成本与工艺模型

激光切割还是冲压:盈亏平衡量怎么算

一套可以在你自己的零件上跑起来的测算,输入项都写明。它也覆盖了算术说「是」、答案却仍然应该是「不」的那三种情况。

审核 Tom,高级工艺工程师·东莞源头工厂 · 精密钣金 11 年以上经验
激光切割还是冲压:盈亏平衡量怎么算
简要回答

盈亏平衡量,是工装费除以冲压相对激光切割加折弯在单件上省下的差额。它不是一个固定的件数:一个有大量孔和成形特征的支架,每件省下的远比一块光板多,因此回本也快得多。低于盈亏平衡量时,冲压是贵的那条路线。

这套计算

设 D 为一次性的工装费,S 为冲压路线相对激光切割加折弯在单件上省下的差额。盈亏平衡出现在 D ÷ S 件。低于这个数量,工装还没把自己挣回来;高于它,之后每多做一件,都比激光路线更便宜。

难的不是这个除法,而是估出 S。在激光路线上,每一件都要分摊编程、切割时间、工序之间的搬运,常常还有一道手工去毛刺。在冲压路线上,一次冲程就出一个成品件,去毛刺被挪到批次滚光里。单件省下的差额就是这两者之差,而它随特征数量增长,不随零件尺寸增长。

把下面的表格当作比值读,而不是当作钱。一个有大量冲孔和好几处成形特征的零件,回本所需的数量只是光板所需数量的一小部分:盈亏平衡由特征密度决定,不由零件尺寸或年采购额决定。

小(光板,特征少)
50,000 · 100,000 · 200,000
中等(几个孔,一两处成形)
25,000 · 50,000 · 100,000
大(大量孔,多处成形特征)
12,500 · 25,000 · 50,000

这套计算没有算进去的

循环时间设下第二道约束。级进模按压机的节拍运行,所以高于盈亏平衡量之后,成为限制的是模具产能,而不是成本。当需求冲高到超出模具产能时,多出来的那部分量仍然得去别处做——这是个排产问题,值得提前规划,而不是等它自己冒出来。

两条路线的材料利用率也不一样。同一个零件,带料排样和排版消耗掉的板材比例不同;对于一个轮廓别扭的零件,模具可能反而是更浪费材料的那个,哪怕它在人工上更便宜。

答案是「不」的三种情况

  • 设计还没冻结。模具开切之后每一次修订都是一次改模,而带料排样根本没法经济地修改。
  • 有量,但量很短命。一个两年就结束的项目,可能永远到不了盈亏平衡量,不管把年用量代进去算出来多好看。
  • 零件随每一份客户配置而变。除非共同特征能由一副公用模具承担、差异部分交给一道二次工序,否则给变型件开工装,就是在给一个移动靶开工装。

在你的零件上跑一遍

我们需要图纸、年用量、预计的项目周期,以及你对设计是否最终的判断。据此,我们把两条路线按同一口径各自算一遍成本,并给出回本数量。当答案处在边缘地带时,这值得直说,而不是去调数字凑出一个决定——一副永远回不了本的模具,比一个单件稍微贵一点的激光件更糟。

常见问题

多少件才值得开一副冲压模?

它是工装费除以单件省下的差额,所以没有一个通用数字。一个特征很多的支架,可能在几万件里偏低的区间就回本;一块光板可能永远回不了本。杠杆是特征密度,不是零件尺寸。

模具一定能把单件价降下来吗?

不一定。有量的时候它能降低单件价,因为一次冲程替代了切割、搬运,常常还有一道手工去毛刺。低于盈亏平衡量时,工装反而让零件更贵,而这正是低量或短周期项目的常见情况。

工装开好之后设计又变了,会怎么样?

有些改动花不了多少钱——加一个工位、调一处成形、改一处切边。会动到带料排样的改动通常就不行了,因为它们固化在模具镶块和送料里。在开工装之前把设计冻结,是保护这笔投入最有效的单个动作。

同一个零件能两条路线都用吗?

能,而且常常就是对的答案。打样和早期生产走激光路线,等设计冻结、量也站稳了再上模具。关键是两条路线之间的展开图要一致,这样两种零件才能互换。

模具产能会限制数量吗?

高于盈亏平衡量之后会,尤其只有一台压机的时候。当需求超过模具的节拍,多出来的部分就得换一种方式生产,或者再开一副模。这一点值得和成本一起建模,对需求有明显的季节性或活动性波动的零件尤其如此。

把图纸发过来,拿到靠得住的答复

工程师会审核模型的可制造性,并返回一份带 DFM 意见的报价 —— 指出哪些地方会改变价格。