to-lot, การส่งมอบที่ตรงเวลา หรือ on-time delivery รวมไปถึงบริการหลังการขายของ supplier

ค่าใช้จ่ายในส่วนของ overhead

ค่าใช้จ่ายของเครื่องจักรต่อชั่วโมง นั้นมีผลอย่างมากต่อต้นทุนผลิตต่อชิ้นของชิ้นงาน ยิ่งเครื่องจักรที่ขนาดใหญ่ยิ่งมีค่าใช้จ่ายมาก ดังนั้นการออกแบบควรพิจารณาดังนี้ เพื่อลด overhead costs จากส่วนที่การออกแบบสามารถช่วยได้

  • ทำการผลิตให้ได้จำนวนชิ้นส่วนผลิต ต่อ ชั่วโมงให้มากที่สุด เพื่อลดค่าใช้จ่ายต่อชิ้น ที่มาจากค่า overhead จากเครื่องจักร
  • ทำให้ชิ้นส่วนบางที่สุดเท่าที่จะทำได้ ทั้งในส่วนของชิ้นงานและ runner เพื่อลด cooling time
  • ออกแบบชิ้นงานเพื่อให้แม่พิมพ์มีระบบ cooling ที่ดี รวมไปถึงมี draft angle หรือมุมถอดที่มากพอเพื่อช่วยให้ถอดชิ้นงานได้ง่าย
  • เพิ่มจำนวนของ cavities ของแม่พิมพ์ ให้มากที่สุดที่จะทำได้ เพิ่มเพิ่ม output หรือผลผลิตต่อชั่วโมง (แต่ต้องเปรียบเทียบด้วยว่า ค่าใช้จ่ายที่ลดได้จากการเพิ่ม output นั้น มากกว่าค่าใช้จ่ายในการเพิ่มจำนวน cavities ที่แม่พิมพ์)

ค่าใช้จ่ายของแม่พิมพ์นั้น มักจะคิดรวมไปถึงจำนวนชิ้นงานที่ผลิตจากแม่พิมพ์ หรือจำนวนปีที่ใช้งานแม่พิมพ์ด้วย และค่าใช้จ่ายของแม่พิมพ์ก็มักจะเป็นค่าใช้จ่ายส่วนมากของการผลิตชิ้นงาน

ค่าแรงงาน หรือ labor

ถ้าต้องการลดต้นทุนในส่วนของแรงงาน การออกแบบควรพิจารณาดังนี้ เพื่อลดต้นทุนในส่วนของแรงงาน จากส่วนที่การออกแบบสามารถช่วยได้

  • ออกแบบให้การประกอบหรือขั้นตอนหลังจากฉีดนั้นไม่ซับซ้อน
  • ออกแบบชิ้นงานและแม่พิมพ์ให้เป็นแบบที่สามารถหักหรือเอา gate ออกได้อัติโนมัติหรือง่าย หรือวางตำแหน่งของ gate ไว้ในตำแหน่งที่ trimmimg ง่าย หรือที่ไม่ต้องทำการ trimming
  • ออกแบบให้ parting line อยู่ในตำแหน่งที่ไม่ต้องเอาครีบหรือ flash ออกจากชิ้นงาน

ค่าใช้จ่ายในการซ่อมหรือผลิตใหม่ scrap/ rework

ถ้าต้องการลดต้นทุนในส่วนของการซ่อมหรือผลิตใหม่ scrap/ rework การออกแบบควรพิจารณาดังนี้ เพื่อลดต้นทุนในส่วนของการซ่อมหรือผลิตใหม่ scrap/ rework จากส่วนที่การออกแบบสามารถช่วยได้

การทำชิ้นงานต้นแบบเพื่อทดสอบ หรือ PROTOTYPE TESTING

design_model_for_testing_plastic_prototypes_making

การทำชิ้นงานต้นแบบเพื่อทดสอบ จะทำให้เราสามารถทดสอบฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์ หรืออาจรวมไปถึงทดสอบวัสดุที่เลือกใช้ว่าเหมาะสมหรือไม่ ก่อนทำการลงทุนสำหรับ tooling เช่น แม่พิมพ์ การทำชิ้นงานต้นแบบเพื่อทดสอบที่ดีควรที่จะสามารถจำลอง การขึ้นรูป ขบวนการผลิต การประกอบ และอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ เพื่อตรวจสอบถึงความผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้น ชิ้นงานต้นแบบที่ได้จากการฉีดสามารถนำไปตรวจสอบ การรับโหลด การทนสารเคมี หรืออื่นๆ ตามที่ชิ้นงานจริงต้องการได้

การข้ามขั้นตอนการทดสอบด้วยชิ้นงานต้นแบบ หรือการออกแบบการทดสอบที่ไม่เหมาะสมนั้น อาจทำให้เราพลาด ในการที่จะเจอปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการผลิต และการแก้ไขแม่พิมพ์ได้ ซึ่งอาจส่งผลต่อระยะเวลาในการผลิต ค่าใช้ง่าย รวมไปถึงคุณภาพ ดังนั้นเราไม่ควรข้ามขั้นตอนการทดสอบ และจำเป็นต้องออกแบบการตรวจสอบอย่างดีเพื่อจำลองการผลิต และการใช้งานของผลิตภัณฑ์

บทความต่อไป การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 5 จะพูดถึง ความรู้เกี่ยวกับ การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก Plastic product design เช่น ribs, wall thickness, bosses, gussets และ draft