plastik-ambalaj.com

Enjeksiyon Kalıplama Yöntemi ile Üretilen Plastik Parçaların Maliyetine Etki Eden Faktörler

Özet

Ürünün fonksiyonunun, temel özelliklerinin ve kullanım ömrünün yanında onun satılabilirliğini etkileyen en önemli faktör maliyettir. Plastik parça tasarımında dikkat edilmesi gereken en önemli nokta maliyet optimizasyonudur. Tasarım, üretim ve kalite kontrol aşamaları dikkate alındığında günümüzde en önemli maliyet kalemi üretimdir. Plastik parça üretimindeki maliyetler temel olarak incelendiğinde hammadde maliyeti, kalıp tasarımı ve üretimi maliyeti, üretim maliyeti, pazarlama maliyeti, çalışan maliyetleri ve fabrika sabit giderleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilen polimer esaslı ürünlerin maliyet analizinde dikkate alınması gereken önemli kriterler ele alınmıştır.

1. Giriş

Plastik parça üretiminde temelde üç adım bulunmaktadır. Bunlar ürün tasarımı, üretim ve kalite kontroldür. Bu üç temel proses plastik bir parçanın maliyetinin belirlenmesinde çok önemlidir. Kalite kontrol hem üretim sırasında hem de üretim sonrasında yapılmakta ve tasarlanmış ürünün belirlenen standartlara uygun olup olmadığının kontrol edilmesi ve kaliteyi belirli bir seviyede tutma faaliyetidir; tasarım ve üretim adımları olmadan gerçekleşmeyen bir prosestir. Bir başka deyişle ürün tasarımı ve üretim prosesleri plastik bir parçanın maliyetinin belirlenmesinde dikkate alınması gereken en önemli iki temel prosestir. Bazı niş ürünlerde maliyetin büyük kısmını tasarımdan kaynaklanırken bazı ürünlerde de üretim maliyetleri daha ağır basmaktadır, benzer şekilde bazı ürünler de de tasarım ve üretim maliyetleri birbirine eşit olabilmektedir [1].

2. Maliyet Kavramı

Maliyet, ürün veya hizmet üretmenin maddi bedelidir [2]. Ürün maliyeti; tasarımı tamamlanmış bir ürünün, üretim faktörlerinin ve diğer girdilerin kullanılması ile uygun proses(ler) eşliğinde ara veya nihai ürün formunda kullanılabilir hale getirilmesi sırasında harcanan değerlerin toplamıdır. Maliyeti etkileyen birçok faktör olduğu ve bu faktörler her üründe farklı olduğu için maliyet analizinin yapılması gerekmektedir. Maliyet analizi, bir ürünün maliyetini oluşturan kalemlerin belirlenmesini ve bunların incelenmesini sağlayan analizdir [3, 4].

Maliyet temelde sabit ve değişken maliyet olarak sınıflandırılabilmektedir. Sabit maliyet, üretimin miktarına bağlı olmayan, toplamda hep aynı kalan maliyettir. Buna örnek olarak bina kirası verilebilmektedir. Üretim artsa da azalsa da toplam sabit maliyet değişmemektedir. İdari ve işletme genel giderleri olarak da adlandırılan bu giderler üretimin yapıldığı işletmenin kira, elektrik, su, telefon, internet vs. oluşturduğu genel işletme giderleridir. Değişken maliyetler ise, üretim miktarına bağlı olarak değişen maliyetlerdir. Buna örnek olarak da hammade, enerji maliyetleri verilebilir. Üretim arttıkça kullanılan hammadde ve enerji tüketimi de artmaktadır. Plastik parça üretiminde değişken maliyetlerin artması sabit maliyetin ürün başına düşen payını da azaltmaktadır. Yani üretim arttıkça birim sabit maliyetler azalmaktadır. Plastik parça üretiminde dikkate alınması gereken bir diğer kriter de başabaş noktasıdır. Başabaş noktası (BBN), toplam maliyetin toplam gelirle eşit olduğu noktadır ve kâra geçiş noktası olarak da bilinmektedir. BBN özellikle, sınırlı sayıda üretilen parçaların maliyet analizinde dikkat edilmesi gereken bir büyüklüktür [3, 4].

BBN= Sabit Giderler/(Birim Satış Fiyatı – Birim Değişken Gider)

Buradaki sabit giderler üretim miktarından bağımsız olan genel yönetim, sigorta, vergiler, kira gibi giderleri belirtirken; değişken giderler üretim miktarı ile orantılı olarak değişen malzeme, enerji, işgücü vb. giderleri belirtmektedir. Birim değişken gider ise değişken gider maliyetinin üretilen parça adedine bölünmesi ile elde edilmektedir. Birim satış fiyatı ise bir adet ürünün satış fiyatıdır [3, 4].

3. Plastik Parça Maliyetine Etki Eden Faktörler

3.1 Ürün tasarımı

Ürün tasarımı, herhangi bir ara veya nihai ürünün geliştirilmesi prosesidir. Bu süreç sonunda ürün sanal veya gerçek prototip formunda bulunmaktadır. Eğer gereklilikleri yerine getirecek bir tasarım yapıldıysa üretim aşamasına geçilmektedir.

Ürün tasarımı genellikle şu aşamalardan oluşmaktadır: Problemin belirlenmesi ve beyin fırtınası ile fikir üretme, tasarlanacak ürünle ilgili patent taraması, pazar araştırması, hedef kitle analizi, ihtiyaçların belirlenmesi, amaçların belirlenmesi, birimlendirme ve değer tablolarının hazırlanması, sınırlayıcı faktörlerin belirlenmesi, fonksiyonların belirlenmesi, parçaların belirlenmesi, zorunlu şartlar ve standartların belirlenmesi, konseptin belirlenmesi, malzemelerin seçimi, ürünün 3 boyutlu halinin belirlenmesi ve çizilmesi (taslak çizimi, parçaların çizimi, detaylı teknik çizim ), proses tasarımı, maket üretimi, prototip üretimi ve kalite kontrolü [5].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• personel maliyeti (maaş, sgk,yemek, yol vb.),
• ürün tasarım ve proses tasarım programlarının kurulum, lisans ve güncelleme maliyetleri,
• pazar araştırması maliyeti,
• zorunlu şart ve standartlarla ilgili döküman maliyetler,
• prototip üretme (malzeme, prototip kalıp vb.) ve kalite kontrol maliyetleri,
• idari ve işletme giderleri olarak verilebilmektedir.

Bu aşamada kullanılan tasarım modelinin (sıralı mühendislik tasarımı, eş zamanlı mühendislik vb.) de maliyete önemli derecede etkisi bulunmaktadır. Tasarım maliyetini düşürmenin en önemli yolu en kısa sürede tasarımı tamamlamaktan geçmektedir. Bunun için de tasarım ekibi ile kalıp tasarımcıları ve üretim ekibinin koordine bir şekilde çalışması gerekmektedir. Enjeksiyon kalıplama ile farklı ve karmaşık geometrilerde, istenilen son kullanım özelliklerini barındıran, polimerik hammaddeler kullanılarak çeşitli ürünler üretilebilmektedir. Plastik parça tasarım aşamasında tasarımcılar estetik, fonksiyon, üretime uygunluk ve bunlara bağlı konuları göz önünde bulundurmalıdır [5].

3.2 Üretim maliyeti

Üretim maliyetinde temelde kalıp maliyeti (kalıp tasarımı ve analizi, kalıp üretimi), hammadde maliyeti, enjeksiyon makinesi, operasyonel maliyetler (enerji tüketimi, kalıp soğutma maliyeti, kalıp yedek parçası ve bakımı, kalıp amortisman, enjeksiyon makinesi yedek parçası ve bakımı, enjeksiyon makinesi amortisman) dikkate alınmalıdır [1].

3.2.1 Kalıp tasarımı ve analizi

Kalıp, tasarım aşaması tamamlanmış plastik bir parçanın seri bir şekilde ve hep aynı formda defalarca üretilebilmesi için gerekli bir donanımdır. Kalıp üretiminden önce tasarımı yapılmaktadır. Kalıp tasarımında en çok önem verilen noktalar kalıptaki göz sayısı ve buna bağlı olarak kalıp dolum, soğuma ve çevrim süresidir. Kalıptaki göz sayısı arttıkça, birim zamanda üretilen parça sayısı artmakta buna bağlı olarak ürün başına düşen sabit maliyetler ve amortisman maliyetleri azalmaktadır. Benzer şekilde soğutma sisteminin etkinliğinin artmasıyla çevrim süresi düşmekte ve birim zamanda elde edilen parça sayısı artmaktadır. Özetlemek gerekirse kalıp tasarımında, kalıptaki göz sayısı, kalıp dolum süresi, soğutma sistemi ve soğutma kapasitesi, çevrim süresi, sıcak soğuk yolluk tasarımı, kalıbın diğer bileşenlerinin tasarımı, kullanılacak kalıp malzemesi, kalıbın nasıl üretileceği, parça üzerinde istenen desen/şekiller,kalıp bakımı, kalıbın yüzey işlemleri gibi faktörler kalıp tasarımında belirlenmektedir. Bu kriterler maliyeti dolayısıyla kalıp amortismanını, bakım maliyetini, yedek parça değişimini ve parça maliyetini etkilemektedir [1, 6, 7].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• personel maliyeti (maaş, sgk, yemek, yol vb.),
• kalıp tasarım ve kalıp üretim proses tasarım programlarının kurulum, lisans ve güncelleme maliyetleri,
• amortisman,
• idari ve işletme giderleri,
• personel eğitimleri olarak verilmektedir.

3.2.2 Kalıp üretimi

Kalıp üretiminde temel maliyet kalemlerinden birisi malzemedir. Hem kalıp üretilecek olan çelik, hem kalıp parçalarının (maça, itici pimler, yolluk vb.) yapılmasında kullanılan malzemeler, hem de kalıbın yüzey kaplamasında kullanılacak malzemelerin toplam maliyeti, kalıbın ömrünü ve buna bağlı olarak amortisman değerini etkilemektedir. Bunların yanında kullanılan donanımın amortismanı (CNC, freze vb. yüzey işlem sistemleri, kaplama sistemleri) ve kalıp işleme sırasında kullanılan sarf malzemeleri de diğer maliyet kalemlerindendir. Kalıp üretimindeki önemli maliyet kalemlerinden bir diğeri de personel giderleridir. Uzmanlık gerektiren bir proses olduğu için kalıp üretiminde CNC, freze, torna, yüzey işlemleri (taşlama, parlatma, desen), ısıl işlem işçiliği gibi farklı uzmanlıklar olmakta ve çalışan personelin maliyeti işçilik süresi ve işçilik birim fiyatı baz alınarak hesaplanmaktadır [1, 8].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• personel maliyeti (maaş, sgk, yemek, yol vb.),
• personel eğitimleri,
• hammadde ve sarf malzemeleri,
• kalıp üretiminde kullanılan programlarının kurulum, lisans ve güncelleme maliyetleri,
• kalıp üretiminde kullanılan cihazların amortisman,
• idari ve işletme giderleri olarak verilmektedir.

3.2.3 Hammadde maliyeti

Üretimde kullanılacak olan hammadde ve yardımcı malzemeler, katkı malzemeleri doğrudan ürünün kalitesine ve maliyetine etki etmektedir. Hammaddenin kalitesi (random, gıda, medikal vb.) temel özellikleri (moleküler ağırlık, PDI, saflık) satın alındığı ülkenin ekonomik koşulları, petrol fiyatları,  arz-talep ilişkisi, kullanılan üretim yöntemi ve üretim teknolojisi gibi faktörlere göre hammadde maliyetleri değişiklik göstermektedir. Genellikle alınan hammaddenin nakliye maliyeti de alan firmaya yansıtılmaktadır. Ayrıca yurt dışından alınan hammaddelerde nakliye ve gümrük maliyetleri de birim hammadde fiyatını dolayısıyla birim parça maliyetini etkilemektedir. Eğer hammadde çok fazla miktarda alınıp depolanması ve özel depolama koşullarında muhafaza edilmesi gerekiyorsa, depo maliyeti de hammaddde maliyetine yansıtılabilmektedir.

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• nakliye,
• depo,
• gümrük giderleri,
• idari ve işletme giderleri olarak verilmektedir.

3.2.4 Enjeksiyon makinesi

Parça tasarlandıktan ve kalıbı üretildikten sonra parça boyutlarına, hammaddesine ve kalıp boyutlarına uygun enjeksiyon makinesi seçimi maliyeti doğrudan etkileyen faktörlerdendir. Makinenin kilitleme gücü, makinenin saatte kaç saat çalıştığı, makine boyutu, makinenin otomatik olup olmaması, makinenin markası, üretildiği yıl gibi faktörler enjeksiyon makinesi maliyetlerini oluşturmaktadır [9, 10].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• enjeksiyon makinesinin amortismanı,
• enjeksiyon makinesinin bakım onarım giderleri,
• idari ve işletme giderleri olarak verilmektedir.

3.2.5 Operasyonel maliyetler

Enerji tüketimi, en önemli maliyetlerden birisidir. Gerek polimerin eritilip, kalıba doluncaya kadar gerekse kalıbın soğutulması sırasında önemli miktarda enerji tüketilmektedir. Polimerin erimesini sağlayan ısıtıcılar ve polimerin katılaşmasını sağlayan soğutma sistemi enerjinin en çok tüketildiği kısımlardır. Özellikle soğutma sistemin amortismanı, yedek parçası ve bakımı maliyete etki eden faktörlerdendir. Soğuma süresi enjeksiyon çevriminin en önemli adımlarındandır. Soğuma süresinin azalması yani çevrim süresinde düşüş olması maliyeti azaltıcı etki gösterirken aynı zamanda parçadaki çekmeyi azaltmakta, iç stresi önlemekte ve kalıptan ayrılmayı kolaylaştırmaktadır. Bir diğer operasyonel maliyet kalemi de bakım- onarım, kalibrasyon, tamirat gibi işlemlerdir. Ayrıca plastik parçaların paketlenmesi, depolanması veya nakliye kamyonlarına taşınması da bir diğer maliyet kalemidir. Bu aşamada ambalaj ve fabrika içi taşıma için araç giderleri dikkate alınmalıdır [7, 10, 11].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• enerji tüketimi,
• bakım-onarım, kalibrasyon giderleri,
• paketleme giderleri,
• taşıma giderleri,
• idari ve işletme giderleri olarak verilmektedir.

3.2.6 Personel giderleri

Üretimin her adımında farklı uzmanlık alanlarına sahip personele ihtiyaç duyulmaktadır. Üretim, teknik destek, nakliye ve yardımcı hizmet ekipleri gibi farklı çalışanlar uzmanlık alanlarına göre ücret almaktadırlar. İşçilik maliyetleri coğrafik konum ve ekonomik koşullara bağlı olarak değişmektedir [3, 4, 12].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• çalışan ücretleri,
• eğitim giderleri,
• primler,
• servis ve yemek hizmeti
• sgk giderleri olarak verilmektedir.

3.3 Kalite kontrol

İşletmeden üretilen ürünlerin belirli kalite standartlarına sahip olmasını sağlayan; müşterilerin, potansiyel müşterilerin kalite isteklerine cevap veren, kalite sistemini kuran ve uygulayan kalite kontrol departmanıdır. Hem üretim sırasında hem de üretim sonrasında yapılan kalite kontrol aktivitelerinin maliyeti de toplam maliyeti etkilemektedir. Kalite kontrol cihazları, cihazların bakımı, kalibrasyonu ve yedek parçaları, cihazların güncellemesi, amortismanları gibi faktörler maliyete etki etmektedir. Kalite kontrol laboratuvarının akredite olması isteniyorsa veya kalite yönetim sistemine uygun bir şekilde çalışması isteniliyorsa, bu aktiviteler için gereken çalışmalar, danışmanlık hizmetleri, sertifikasyon maliyetleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca bazı durumlarda dışardan alınan laboratuvar hizmetleri ve validasyon testleri de birim ürün maliyetini etkilemektedir [12].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• gerekli donanım, yazılım kurulumu ve güncellenmesi,
• cihazların bakım-onarım, kalibrasyon giderleri,
• cihazların amortismanı
• sertifikasyon giderleri
• dışarıdan alınan test hizmeti giderleri,
• idari ve işletme giderleri olarak verilmektedir.

3.4 Diğerleri

Pazarlama, reklam, tanıtım, promosyonlar, fuar gibi aktiviteler de diğer önemli maliyet kalemlerindendir. Pazarlama departmanı, satıştan sorumlu departmandır. Reklam, broşür, dergi, fuar vb. çalışmalarla ürünün tanınabilirliği arttırmayı ve müşteriye ulaşmayı hedeflemektedir. Dergi, broşür ile potansiyel müşterilere doğrudan ulaşmaktadır. Ayrıca şirket web sitesi, internet ve televizyon reklamları ile de müşteriye ulaşmayı kolaylaştırmaktadır. Bu çalışmaların her biri alanında uzman kişiler tarafından gerçekleştirilmelidir [3, 4, 12].

Bu aşamadaki temel maliyetler:

• pazar araştırması,
• anket giderleri,
• dergi, broşür vs. basımı,
• web sitesi oluşturulması,
• reklam çekilmesi, yayınlanması,
• internet sitelerine reklam verilmesi, fuarlar, teknik geziler olarak verilmektedir.

Sonuç

Minimum maliyet ve maksimum kalitede üretilen ürünler, potansiyel müşteri veya alıcı bulma açısından avantajlıdır. Ürün tasarımı, üretim ve kalite basamaklarından oluşan plastik parça üretiminde her adımda maliyetin kontrol edilmesi ve optimizasyonu, ürünün son fiyatını etkilediğinden oldukça önemlidir. İdeal parça tasarımı, ideal malzeme seçimi, ideal kalıp tasarımı, ideal makine seçimi, pazar araştırması yapılarak hitap edilecek sektör özelliklerinin kavranması ve bu basamaklardaki maliyete etki eden faktörlerin optimizasyonu firmanın idari ve işletme giderleri, amortisman, katma değer vergisi veya özel vergiler ve hedeflenen kârlılık oranına göre ürünün nihai fiyatı belirlenmektedir.

Kaynakça

1. Turc, C., C. Cărăuşu, and G.Belgiu. Cost analysis in injectionmoulded plastic parts designing. in IOP Conference Series: MaterialsScience and Engineering. 2017. IOP Publishing.

2. Available from: https://sozluk.gov.tr/.

3. Banar, K., Maliyet muhasebesi. 2005. 808.

4. Ders, O. and D.D. Arıboğa, Maliyet Muhasebesi.

5. Malloy, R.A., Plastic part design for injection molding. Vol. 83. 1994: Hanser Publishers New York.

6. Köse, E., Plastik enjeksiyonda proses ve kalıp kaynaklı sorunların giderilmesi. 2006, Fen Bilimleri Enstitüsü.

7. Park, H.-S. and X.-P. Dang, Design and simulation-based optimization of cooling channels for plastic injection mold. 2012: INTECH Open Access Publisher.

8. Bryce, D.M., Plastic injection molding: Mold design and construction fundamentals. 1998: Society of Manufacturing Engineers.

9. Pınar, E., Plastik enjeksiyon yöntemiyle imalatta hataların tespiti ve proses şartlarının optimizasyon uygulaması. 2010, Fen Bilimleri Enstitüsü.

10. Bryce, D.M., Plastic injection molding: material selection and product design fundamentals. 1997: Society of Manufacturing Engineers.

11. Karaağaç, İ. and A. Özdemir, An Algoritmic Approach to the Traditional Cost Calculation of the Plastic Injection Moulds. Gazi University Journal of Science, 2005. 18(4): p. 657-669.

12. Bryce, D.M., Plastic injection molding: Manufacturing startup and management. 1999: Society of Manufacturing Engineers.

Mukaddes Şevval ÇETİN* Hatice Aylin KARAHAN TOPRAKÇI*

*Yalova Üniversitesi Polimer Mühendisliği Bölümü

Yalova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü