Unternehmensnachrichten über Materialausnutzung in Zerspanungsbetrieben: Wie man von 85 % auf 95 % verbessert

Für metallverarbeitende Betriebe hat die Zerspanungswerkstatt oft einen großen Einfluss auf die Gesamtproduktionskosten.

Viele Hersteller konzentrieren sich auf Arbeitskosten, Maschinenproduktivität und Schnittgeschwindigkeit, übersehen jedoch häufig eine direktere Frage:

Wie viel des Rohstoffs wird tatsächlich in verwertbare Produkte umgewandelt?

Bei Stahlrohren, Rundstäben, Profilen, Aluminiumwerkstoffen und anderen Metallprodukten können die Materialkosten mehr als 60 % der Gesamtkosten einer Schneiderei ausmachen.

Wenn die Materialausnutzung bei etwa 85 % bleibt, kann der Unterschied gering erscheinen. Bei der Großserienproduktion können die verbleibenden 15 % jedoch eine beträchtliche Materialmenge darstellen, die als Schnittfugenverlust, ungenutzte Reste, fehlerhafte Enden oder Ausschuss endet.

Eine Verbesserung der Materialausnutzung von 85 % auf 90 % oder sogar 95 % kann daher im Laufe der Zeit zu erheblichen Einsparungen führen.

Was verursacht also eine geringe Materialausnutzung und wie können Hersteller diese verbessern?

Bei jedem Schneidvorgang wird eine bestimmte Menge Material abgetragen.

Dies ist bekannt alsSchnittfugenverlust.

Der Materialverlust bei einem einzigen Schnitt mag unbedeutend erscheinen, aber wenn eine Produktionslinie Tausende von Schnitten pro Tag durchführt, kann der Gesamtverlust beträchtlich werden.

Wenn beispielsweise ein 6 Meter langes Stahlrohr in mehrere Stücke fester Länge geschnitten wird, führt jeder weitere Schnitt zu einem weiteren Schnittfugenverlust.

Der Einsatz eines unnötig breiten Schneidwerkzeugs oder die fehlende Optimierung der Schneidparameter können den Materialverbrauch zusätzlich erhöhen.

Daher,Die Reduzierung des Schnittfugenverlusts pro Schnitt ist eine der direktesten Möglichkeiten, die Materialausnutzung zu verbessern.

Materialreste sind bei der Metallzerspanung nahezu unvermeidlich.

Das eigentliche Problem besteht nicht darin, ob Reste entstehen, sondern darin, ob sie ordnungsgemäß verwaltet und wiederverwendet werden.

Beispielsweise können nach dem Schneiden eines 6 Meter langen Materials 420 mm übrig bleiben.

Ohne ein ordnungsgemäßes Restemanagementsystem behandelt der Betreiber diese möglicherweise einfach als Schrott.

Wenn jedoch eine zukünftige Bestellung ein 400-mm-Bauteil erfordert, hat dieser 420-mm-Rest immer noch einen erheblichen Wert.

Ein wirksames Restmanagementsystem sollte Folgendes umfassen:

• Restlängen erfassen
• Reste nach Materialspezifikation klassifizieren
• Identifizieren von Materialqualitäten
• Führen eines Restbestandes
• Priorisierung wiederverwendbarer Reste bei der Produktionsplanung

Je besser das Restemanagement ist, desto höher ist die tatsächliche Materialausnutzung.

Die Enden von Stahlrohren, Stangen und Profilen sind nicht immer für die direkte Bearbeitung geeignet.

Zu den häufigsten Problemen gehören:

• Verformte Enden
• Übermäßige Grate
• Rost
• Unebene Enden
• Lokale Mängel

Wenn die Materialenden defekt sind, müssen die Bediener möglicherweise vor der Produktion weiteres Material entfernen.

Dieser entfernte Teil stellt einen materiellen Verlust dar.

Noch wichtiger ist, dass eine schlechte Schnittqualität nach dem ersten Schnitt eine zusätzliche Endflächenbearbeitung erforderlich machen kann, was zu weiteren Material- und Arbeitskosten führt.

Das Schnittlayout hat einen großen Einfluss auf die Materialausnutzung.

Beispielsweise muss ein 6 Meter langes Rohmaterial möglicherweise in mehrere unterschiedliche Produktlängen geschnitten werden.

Wird jeder Auftrag einzeln geplant, kann es zu erheblichen Restbeständen kommen.

Werden jedoch unterschiedliche Produktlängen strategisch kombiniert, lässt sich der gleiche Rohstoff oft deutlich effizienter nutzen.

Daher,Die Schnittoptimierung sollte sich nicht nur auf einen Auftrag konzentrieren. Dabei sollte der Gesamtproduktionsplan berücksichtigt werden.

Der erste Schritt zu einer höheren Materialausnutzung ist eine bessere Schnittplanung.

Bestellungen mit demselben Material, derselben Spezifikation und ähnlichen Schnittlängen können kombiniert werden, um unnötige Reste zu reduzieren.

Beispielsweise kann eine Bestellung 1.000-mm-Stücke erfordern, während eine andere 980-mm-Stücke und eine andere 1.020-mm-Stücke erfordert.

Wenn diese Aufträge separat geplant werden, kann jeder sein eigenes Restmaterial erzeugen.

Durch die Kombination kann der Hersteller die gesamte Länge des Rohmaterials besser nutzen.

Anstatt jeden Auftrag einzeln zu planen, können Hersteller verschiedene Schnittlängen kombinieren.

Zum Beispiel:

1.200 mm + 1.200 mm + 800 mm + 800 mm + 1.000 mm + 1.000 mm

Durch die Kombination verschiedener Teillängen kann das verbleibende Material am Ende der Schneidsequenz reduziert werden.

Dieser Ansatz ist besonders effektiv für Hersteller, die viele verschiedene Bestellungen und Produktspezifikationen bearbeiten.

Wenn eine Fabrik eine große Anzahl von Aufträgen mit unterschiedlichen Materialien, Längen und Mengen bearbeiten muss, wird die manuelle Zuschnittplanung immer schwieriger.

Ein automatisches Schnittoptimierungssystem kann Folgendes berücksichtigen:

• Rohmateriallänge
• Erforderliche Teilelängen
• Benötigte Mengen
• Schnittfuge gesehen
• Restanforderungen

und berechnen automatisch effizientere Schnittkombinationen.

Dies ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, wie Automatisierung zur Reduzierung von Materialverschwendung beitragen kann.

Bei der materiellen Nutzung geht es nicht nur umwie Sie die Schnitte planen.

Es geht auch darumwie Sie die Schnitte ausführen.

Unterschiedliche Schneidmaschinen und Schneidwerkzeuge haben unterschiedliche Schnitteigenschaften und Schnittfugenbreiten.

Beim Metallschneiden in großen Stückzahlen können Hochgeschwindigkeits-Kreissägemaschinen eine effiziente und stabile Schnittleistung bieten und gleichzeitig Kreissägeblätter verwenden, die für die kontinuierliche Produktion ausgelegt sind.

Mit der richtigen Spindelgenauigkeit, Vorschubsteuerung, Maschinensteifigkeit und Sägeblattauswahl können Hersteller die Schnittqualität aufrechterhalten und gleichzeitig unnötigen Materialverlust minimieren.

In einer Produktionslinie, die jeden Tag Tausende von Schnitten durchführt, kann bereits eine geringe Reduzierung des Materialverlusts pro Schnitt im Laufe der Zeit zu erheblichen Einsparungen führen.

Ein Rest ist nicht zwangsläufig Schrott.

Hersteller können basierend auf ihren Produktionsanforderungen eine einfache Restedatenbank erstellen.

Zum Beispiel:

Wenn ein neuer Auftrag in Produktion geht, kann das System zunächst prüfen, ob passende Restbestände verfügbar sind.

Dadurch entsteht ein effizienterer Materialkreislauf:

Rohmaterial → Schneiden → Reststücke → Restbestand → Neuer Schnittplan → Wiederverwendung von Reststücken

anstatt:

Rohmaterial → Schneiden → Restmaterial → Schrott

Der Unterschied zwischen diesen beiden Ansätzen kann erhebliche Auswirkungen auf die Materialkosten haben.

Viele Hersteller konzentrieren sich stark auf die Schnittgeschwindigkeit, während sie weniger auf die Qualität der Schnittfläche achten.

Wenn das Schnittende übermäßige Grate, eine schlechte Rechtwinkligkeit oder eine Verformung aufweist, sind möglicherweise zusätzliche Vorgänge erforderlich, wie zum Beispiel:

• Sekundärbearbeitung
• Stirnflächenschleifen
• Entgraten
• Zusätzliche Positionierung und Bearbeitung

Diese Vorgänge erhöhen die Arbeits- und Verarbeitungskosten und können auch zu zusätzlichem Materialverlust führen.

Daher sollte sich eine hochwertige Schneidlösung auf Folgendes konzentrieren:

Schnittgenauigkeit + Endflächenqualität + Prozessstabilität

Bei Komponenten, die direkt nach dem Schneiden geschweißt, zusammengebaut oder verwendet werden, kann ein sauberes und präzises Schnittende die nachgelagerte Verarbeitung reduzieren und die Gesamtproduktionseffizienz verbessern.

Stellen Sie sich einen Hersteller von Metallmöbeln vor, der Tische, Stühle, Regale und Metallrahmen aus Stahlrohren und Rundstangen herstellt.

Vor der Verbesserung:

• Materialausnutzung: ca. 86 %
• Kein standardisiertes Restpostenmanagement
• Begrenzte kombinierte Schnittoptimierung zwischen verschiedenen Aufträgen
• Einige Materialenden erforderten eine zusätzliche Bearbeitung
• Die Schnittpläne hingen hauptsächlich von der Erfahrung des Bedieners ab

Das Unternehmen hat vier Verbesserungen umgesetzt.

Bestellungen mit denselben Materialspezifikationen wurden zusammengefasst, während lange und kurze Teile strategisch zusammen angeordnet wurden.

Entsprechend den Materialspezifikationen und Produktionsanforderungen wurden geeignetere Hochgeschwindigkeitskreissägemaschinen und -blätter ausgewählt, um unnötigen Schnittfugenverlust zu reduzieren.

Wiederverwendbare Reste wurden nach Länge, Spezifikation und Materialqualität klassifiziert und für Kurzlängenbestellungen priorisiert.

Ein stabilerer Schneidprozess wurde eingeführt, um die Schnittgenauigkeit und die Qualität der Endflächen zu verbessern und die Nachbearbeitung zu reduzieren.

Nach kontinuierlicher Optimierung stieg die Materialausnutzung von ca86 % bis 94 %.

Eine Verbesserung um 8 Prozentpunkte sieht auf den ersten Blick vielleicht nicht dramatisch aus, aber für einen Großserienhersteller kann sie im Laufe eines Jahres zu einer erheblichen Reduzierung der Materialverschwendung führen.

Die Verbesserung der Materialausnutzung ist nicht nur eine Frage des Austauschs einer Maschine.

Die effektivsten Ergebnisse werden normalerweise durch die Kombination von Folgendem erzielt:

Schnittoptimierung + Anlagenoptimierung + Restpostenmanagement + Qualitätskontrolle

Eine Schwäche in einem dieser Bereiche kann das Gesamtergebnis beeinträchtigen.

Zum Beispiel:

Eine hervorragende Schnittoptimierung kann einen übermäßigen Schnittfugenverlust nicht vollständig ausgleichen.

Hochpräzise Geräte können Materialverschwendung nicht verhindern, wenn brauchbare Reste einfach entsorgt werden.

Durch ein gutes Reststoffmanagement kann unnötiger Abfall nicht vermieden werden, wenn eine schlechte Endflächenqualität zu einer übermäßigen Sekundärverarbeitung führt.

Für moderne Metallzerspanungsbetriebe sollte die Materialausnutzung daher als eine betrachtet werdenProduktionsindikator auf Systemebene, und nicht einfach ein Maschinenparameter.

Die Verbesserung der Materialausnutzung erfordert sowohl Ausrüstung als auch Management.

Vom Schnittlayout und der Reststückverwaltung bis hin zum Schnittfugenverlust und der Endflächenqualität kann jede noch so kleine Verbesserung erheblich werden, wenn sie über Tausende von Schnitten und Tonnen Material hinweg multipliziert wird.

Unsere Hochgeschwindigkeits-Kreissägemaschinen sind für hochpräzises, hocheffizientes und stabiles Metallschneiden konzipiert. Abhängig von der Materialart und den Produktionsanforderungen können geeignete Maschinen- und Messerkonfigurationen ausgewählt werden. Für einen höheren Grad der Produktionsautomatisierung stehen automatische Schnittoptimierungs- und automatisierte Zuführlösungen zur Verfügung.

Für Hersteller, die täglich große Mengen an Stahlrohren, Rundstäben, Profilen und anderen Metallmaterialien verarbeiten,Eine Verbesserung der Materialausnutzung kann wertvoller sein als eine einfache Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit.