抗原检测试剂盒卡壳，一个简单设计优化可以年降本200万？ | 2022年回顾No.6

我们常常感叹降本很难，降本没有思路、无从下手。

最近在家，抗原核酸检测不断。在做抗原过程中，出于降本设计职业本能，我仔细研究了抗原检测试剂盒卡壳的结构，发现了一个降本设计优化点。

简单计算一下，这个优化如果能够实施，竟然可以帮助企业每年节省200万的成本。

本文以卡壳为案例，抛砖引玉，希望给大家的降本提供一些启示。

▲产品拆解后外观

这是卡壳上盖和下盖。

上盖和下盖的结构很类似，主体是一块平板，平板上局部有一些特征（用于固定试剂检测部件），四周有侧壁，壁厚均为1.0mm，而中间并没有加强筋把四周侧壁连接成一个整体。

上盖和下盖均是塑胶件，材料大多为PP或HIPS，通过注塑成型加工生产。上盖外观面再通过激光打印出标识。

2.2 塑胶件降本设计的总体思路

塑胶件DFC设计指南，从塑胶代替金属、选择合适的紧固工艺、降低原材料成本、降低加工成本和面向成本的塑胶件开发流程等五个维度，来分别介绍具体的塑胶件降本方法。该指南是各行各业塑胶件进行降本设计最佳实践，

我们在对塑胶件进行降本时，可以按照设计指南，傻瓜式的、一条一条的去检查我们的产品设计，就有可能获得可实施的降本措施。

详情请参考《面向成本的产品设计：降本设计之道》一书。

针对卡壳的上壳和下壳，我们发现，“通过添加加强筋而不是增加壁厚的方法来提高零件强度”，也许是一个潜在的降本思路。

这个指南告诉我们，为提高零件强度，最好的方法是添加加强筋，而不是增加壁厚；这可以减少零件材料用量，从而降低成本。

为什么加强筋可以增加零件强度？通过有限元分析或者力学计算，我们可以证明。

现在，我们可以用下盖来进行实物证明。下盖刚好有一部分有加强筋，有一部分没有。我们做两个简单实验，来验证有加强筋处和没有加强筋处的折弯强度。

我们把施力点放在没有加强筋处，下盖很容易折弯。

而我们把施力点放在有加强筋处，相对于之前，下盖难以折弯，同时最大折弯发生在没有加强筋处，而不是承受施力点的加强筋处。

通过简单实验证明：有加强筋处的下盖强度远远高于没有加强筋处。

如果大家手头刚好有抗原检测试剂盒，可以自己试试，感受会更加深刻。

既然添加加强筋可以保证零件强度，那么我们在卡壳上盖和下盖添加横向和纵向的加强筋，加强筋把四周侧壁连接成一个整体，如图所示。

注1：图中仅为简单示意，加筋的位置如果与试剂检测部件有干涉，需要避开。

我相信，按照这样的优化设计，强度一定会优于之前的设计。会CAE的同学，可以简单模拟一下。

注2：本文仅仅是举例，给大家一些降本设计的启示。至于壁厚是否可以真正减少为0.8mm，除了强度之外，可能还会考虑抗原检测试剂盒的阻燃或者其它安规等要求。

其实，通过加筋来增加零件强度的方法，在很多行业已经广泛应用了，下面是汽车零部件行业的一些加强筋的设计，看着这些密密麻麻的加强筋，非常让人震撼。

通过以上分析，我们初步可以得出抗原检测试剂盒卡壳通过加加强筋而不壁厚减小，是一个潜在的降本优化点。

那么，我们把壁厚从1.00mm减少为0.8mm，可以节省多少成本呢？

上盖的重量是1.38g（数据来源于网络），壁厚减少20%，同时因为加筋增加了材料，我们就按照重量减少15%来计算，是0.21g。

上盖用的比较多是PP和HIPS材料，我们按照每公斤12元来计算。

有的企业每天生产200万套产品（数据来源于网络）。我们按照1年12个月，每个月生产20天来计算。

那么每年上盖材料节省的成本为：

0.21*12/1000*12*20*2,000,000=1,209,600元。

上盖和下盖节省的材料合在一起，就是2,419,200元，200万以上，差不多250万了。

一个小小的设计优化，就可以节省200万，是不是让人很震惊？

这就是降本设计的魅力和威力！

注3：壁厚减少，同时可以降低加工成本，为节省篇幅，本文没有计算。因为壁厚减少，塑胶件注塑成型时的冷却时间可以缩短，成型周期可以缩短，加工成本也会相应降低。

注4：通过添加加强筋把壁厚减小，仅仅是众多塑胶件DFC设计指南中一条，如果我们再继续研究，可能会发现更多的降本优化措施。

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来源：降本设计