Расчет стоимости производства изделий на примере лопасти «96ДПВ-2,3 при разных методах и с разным технологическим оборудованием.
Проверил:
Разработал:
2009 год.
При производстве лопастей с помощью инжекции смолы в закрытую форму требуются следующие технологические операции.
1.подготовка формы(30 мин)
2.раскрой армирующего наполнителя(4- дней).
3.нанесение разделительного слоя.(40 мин).
4 нанесение износостойкого покрытия.(40 мин).
Подготовка наполнителя. (При применении стеклоткани обязательно требуется убрать замасливатель для обеспечения лучшей адгезии компаунда к стеклоткани обеспечивается методом обжига в печи с вытяжкой).
5.обжиг армирующего материала от замасливателя( при 100 с) 2 часа
6. Укладка отьемных частей и укладка армирущего наполнителя в нижнию полуформу.(1 час).
7.спаривание форм верхней полуформой. и закрепление их болтами (60 мин.)
9.Размещение формы в печи для ее нагрева до 70 С,(для лучшего эффекта пропитки принагретой форме).
10.выемка и расположение формы в сборе после поста пропитки.(1 мин)
11. Предварительное ваккумирование для контроля герметичности и удаления воздушных включений и адсорбированного кислорода между слоями армирующего наполнителя. (занимает около 10-20 мин.
12.Закрепление инжекционного шланга для подачи смеси компаунда.(2 мин).
13.включение насосов для подачи смеси к пропиточной установке.
14.открытие вентиля подачи смолы к форме.
15. визуальный контроль возникновения ламинарной струи в вакуумной ловушке свидетельствующий о полной пропитке формы. При создании ламинарной струи отключить вакуум. перекрыть вентиль на вакуумного порта.
16.Произвести допресовку при подачи смолы ло 2 мин. отключить подачу компаунда.
17.Произвести очистку смесителя после отключения.(30 мин).
18. Произвести промывку всей системы при включении промывочной системы.(20 мин)
19.После допресовки отсоединить рукав подачи смеси смоды. закрепить пробку на порт и не замедлительно установить в форму в печь при 50 С.(5 мин)
20.После выдержки формы при 60 С. около 16 часов, произвести контроль затвердевшего компаунда,(открутить пробку, при условии обнаружении твердого компаунда можно произвести распаривание формы).(16 часов)
21.В случее не свободного отъема формы применить винты предназначеных- как тип толкателя для лучшего отема изделия от формы.
22. После отьема изделия, произвести очистку формы, и произвести подготовку формы для следущей укладки наполнителя.
Расчет материальной себестоимости стеклопластика при применении метода « Пропитки армирующего материала инжекцией смолы в закрытую форму».
Рецептура смеси при приготовлении компаунда
Для изготвления компаунда требуется следующие смолы ЭД-20,ЭА. Отвердитель МФДАи пластификатор –МГФ-9.
наименование | %, по массе | отношение | масса смолы/отверд | отношение |
эд20(эпоксидно-диановая) | 26,70 | 2,102362205 | масса смоляной части | |
эа | 40,20 | 3,165354331 | 66,90 | 2,02 |
мгф-9 (олигоэфирокрилат) | 20,40 | 1,606299213 | масса отверждающ. части | |
мфда(метафенилендиамин) | 12,70 | 1 | 33,10 | 1 |
100,00 |
Зная рецептуру рассчитываем материальную себестоимость.
Расчет материальной стоимости ведется из расчета суммы количества компаунда и стеклонаполнителя.
При вакуумно-компресиооном методе получают следующее отношение
компаунд/ армирующий наполнитель ; 50/50
при применении стеклонаполнителя имеющий тип ткани при поверхностной плотности 150 гр/м получаем следующий расчет стоимости 1 кг стеклонаполнителя.
Так, стоимость 1м равна 140 руб, а 1 м весит 150 гр, следовательно на 1 кг потребуется
1000 гр/150=6,6 метров стеклоткани,
стоимость которой за 1 кг равна 140*6,6=462
расчет материальной себестоимости стеклопластика руб/кг | |||||
наименвание | количество, % | цена, руб/т | руб | Количество кг, ,компонентов на стеклопластик | |
ЭД20 | 20,7 | 140000 | 28 980,00р. | стеклоткани,% | компаунда% |
ЭА | 40,2 | 250000 | 100 500,00р. | 0,5 | 0,5 |
МГФ-9 | 20,4 | 240000 | 48 960,00р. | 924,00р. | 194,95р. |
МФДА | 12,7 | 130000 | 16 510,00р. | 462 | 97,475 |
цена за 1 т( кг) компаунда | 194 950,00р. | 559,48 |
В итого получаем материальную себестоимость 1 кг; 559,48 руб/кг
Но при том что при вакуумно-копресионном методе возможен брак и особенно при многослойном стеклопластике доходящий до 40 %, получем следующий расчет материальной стоимости стеклопластика:
559,48+558,48*0,4=783,272 руб/кг.
Затраты для нанесения разделительного и износостойкого покрытия.
наименование применяемых материалов | норма расхода на одну лопасть, п.м,(кг) | стоимость материала за 1 кг | стоимость на одну лопасть | затраты на одну лопасть | возможный брак 40% |
разделительный состав | 0,2 | 1500 | 300 | 660 | 924 |
Гелькаут | 0,3 | 1200 | 360 |
Расчет стоимости изготовления лопасти;
Масса лопасти равна 10 кг, следовательно материальная себестоимость равна
10*783= 7830 руб
Расходы связанные связанные на нанесение разделительног состава и гельгаута. равны 924 рубля
В итоге получаем материальную себестоимость 7830+924=8754 руб.
Материальная себестоимость лопасти при применении пропитки в закрытую форму с помощь вакуумно-компресионым методом | |||||
наименование применяемых материалов | норма расхода на одну лопасть, п.м,(кг) | стоимость материала за 1 кг | стоимость на одну лопасть | затраты на одну лопасть | возможный брак 40% |
разделительный состав | 0,2 | 1500 | 300 | 660 | 924 |
Гелькаут | 0,3 | 1200 | 360 | ||
масса изделия | 10 | 559,48 | 5594,8 | 7832,72 | |
всего | 8756,72 |
Производится расчет при двух методах с разным технологическим оборудованием:
1.метод пропитки с помощь инжекции смолы в закрытую форму.
А.)С применением пропиточной установки с ручным раскроем.
Б.) с прменением пропиточной установки и автоматизированногораскроя.
2.метод горячего спекания препрегов внутри формы
С.)метод препрегов с ручным раскроем.
Д.)метод препрегов с пределом прочности готового изделия 600 МПа с автоматическим раскроем.
Е.)метод препрегов с пределом прочности готового изделия 1000 МПа с автоматическим раскроем.
Е.) метод препрегов с пределом прочности готового изделия 1000 МПа с автоматическим раскроем при уменьшенном сечении лопасти.
При применении каждого метода с разным технологическим оборудованием получатся разные стоимости одной лопасти из-за разной трудоемкости и разных применяемых материалов.
трудоемкость, час | ||||||
операции | при инжекциц смолы в закрытую форму, ручной раскрой | при инжек. смолы автомат. раскрой | при помощи препрегов, ручной раскрой | при помощи препрегов и автоматизированном раскрое | при использ препрегов, авт. раскрой. уменьшении сечения в 3 раза | |
1 | подготовка формы | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
2 | раскрой армирующего наполнителя | 40 | 4 | 40 | 4 | 1,3 |
3 | нанесение разделительного слоя | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
4 | нанесение износостойкого покрытия | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
5 | обжиг армирующего материала от замасливателя, укладка на тележку и установка в печь | 0,5 | 0,5 | |||
6 | Укладка отьемных частей и укладка армирущего наполнителя в нижнию полуформу | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
7 | спаривание форм верхней полуформой. и закрепление их болтами | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
8 | Размещение формы в печи для ее нагрева до 70 С | 0,2 | 0,2 | |||
9 | выемка и расположение формы в сборе восле поста пропитки | 0,2 | 0,2 | |||
10 | Предварительное ваккумирование | 0,4 | 0,4 | |||
11 | Закрепление инжекционного шланга для подачи смеси компаунда | 0,2 | 0,2 | |||
12 | пропитка | 0,5 | 0,5 | |||
13 | установка формы в печь полимеризации | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0.2 | 0.2 |
14 | промывка установки | 1 | 1 | |||
15 | всего трудозатрат, час | 46,7 | 10,7 | 43,7 | 7,5 | 4,8 |
16 | стоимость одного норма час | 127 | 127 | 127 | 127 | 127,0 |
17 | трудовые затраты | 5930,9 | 1358,9 | 5549,9 | 952,5 | 613,8 |
Если сравнивать 6 метода для которых требуется следуещее технологическое оборудование с разным потреблением енергии.
применяемое обрудование | операции | время | потребление енергии с единицы оборудования | кВт | кол. лопастей в печи | кВт/ на дону лопасть | руб/лопасть | |
с помощью инжекции смолы в закрытую форму при руном раскрое | печь полимеризации при 80 с | обжиг армирующего материала от замасливателя | 2 | 9 | 18 | |||
нагрев формы | 2 | 9 | 18 | |||||
полимеризация изделия | 16 | 9 | 144 | 8 | 18 | |||
пропиточная установка | пропитка | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
подогрев дозировочной ситемы | включен все время для постоянства нормальных условий пропитки | 0,5 | 10 | 5 | ||||
промывочная станция | провывка смесителя | 0,5 | 3 | 1,5 | ||||
вакуумный насос | включение вакуума при дегазации формы | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
вакуумный насос | включение вакуума для пропитки | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
всего | 68 | 163,2 | ||||||
с помощью инжекции смолы в закрытую форму при автоматическом раскрое | печь полимеризации при 80 с | обжиг армирующего материала от замасливателя | 2 | 9 | 18 | |||
нагрев формы | 2 | 9 | 18 | |||||
полимеризация изделия | 16 | 9 | 144 | 8 | 18 | |||
пропиточная установка | пропитка | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
подогрев дозировочной ситемы | включен все время для постоянства нормальных условий пропитки | 0,5 | 10 | 5 | ||||
промывочная станция | провывка смесителя | 0,5 | 3 | 1,5 | ||||
вакуумный насос | включение вакуума при дегазации формы | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
вакуумный насос | включение вакуума для пропитки | 0,5 | 5 | 2,5 | ||||
автомат раскройка | 4 | 10 | 40 | |||||
всего | 106 | 253,2 | ||||||
при спользовании препрегов Р=600 МПа при ручном раскрое | печь полимеризации при 200 с | полимеризация изделия | 2 | 32 | 64 | 4 | 16 | |
ваккум | включении вакуума при спекании композита | 2 | 5 | 10 | ||||
всего | 26 | 62,4 | ||||||
при спользовании препреговР=600 Мпа и Р=1000МПа при автоматизированном раскрое | раскройка | 4 | 10 | 40 | ||||
печь полимеризации при 200 с | 2 | 32 | 64 | 4 | 16 | |||
ваккум насос | 2 | 5 | 10 | |||||
всего | 66 | 158,4 | ||||||
при использовании высокопрочных препрегов Р=1000 МПа, раскрой автоматизированный, уменьшение сечения в 3 раза | раскройка | 1,3 | 10 | 13 | ||||
печь полимеризации 200с | 2 | 32 | 64 | 4 | 16 | |||
вакуумный насос | 2 | 5 | 10 | |||||
всего | 39 | 94,4 |
Технология изготовления с помощью препрегов.
Технологический процесс заключается в изговлении раскроек, укладка их в форму и в полимеризации в форме.
Материальная себестоимость изделия при изготовлении методом препрегов.
наименование применяемых материалов | норма расхода на одну лопасть, п.м,(кг) | стоимость материала за 1 кг | стоимость на одну лопасть | материльная себестоимость с учетом использования разделительного состава и гелькаута |
разделительный состав | 0,2 | 1500 | 300 | 660 |
Гелькаут | 0,3 | 1200 | 360 | |
препрег 300-600МПа,(п. м) | 25 | 500 | 12500 | 13160 |
препрег600-1000МПа(п. м) | 25 | 1000 | 25000 | 25660 |
препрег 1000Мпа при условии уменьшении толщины лопасти в 3 раза | 9 | 1000 | 9000 | 9660 |
Расчет стоимости производства при разных методах с разным технологическим обрудованием.
при вакуумой пропитке в закрытую форму, ручная раскройка | при пропитке в форме. автомат. раскрой | при использовании препрегов Р=600 МПа, ручной раскрой | при использовании препрегов Р=600МПа при автоматизированном раскрое | при использоавнии препрегов Р=1000МПа, при автоматизированном раскрое | при использовании препрегов, при использовании автоматизированного раскроя, при условии уменьшени толщины в 3 раза | |
материальная себестоимость, руб | 8756,72 | 8756,72 | 13160 | 13160 | 25660 | 9660 |
трудоемкость изготовления, н час | 46,7 | 10,7 | 43,7 | 7,5 | 7,5 | 4,8 |
стоимость работ. руб | 5930,9 | 1358,9 | 5549,9 | 952,5 | 952,5 | 609,6 |
накладные расходы 300%,руб | 17792,7 | 4076,7 | 16649,7 | 2857,5 | 2857,5 | 1828,8 |
Энерозатраты, руб | 163,2 | 158,4 | 62,4 | 158,4 | 158,4 | 94,4 |
итого | 32643,52 | 14350,7 | 35422 | 17128,4 | 29628,4 | 12192,8 |
Вывод: 1.одна из трудоемких операций составляет раскройка, ручная операции раскроя заметно повышает стоимость производимого изделия.
При применении метода инжекции в закрытую форму с применением автоматизированного раскроя, стоимость лопасти 96ДПВ-2,3 снижается на 18292 рубля и равна 14350,7 руб.( при ручном раскрое стоимость равна 32643,52).что доказывает о экономическом эффекте и преимущества применения раскроенного комплекса для снижения стоимости лопасти. Стоимость раскроечного комлекса равна от 70-100 т.$. На этапе пробного эксперементального производства без большого задела по заказам будет слишком дорогим приобретением. Его приобретение актуально массовом производстве, и можно рассматривать в переспективе.
2. При применении метода препрегов, где используется дорогой материал стоимость при ручном раскрое равна 35422 рубля, а при использовании автоматизированного раскроя стоимость падает до 17128,4 руб. По сравнению с пропиткой в форме и технологией препрегов разница составляет небольшая и равна 3000 руб.
При применении высокопрочного препрега с пределом прочности до 1000 МПа, даже с применением автоматизорованого раскроя стоимость равна 29629рублей.
Поэтому связи большой разницей был приведен расчет для определения стоимости лопасти при условии, если можно применить высокопрочный препрег с уменьшением сечения лопасти в 3 раза.
3.При условии уменьшения сечения лопасти в 3 раза( за счет применения высокопрочного препрега ) и тем самым сокращением раскроенной операции в 3 раза получаем довольно малую стоимость 12192,8 рублей. Считаю было актуальным использовать для производства высокопрочный препрег, применение которого позволить не только снизить стоимость но и при этом снизит вес данной лопасти. А это самое главная задача для повышения актуальности в конструкции в целом при применении удельнопрочных композитных материалов.
Вывод:Для производства изделий из стеклопластика метод препрегов с помощью прессования вакуумного мешка позволяет производить изделия почти равной стоимости по сравнению с технологией пропиткой внутри формы армирующего материала. А при применении высокопрочного композита( при условии уменьшении сечения 3 раза) даже уменьшить стоимость ,но только при условии приобретения автоматизированного раскроечного комлекса.
Для производства изделий с помощью препрегов требуется меньше капитальных вложений на приобретения оборудования,( к нему относится вакуумный насос, и печь полимеризации - которая уже имеется, остается купить вакуумный насос стоимость которого составляет от 30-200 т. руб) .Для технологии пропитки внутри формы требуется дорогое пропиточное оборудование от 50-100т.$.
