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製造原価上昇要因
1.射出成形産業は以下の要因を一定に標準化された生産管理をしなかったため他業種に比べ製造原価が高いのが実情だ。
◇ 環境温度(冷却水/工場室内)
◇ 金型温度
◇ 射出圧力
◇ Oil温度
◇ 樹脂加熱温度
◇ Cycle
Timeの調節
2.射出成形機が高価な関係上、一台の射出形成機から多種の製品を成形しなければならない状況の中で、上記の要因に対する標準化された生産管理ができない場合、以下のように機械稼働率が低下し、各種不良現状が表れ製造原価を大きく上昇させる。
◇ 多機種小量生産による機械稼働率 : 56%に過ぎない
◇ 各種不良率(全体平均不良率 : 24%)
1) 未成形不良率 : 63%
2) Weld Line 不良率 : 18%
3) Flow Mark 不良率 : 9%
4) Gas及び黒点発生による不良率 : 10%
3.
上記2項の不良原因は以下の理由によるものである。
◇ 未成形不良 / Weld Line 不良 / Flow Mark 不良は、金型温度を低く管理したり、温度管理をせず、冷却機(Chiller)冷却塔(Cooling Tower)の冷却水を継続して金型の中に通過させ、生産をする時、発生する現状。
◇ Gas発生原因は金型温度が低いにもかかわらず、成形をするために無理に樹脂の加熱温度を高くする場合に発生する現状。
◇ 黒点発生原因は不良品を粉砕し再使用する場合、スクリュー、シリンダーの磨耗及び清潔状態が不良な場合、また、樹脂加熱温度が高い場合に発生する現状。
生産性の低下要因
1. 初期生産時の成形条件の劣悪で過多時間消費及び不良発生
◇ 初期生産時の成形条件設定に平均1~2時間所要
◇ 初期生産時に不良品多発
◇ 特に多機種の小量生産時は金型を頻繁に交換するため、稼働率が低下し、初期不良品が多く、生産性が大きく低下する。
2. 昼と夜、夏と冬の日較差など外部環境の温度変化要因が発生し、外気温度、冷却塔(Cooling Tower)の冷却水温度が一定でなく、一定の品質の製品を生産することができず、不良品が多くなる。
3. 金型/成形機の故障、休息時間によって射出成形が中断されれば、稼働率低下及び不良品発生はより深刻になる。
4.機械別稼働率の差により金型中に流れる水の量と圧力が変わり熱交換能力の差が発生すれば、各機械別に生産品の品質が変化する。
5. 固定金型と可動金型間の温度偏差による曲がり不良など、各種不良現状が発生し、Cycle Timeが遅延し、品質低下はもちろん、生産性が大きく低下する。
6. 金型温度が低い状態で射出圧力を過度に上昇させ充填すれば、金型の磨耗/破損で生産が中断したり金型寿命が短縮し、また、金型温度が上昇すれば Parting Lineに Burrが発生し、後加工をしなければならないため、結局 Cycle Timeが遅延し、品質低下及び多くの不良品が発生する。
7. 特に、射出圧力が高ければ充填する樹脂の密度が高く、成形品の寸法、重量も大きくなり、原材料消耗もそれだけ多く発生することから非経済的で、不良品も多発する。(材料消耗率:約8-12%)
8. 冷却水Flow Systemが最大限に冷却効果を出すことができるよう改善されなければ、Cycle Timeが遅延するのはもちろん、生産性低下の要因になる。
結論的に射出成形産業の勝敗は、金型の温度管理にあるということを知らなくてはならない。 |