Ứng dụng MIM để sản xuất quy mô lớn

Sản xuất chi tiết chất lượng cao trong thời gian ngắn với tổng chi phí thấp nhất là yếu tố then chốt cho thành công chung của doanh nghiệp và sản phẩm cuối cùng. Đối với việc sản xuất hàng loạt các linh kiện nhỏ, phức tạp, ép phun kim loại (MIM) là quy trình hiệu quả nhất để hoàn thành công việc.

Tại OptiMIM, chúng tôi chuyên đưa dự án của quý khách từ bản vẽ thiết kế đến sản xuất hàng loạt. Không chỉ quy trình ép phun kim loại của chúng tôi phù hợp để mở rộng quy mô nhờ tự động hóa, năng lực lô lớn và mức đầu tư ban đầu tương đối thấp, các kỹ sư của chúng tôi còn có chuyên môn trong việc tinh giản chuỗi cung ứng và quy trình thẩm định của quý khách.  

Để giải đáp mọi câu hỏi về lý do ép phun kim loại là phương pháp dễ nhất để sản xuất quy mô lớn, chúng tôi đã trao đổi với John O'Donnell, Giám đốc Phát triển Kinh doanh của OptiMIM, một Kỹ sư Cơ khí có hơn 30 năm kinh nghiệm trong ngành, chuyên về thiết kế và phát triển sản phẩm.

Tại sao việc thiết kế để mở rộng quy mô lại quan trọng?

Chúng ta thường đề cập đến tầm quan trọng của thiết kế hướng đến khả năng sản xuất (DFM), nhưng tương tự, khả năng mở rộng cũng phải được đặt lên hàng đầu trong thiết kế sản phẩm. Sau khi xem xét sự tham gia sớm của nhà cung cấp và tính minh bạch, việc bổ sung khả năng mở rộng vào quy trình cho phép chúng tôi chế tạo khuôn đáp ứng sự gia tăng đột ngột về nhu cầu sản xuất hoặc cả những thay đổi về đặc tính thiết kế. Bằng cách tham vấn các kỹ sư thiết kế của chúng tôi từ giai đoạn đầu của quá trình phát triển chi tiết, chúng tôi có thể hiểu rõ hơn các biến số và xây dựng lộ trình phù hợp với khách hàng, tạo ra sản phẩm thành công khi đưa ra thị trường.

Làm thế nào để mở rộng sản xuất có kiểm soát?

Có khá nhiều lĩnh vực mà nhà cung cấp có thể không đáp ứng được khi cung cấp chi tiết chất lượng—chẳng hạn không lập kế hoạch cho các gián đoạn sản xuất hoặc thay đổi sản lượng có thể xảy ra. Điều quan trọng là phải xem xét toàn bộ vòng đời dự án và lập lộ trình. Trong quá trình xây dựng lộ trình, việc lập hồ sơ các biến số quy trình là chìa khóa thành công. Quy trình không nên chỉ tập trung vào việc giao chi tiết cho khách hàng nhanh nhất có thể, mà cần định hướng toàn bộ quy trình và giảm thời gian giao hàng theo thời gian. Việc chú trọng lập hồ sơ quy trình và đào tạo giúp loại bỏ tình trạng mất kiến thức về các bước và biện pháp kiểm soát then chốt khi sản lượng tăng. Nhà sản xuất phải có khả năng điều chỉnh và thích ứng với những điều không lường trước, và với các quy trình phù hợp, thành công là điều tất yếu.

Làm thế nào để tăng sản lượng?

Việc sử dụng các kỹ thuật mở rộng quy mô, như Mô hình hóa CPK dự báo, có thể bảo đảm việc tăng sản lượng được thực hiện hiệu quả và tối ưu. Dung sai và kích thước được phân tích để tạo ra mức CPK, hay năng lực quy trình duy trì, mà chúng tôi có thể đảm bảo trong sản xuất. Mọi biến số trong quy trình sản xuất đều được xác định, từ tính nhất quán của nguyên liệu đầu vào đến các biến thiên trong quá trình ép phun. Với mô hình hóa, chúng tôi có thể tinh giản chuỗi cung ứng và mở rộng quy mô nhanh hơn. Và đối với đa số quý khách, thời gian đưa sản phẩm ra thị trường là điều quan trọng nhất.

Loại bỏ trở ngại khi mở rộng quy mô cùng OptiMIM

Chúng tôi đã thấy nhiều nhà sản xuất thiết bị y tế rơi vào bẫy sử dụng quy trình sản xuất "tắt" như gia công từ thanh vật liệu để thẩm định nguyên mẫu và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh nhất có thể. Mặc dù các quy trình này có thể tạo ra nguyên mẫu hoạt động được, chúng không thể mở rộng trong suốt vòng đời chương trình. Vì vậy, khi các nhà sản xuất thiết bị y tế này chuyển sang quy trình mới để mở rộng cho sản xuất hàng loạt, họ phải bắt đầu lại việc thẩm định quy trình từ đầu, làm chậm tiến độ vài tháng. Ngoài ra, việc sử dụng các quy trình khác nhau cho nguyên mẫu và linh kiện cuối cùng có thể đòi hỏi những cân nhắc thiết kế khác nhau, tùy thuộc vào năng lực của từng quy trình.

Với OptiMIM, chúng tôi có thể sản xuất nguyên mẫu có đầy đủ chức năng để thẩm định thiết kế của quý khách theo phương thức có thể mở rộng trong suốt vòng đời sản phẩm. Thay vì phải chuyển đổi từ quy trình khác và chịu việc thẩm định lại cùng khả năng phải thiết kế lại, các kỹ sư OptiMIM có thể hỗ trợ định hướng chương trình của quý khách từ ý tưởng đến sản xuất hàng loạt để quý khách tận dụng trọn vẹn các lợi ích của quy trình MIM. Chúng tôi càng tham gia sớm, càng có thể tích hợp nhiều giá trị kỹ thuật vào linh kiện của quý khách.

Tự động hóa mang lại những lợi ích gì cho dự án?

Các kỹ thuật sản xuất khác, như gia công, có thể tạo ra hình học phức tạp, nhưng xét về khả năng mở rộng quy mô, ép phun kim loại vượt trội hơn. Với quy trình hoàn toàn tự động, quý khách có thể chuyển nhanh từ sản lượng thấp sang sản lượng cao mà không phát sinh nhiều chi phí gián tiếp. Bằng cách triển khai tự động hóa trong quy trình sản xuất, quý khách tăng thời gian sản xuất, giảm phế liệu vật liệu, đồng thời đạt chất lượng sản phẩm và độ lặp lại tốt hơn với thời gian giao hàng ngắn hơn để nhận đơn hàng nhanh hơn.

Bạn có thể đưa ra ví dụ về kiểm soát quy trình tự động không?

Ví dụ, một trong các quy trình tự động của chúng tôi, Giám sát khoang khuôn bằng cảm biến áp suất (PSCM), cho phép tăng độ phức tạp của chi tiết, ổn định kiểm soát quy trình và tăng số lòng khuôn. Khi đó, chúng tôi có thể tăng số lượng và năng lực sản xuất hằng năm, đồng thời duy trì kiểm soát chặt chẽ và tạo thuận lợi cho quá trình chuyển sang sản xuất hàng loạt. Hệ thống PSCM cho phép chúng tôi điều chỉnh tinh quá trình ép phun theo thời gian thực, điều này đặc biệt quan trọng để duy trì tính nhất quán với năng lực quy trình chi tiết ổn định.  Nếu không có hệ thống này, có thể xảy ra biến thiên dung sai lớn hơn giữa các chi tiết. Hệ thống PSCM cũng giúp máy vận hành ổn định hơn và trong thời gian dài hơn.

Làm thế nào để giảm chi phí mở rộng quy mô với MIM?

Khi quyết định liệu MIM có phải là quy trình phù hợp cho một dự án hay không, điều quan trọng là phải đánh giá khả năng mở rộng so với các công nghệ khác. Cũng cần xem xét độ phức tạp của chi tiết và khoảng thời gian cần sản xuất sản phẩm để xác định phương pháp có hiệu quả chi phí cao nhất.

Ví dụ, lựa chọn gia công cho một linh kiện cần nhiều lần gá đặt và phải sản xuất trong giai đoạn từ ba đến năm năm có thể tốn kém do thời gian máy cần thiết để hoàn thành đơn hàng. Trung tâm gia công cũng có năng lực hạn chế, có thể dẫn đến chi phí phát sinh về sau cho máy bổ sung hoặc nhiều nhà cung cấp—làm tăng rủi ro không cần thiết cho chuỗi cung ứng.

Một trong những lợi ích khác biệt của MIM là khả năng mở rộng trong cùng diện tích sản xuất được sử dụng để làm nguyên mẫu, từ đó tăng ROI trong suốt vòng đời dự án. Với MIM, có thể bổ sung số lòng khuôn cho các máy ép phun hiện có thay vì bổ sung thêm máy ép phun vào quy trình—điều này đồng nghĩa với mức đầu tư thấp hơn cho sản lượng từ trung bình đến cao.

Những lưu ý cuối cùng về khả năng mở rộng

Mở rộng quy mô không có nghĩa là phải sản xuất hàng triệu chi tiết mỗi năm. Mở rộng quy mô chỉ có nghĩa là kiểm soát chặt chẽ quy trình khi hướng đến sản xuất toàn quy mô. Điều then chốt là duy trì kiểm soát sản phẩm và quy trình mà không làm suy giảm năng lực. Nếu quý khách cho rằng chi tiết của mình có thể hưởng lợi từ quy trình MIM, hãy liên hệ với một trong các kỹ sư thiết kế của chúng tôi để được hướng dẫn về các lợi ích liên quan đến dự án của quý khách.