• 模具行业生产知识


    公司是做模具的,在遵守知识产权保护(IP)的情况下,总结一下目前接触到这个行业的一些知识。

    1 模具的分类
    模具的从设计上可以分为软模和硬模。软模的生命周期比较短,常常是实验性的设计,用来检验一下产品设计是否合理,硬模一般是用于为销售的产品而设计,它的生命周期教长。
    按照结构可分为二板模(2-plate) ,三板模(3-plate),至于什么样的产品需要设计成3-plate,需要设计员根据产品的特性,综合判断。

    2 模具的生命周期(tooling life)
    模具生产完工后,需要在注塑机上生产出产品。注塑机有很强的压力,把象像液一样的原料,注塑成形为产品。模具在高压下的作用下,长时间的受作用力的会引起变形,变形后尺寸就不符合规范,这样需要报废,不能再用于生产产品。所以,那一块钢料做成的模具,放在库房里,不与空气中物质发生变化时,可以保存几十年,但是,当它用于生产产品时,生命周期常常是以,它能接受多少次的注入(inject)为依据,来判断它的生命周期。当模具由于受压力变形后,就不能再使用。
    用专业术语表示就是shots. 如10K shots,可以接受1万次的注入形成产品.15k shots,可以接受1万5000次的注入。

    3 热流道系统
    模具里面有个很重要的部件:热流道系统(hot runner system). 目前世界上只有几个公司可生产这个产品,热流道的作用是防止塑胶在模具中凝固,无法形成产品。打个比喻,我们用水管把水从一个地方引入到另一个地方,需要有力的作用才行,水本身不会流动,你需要用外置的动力将水推压到另一个地方去。
    hot runner在模具的成本中占有相当重的比例,通常在模具开始生产时就订够热流道系统。
    我所知道的生产热流道系统的公司有 Eden, Hasco, Husky, Mould master, Yudo .
    在我研发的报价软件中,热流道的价格以模胚的重量为依据,选用不同的类型的热流道,直接导出价格。

    4 模具的结构
    做程序多年,”=”估计是用的最多的符号,初始化变量值,把一个变量的值赋给另一个变量,然后计算出结果。先上几个公式,你就明白了大致的关系
    Insert=Cavity +Core  产品=前模+后模 (也有叫公模和母模的)
    有时候还有sub insert,公式应该是这样
    Insert=Cavity +Core +Sub-Insert
    Mould Base=A plate+ B plate+ SB+ (TCP+BCP)+(ST+SP)+(EP+ERP)
    公式中用到的是简写,不理解没有关系,等有一天你做关于这个结构的软件时,看到这个公式,就好比看到了宝贝一样,我花了几天时间才熟悉这个关系。
    Special Feature=Slider+Lifter+Ejector System
    抱歉,因为公司习惯用英语描述产品,我也不知道如何他们的确切的中文说法是什么。
    上面三个公式,大致能说明一个模具的组成部分
    三个大部件:Insert,Mould Base,Special Feature.
    各个部件(part)又由更细小的部件组件. Hot runner 是需要直接向厂商购买安装的。
    平时只需要关注自己的那个部件(part)怎样高效的生产,是否合理。如果你要做一个报价软件,你就要很深刻的理解这些部件的关系。

    5 做模具的材料
    通常是钢料(steel ),一些不重要的部件可以用铁料。常见的材料名称有718H,738H,738,8407,S136。客户在设计产品时通常会指定用哪一种材料。瑞士军刀和德国的双人立在世界上都很畅销,瑞士军刀用的钢料是通常是用防锈铬钼特殊钢,经摄氏1040度热处理后,刀身硬度为RC56.

    6  产品是如何生产出来的
    直接看图,你就会明白
    8
    那个被推出来的就是产品,可能是个手机的外壳,侧面图看不太清楚,但是你知道那就是产品。

    7  模具的生产流程
    模具产生不是流水线作业,要能跟踪生产进程是否按照schedule进行,需要一些间接的办法。
    以公司目前的方案(PCD Tracker),在关键的part上放置条形码,在进入一个生产车间的开始和完成时(In&out),需要在指定的机器上scan,以跟踪到这个part的生产状态。
    由于不是流水线,公司的系统可以允许自定义生产流水线,先建立N个加工车间(workshop),根据不同的模具产品的特性,由生产控制部决定他的生产顺序,打上条码,进入车间开始生产,每到一处,进出都scan一下,进是表示这个part的生产开始,out表示生产完成,以此来跟踪生产进度。

    我遇到的流水线作业的生产跟踪方案,运用RFID技术。每一个part在生产开始前,都被打上了RFID标签,相当于给这个part颁发身份识别卡,读取part上的RFID卡,就可以识别出这个part。 伴随着这个part每到一个车间,要主动把这个part在指定的机器上接触一下,系统记录下这个part当前正在哪个车间,以跟踪生产进度。
    还有制造计算机主板的产业,也是流水线作业,有点不同的是,从开始开料,是一块铜片,经过无数次的化学和物理变化后,最后产出主板。你完全不知道它原来是用哪一块铜料生产的,生产过程中还经常会报废一些不合格的料。我始终不理解他们的生产跟踪方案,但是我知道他们把库存,WIP,原料都控制的相当好,生产过程中质量也控制好,减少浪费。
    上一家公司是Asia No. 1的制衣行业解决方案供应商,另一家是全球17%的电脑主板的supplier。
    每种方案都有反对者,也有支持者,需要软件硬件的支持,他们的方案也许不是最好的方案,但是他们做到了,they did it. 因为他们都是世界上超强的公司。

    由此联想到我以前接触到的个别公司,天天都在开会,讨论问题,研究问题,就是没有踏实下来,把方案落实。今天刚设计一个方案,过两天又改了,就这样周而复始的折腾。
    一会儿用remoting,听到WCF的AD后,又搞WCF;用NHibernate把系统完成了一大半,又开始用Application Block,后来干脆不控制了,每个人一套数据访问方案;一会儿把配置放到数据库中,用一个ApplicationConfiguration的表存所有的配置,后来不知道谁说数据库性能不好,又有部分程序把配置放到XML文件中,或者更方便的直接写到代码里

    8  DFM
    DFM 的全称是design for manufacturablity 面向制造的设计,DFM的作用是改进产品的制造工艺性
    用英语的描述是DFM is the genral engineering art of designing products in such a way that they are easy to manufacture.
    为此,我还专门负责开发了一个DFM系统,用于项目部和设计部的对DFM跟踪。当设计部发现产品设计有不合理的地方时,要向负责此项目的PE反馈,PE需要联系客户,告诉不合理和需要改进的地方。客户的设计是以产品为中心,考虑可制造性相对少点,如果是到了产品知道出来,才知道不合理,那样的损失也太大了。所以,在制造之前,设计部的工程师都要从各种方便来检验产品的可制造性。

    9  模具产品的产生过程
    从客户下订单开始,到把产品送交到客户手里,一般需要经历如下的过程
    Quotation & PO 报价&订单-->合同评审会议记录Review-->模具设计开发输入要求Design Input-->模具设计和开发评审报告DFM-->开始生产,模具进度跟进记录Manufacturing-->试模T0,T1-->走模,FOB。
    这也是一个模具新产品的产生全过程,这个流程也适合一般的产品开发。

    暂时整理这么多,坚持原创,有词不达意的地方,请各位见凉,适用塑胶模具,不适合五金类,飞机航天,汽车轮胎类的模具。

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