Twee producten die op een foto sterk op elkaar lijken, kunnen een matrijsprijs hebben die een factor tien verschilt. Dat verbaast veel inkopers en dat is begrijpelijk, want aan de buitenkant valt dat verschil niet te zien. De matrijskosten worden bepaald door een reeks keuzes die grotendeels in het productontwerp en in het gevraagde volume besloten liggen.
Een matrijs is geen los product maar een investering in een productiemiddel. U koopt geen stuk staal, u koopt een aantal jaren stabiele output tegen een bepaalde cyclustijd. Zodra u de prijs zo bekijkt, wordt duidelijk waarom een offerte pas te maken is als het concept vaststaat. Wij bouwen matrijzen in onze eigen toolshop en zien welke keuzes de grootste uitslag geven.
Hieronder lopen wij de factoren langs die de kosten van een spuitgietmatrijs het sterkst beïnvloeden. Daarna leggen wij uit waarom de laagste aanschafprijs vaak niet de laagste kostprijs per product geeft.
Het aantal cavities bepaalt de basis van de matrijskosten
Het aantal holtes in een matrijs is de grootste enkele kostenpost. Elke extra cavity betekent een extra holte, een extra kern, extra koeling, extra uitwerpers en extra verdeelkanaal. Een matrijs met acht holtes kost duidelijk meer dan een enkelvoudige matrijs, al gaat dat niet lineair omdat de matrijskast en de basisengineering maar één keer nodig zijn.
Tegenover die hogere investering staat een lagere kostprijs per product, want u maakt acht stuks per cyclus in plaats van één. Het optimum hangt af van uw jaarafname en van de gewenste flexibiliteit. Bij een bescheiden serie is een enkelvoudige matrijs vrijwel altijd verstandiger. Bij hoogvolume werk verdient een meervoudige matrijs zich terug in machine-uren.
Productgeometrie en ondersnijdingen
Een vlakke schaal met gelijkmatige wanddikte is relatief eenvoudig te bewerken. Zodra er zijdelingse gaten, clips, schroefdraad of terugspringende randen in het ontwerp zitten, zijn er schuiven, hydraulische kernen of losse delen nodig. Elke beweegbare eenheid vraagt eigen engineering, eigen onderdelen, eigen afstelling en eigen onderhoud.
Diepe smalle vormen en scherpe binnenhoeken vragen vonkerosie, wat meer tijd kost dan frezen. Een deel van die kosten is te vermijden door vroeg met de gereedschapsbouwer naar het model te kijken. Wij beschrijven veelvoorkomende valkuilen in ons artikel over veelgemaakte fouten bij productontwikkeling.
Toleranties, oppervlakte-eisen en textuur
Toleranties werken hard door in de prijs. Ruimere maatvoering laat zich met standaardbewerkingen halen. Nauwe toleranties vragen fijnere bewerkingsstappen, meer meetwerk, extra correctierondes na de eerste proefspuiting en soms een andere staalkeuze. Het loont om per maat te bepalen welke echt kritisch is.
Ook het oppervlak telt mee. Een technisch onderdeel dat wegvalt in een behuizing heeft genoeg aan een gefreesde afwerking. Een zichtdeel met hoogglans vraagt uren polijstwerk en een staalsoort die zich laat polijsten. Een gestructureerde textuur wordt door een gespecialiseerde partij aangebracht en stelt eisen aan de lossingshoeken, want een diepe structuur vraagt meer lossing dan een glad vlak.
Staalsoort, koeling en levensduur
De staalkeuze hangt samen met het verwachte aantal cycli en met het te verwerken materiaal. Voorgehard staal is sneller te bewerken en daarmee goedkoper in aanschaf, maar minder slijtvast. Gehard en getemperd staal kost meer bewerkingstijd plus een warmtebehandeling en houdt bij grote series veel langer maat. Glasvezelgevulde kunststoffen slijten vormdelen aanzienlijk sneller, wat de keuze richting het hardere segment duwt.
Koeling is een post waarop nogal eens bespaard wordt, met spijt achteraf. Extra koelkanalen, warmtegeleidende inzetstukken of kanalen die de contour volgen, verhogen de investering. Ze verkorten de cyclustijd en verkleinen maatverschillen tussen cavities. Over een serie van honderdduizenden stuks wegen bespaarde seconden zwaarder dan de meerprijs van het gereedschap. Wij gaan daar dieper op in bij spuitgietmatrijzen ontwerpen voor hogere productie-efficiëntie.
Automatisering van de uitworp en de gevraagde jaarafname
Hoe het product uit de matrijs komt, bepaalt of er iemand bij de machine moet staan. Vallend uitwerpen in een bak is de eenvoudigste vorm. Uitnemen met een handling die producten gescheiden aanlevert vraagt meer engineering en meer geld. Hetzelfde geldt voor een matrijs die de aanspuiting al in het gereedschap afscheidt. Bij een product dat later in de Reinraum wordt geïnspecteerd en verpakt, is die geautomatiseerde uitworp vaak een voorwaarde in plaats van een luxe.
De gevraagde jaarafname stuurt al deze keuzes tegelijk. Bij een paar duizend stuks per jaar is een eenvoudige matrijs met een korte terugverdientijd logisch. Bij honderdduizenden stuks per jaar verschuift het optimum naar meer cavities, betere koeling, hardere vormdelen en meer automatisering.
Waarom de goedkoopste matrijs zelden de laagste kostprijs geeft
De aanschafprijs van een matrijs is eenmalig en zichtbaar. De kostprijs per product loopt jarenlang door en is minder zichtbaar. Een gereedschap dat per cyclus twee seconden langer nodig heeft haalt het prijsvoordeel van de aanschaf snel weer weg. Vaker stilstaan voor onderhoud doet hetzelfde, net als uitval door maatafwijking.
Reken daarom met de totale kosten over de looptijd. Zet de investering af tegen de verwachte cyclustijd, het aantal goede producten per uur, het onderhoudsinterval en de kans dat u halverwege een reservevormdeel nodig heeft. In veel gevallen is een matrijs die bij aanschaf duurder is, over de hele serie de goedkoopste keuze. Ook onze blog over wat kunststof spuitgieten kost helpt bij dat rekenwerk.
Wilt u weten waar de matrijskosten voor uw product vandaan komen en welke aanpassingen echt geld schelen? Stuur ons uw model en uw volumeverwachting, dan geven wij aan welke keuzes de grootste invloed hebben. Wij denken graag mee vanuit Veldhoven.