εταιρικά νέα για Χρησιμοποίηση υλικών σε εργοστάσια κοπής μετάλλων: Πώς να βελτιωθεί από 85% σε 95%

Για τις εταιρείες επεξεργασίας μετάλλων, το εργαστήριο κοπής έχει συχνά σημαντική επίδραση στο συνολικό κόστος παραγωγής.

Πολλοί κατασκευαστές εστιάζουν στο κόστος εργασίας, την παραγωγικότητα των μηχανών και την ταχύτητα κοπής, αλλά συχνά παραβλέπουν μια πιο άμεση ερώτηση:

Πόσο από την πρώτη ύλη μετατρέπεται στην πραγματικότητα σε χρησιμοποιήσιμα προϊόντα;

Για χαλύβδινους σωλήνες, στρογγυλές ράβδους, προφίλ, υλικά αλουμινίου και άλλα μεταλλικά προϊόντα, το κόστος υλικών μπορεί να αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 60% του συνολικού κόστους ενός εργαστηρίου κοπής.

Όταν η χρήση υλικού παραμένει περίπου στο 85%, η διαφορά μπορεί να φαίνεται μικρή. Ωστόσο, στην παραγωγή μεγάλου όγκου, το υπόλοιπο 15% μπορεί να αντιπροσωπεύει μια σημαντική ποσότητα υλικού που καταλήγει ως απώλεια κεφαλής, αχρησιμοποίητα υπολείμματα, ελαττωματικά άκρα ή σκραπ.

Η βελτίωση της χρήσης υλικών από 85% σε 90% ή ακόμα και 95% μπορεί επομένως να δημιουργήσει σημαντική εξοικονόμηση με την πάροδο του χρόνου.

Λοιπόν, τι προκαλεί τη χαμηλή χρήση υλικών και πώς μπορούν οι κατασκευαστές να τη βελτιώσουν;

Κάθε εργασία κοπής αφαιρεί μια ορισμένη ποσότητα υλικού.

Αυτό είναι γνωστό ωςαπώλεια κερφ.

Το υλικό που χάνεται σε μία μόνο κοπή μπορεί να φαίνεται ασήμαντο, αλλά όταν μια γραμμή παραγωγής εκτελεί χιλιάδες κοπές την ημέρα, η συνολική απώλεια μπορεί να γίνει σημαντική.

Για παράδειγμα, όταν ένας χαλύβδινος σωλήνας 6 μέτρων κόβεται σε πολλαπλά κομμάτια σταθερού μήκους, κάθε πρόσθετη κοπή δημιουργεί μια άλλη απώλεια κεφαλής.

Η χρήση ενός άσκοπα φαρδύ εργαλείου κοπής ή η αποτυχία βελτιστοποίησης των παραμέτρων κοπής μπορεί να αυξήσει περαιτέρω την κατανάλωση υλικού.

Επομένως,Η μείωση της απώλειας κεφαλής ανά κοπή είναι ένας από τους πιο άμεσους τρόπους βελτίωσης της χρήσης του υλικού.

Τα υπολείμματα υλικού είναι σχεδόν αναπόφευκτα κατά την κοπή μετάλλων.

Το πραγματικό πρόβλημα δεν είναι αν δημιουργούνται υπολείμματα, αλλά αν γίνεται σωστή διαχείριση και επαναχρησιμοποίησή τους.

Για παράδειγμα, μετά την κοπή ενός υλικού 6 μέτρων, μπορεί να παραμείνουν 420 mm.

Χωρίς ένα κατάλληλο σύστημα διαχείρισης υπολειμμάτων, ο χειριστής μπορεί απλώς να το χειριστεί ως σκραπ.

Ωστόσο, εάν μια μελλοντική παραγγελία απαιτεί εξάρτημα 400 mm, αυτό το υπόλοιπο 420 mm εξακολουθεί να έχει σημαντική αξία.

Ένα αποτελεσματικό σύστημα διαχείρισης υπολειμμάτων θα πρέπει να περιλαμβάνει:

• Καταγραφή υπολειπόμενων μηκών
• Ταξινόμηση υπολειμμάτων με προδιαγραφές υλικού
• Προσδιορισμός βαθμών υλικών
• Διατήρηση υπολειπόμενου αποθέματος
• Δίνοντας προτεραιότητα στα επαναχρησιμοποιήσιμα υπολείμματα κατά τον προγραμματισμό της παραγωγής

Όσο καλύτερη είναι η διαχείριση των υπολειμμάτων, τόσο μεγαλύτερη είναι η πραγματική χρήση του υλικού.

Τα άκρα των χαλύβδινων σωλήνων, των ράβδων και των προφίλ δεν είναι πάντα κατάλληλα για άμεση επεξεργασία.

Τα κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν:

• Παραμορφωμένα άκρα
• Υπερβολικά γρέζια
• Σκωρία
• Ανώμαλα άκρα
• Τοπικά ελαττώματα

Όταν τα άκρα του υλικού είναι ελαττωματικά, οι χειριστές μπορεί να χρειαστεί να αφαιρέσουν πρόσθετο υλικό πριν από την παραγωγή.

Αυτό το τμήμα που αφαιρέθηκε γίνεται υλική απώλεια.

Ακόμη πιο σημαντικό, η κακή ποιότητα κοπής μπορεί να απαιτήσει πρόσθετη επεξεργασία στην τελική επιφάνεια μετά την αρχική κοπή, δημιουργώντας επιπλέον κόστος υλικού και εργασίας.

Η διάταξη κοπής έχει σημαντικό αντίκτυπο στη χρήση του υλικού.

Για παράδειγμα, μια πρώτη ύλη 6 μέτρων μπορεί να χρειαστεί να κοπεί σε πολλά διαφορετικά μήκη προϊόντος.

Εάν κάθε παραγγελία σχεδιάζεται χωριστά, ενδέχεται να δημιουργηθούν σημαντικά υπολείμματα.

Ωστόσο, εάν συνδυαστούν στρατηγικά διαφορετικά μήκη προϊόντος, η ίδια πρώτη ύλη μπορεί συχνά να χρησιμοποιηθεί πολύ πιο αποτελεσματικά.

Επομένως,Η βελτιστοποίηση κοπής δεν πρέπει να εστιάζει μόνο σε μία παραγγελία. Θα πρέπει να λάβει υπόψη το συνολικό χρονοδιάγραμμα παραγωγής.

Το πρώτο βήμα προς την υψηλότερη χρήση υλικών είναι ο καλύτερος σχεδιασμός κοπής.

Παραγγελίες με το ίδιο υλικό, προδιαγραφές και παρόμοια μήκη κοπής μπορούν να συνδυαστούν για να μειώσουν τα περιττά υπολείμματα.

Για παράδειγμα, μια παραγγελία μπορεί να απαιτεί τεμάχια 1.000 mm, ενώ μια άλλη απαιτεί 980 mm και μια άλλη απαιτεί 1.020 mm.

Εάν αυτές οι παραγγελίες προγραμματίζονται ξεχωριστά, η καθεμία μπορεί να δημιουργήσει το δικό της υλικό που έχει απομείνει.

Ο συνδυασμός τους επιτρέπει στον κατασκευαστή να κάνει καλύτερη χρήση του πλήρους μήκους της πρώτης ύλης.

Αντί να σχεδιάζουν κάθε παραγγελία ανεξάρτητα, οι κατασκευαστές μπορούν να συνδυάσουν διαφορετικά μήκη κοπής.

Για παράδειγμα:

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

Συνδυάζοντας διαφορετικά μήκη εξαρτημάτων, το υπόλοιπο υλικό στο τέλος της σειράς κοπής μπορεί να μειωθεί.

Αυτή η προσέγγιση είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για κατασκευαστές που χειρίζονται πολλές διαφορετικές παραγγελίες και προδιαγραφές προϊόντων.

Όταν ένα εργοστάσιο χρειάζεται να επεξεργαστεί μεγάλο αριθμό παραγγελιών με διαφορετικά υλικά, μήκη και ποσότητες, ο χειροκίνητος σχεδιασμός κοπής γίνεται όλο και πιο δύσκολος.

Ένα αυτόματο σύστημα βελτιστοποίησης κοπής μπορεί να εξετάσει:

• Μήκος πρώτης ύλης
• Απαιτούμενα μήκη εξαρτημάτων
• Απαιτούμενες ποσότητες
• Πριόνι κερφ
• Απαιτήσεις υπολειμμάτων

και υπολογίζει αυτόματα πιο αποτελεσματικούς συνδυασμούς κοπής.

Αυτός είναι ένας από τους βασικούς τρόπους με τους οποίους η αυτοματοποίηση μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της σπατάλης υλικών.

Η αξιοποίηση υλικών δεν αφορά μόνοπώς σχεδιάζετε τις περικοπές.

Πρόκειται επίσης γιαπώς εκτελείτε τις περικοπές.

Διαφορετικές μηχανές κοπής και εργαλεία κοπής έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά κοπής και πλάτη κοπής.

Για κοπή μετάλλων μεγάλου όγκου, οι μηχανές κυκλικού πριονιού υψηλής ταχύτητας μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική και σταθερή απόδοση κοπής ενώ χρησιμοποιούν λεπίδες κυκλικού πριονιού σχεδιασμένες για συνεχή παραγωγή.

Με την κατάλληλη ακρίβεια ατράκτου, τον έλεγχο τροφοδοσίας, την ακαμψία του μηχανήματος και την επιλογή λεπίδων, οι κατασκευαστές μπορούν να διατηρήσουν την ποιότητα κοπής ελαχιστοποιώντας την περιττή απώλεια υλικού.

Σε μια γραμμή παραγωγής που εκτελεί χιλιάδες κοπές καθημερινά, ακόμη και μια μικρή μείωση της απώλειας υλικού ανά κοπή μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση χρόνου.

Ένα υπόλειμμα δεν είναι απαραίτητα σκραπ.

Οι κατασκευαστές μπορούν να δημιουργήσουν μια απλή βάση δεδομένων με βάση τις απαιτήσεις παραγωγής τους.

Για παράδειγμα:

Όταν μια νέα παραγγελία μπαίνει στην παραγωγή, το σύστημα μπορεί πρώτα να ελέγξει εάν είναι διαθέσιμα κατάλληλα υπολείμματα.

Αυτό δημιουργεί έναν πιο αποδοτικό κύκλο υλικών:

Πρώτες ύλες → Κοπή → Υπόλοιπο → Κατάλοιπο απογραφής → Νέο σχέδιο κοπής → Επαναχρησιμοποίηση υπολειμμάτων

αντί για:

Πρώτες ύλες → Κοπή → Υπολειπόμενο υλικό → Σκραπ

Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο προσεγγίσεων μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο κόστος των υλικών.

Πολλοί κατασκευαστές εστιάζουν σε μεγάλο βαθμό στην ταχύτητα κοπής ενώ δίνουν λιγότερη προσοχή στην ποιότητα της επιφάνειας κοπής.

Εάν το κομμένο άκρο έχει υπερβολικά γρέζια, κακό τετράγωνο ή παραμόρφωση, μπορεί να απαιτηθούν πρόσθετες λειτουργίες, όπως:

• Δευτερεύουσα μηχανική κατεργασία
• Τρίψιμο τελικής όψης
• Αφαίρεση γρεζιών
• Πρόσθετη τοποθέτηση και επεξεργασία

Αυτές οι εργασίες αυξάνουν το κόστος εργασίας και επεξεργασίας και μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε πρόσθετες απώλειες υλικού.

Επομένως, μια λύση κοπής υψηλής ποιότητας πρέπει να επικεντρώνεται στα εξής:

Ακρίβεια κοπής + Ποιότητα τελικού προσώπου + σταθερότητα διαδικασίας

Για εξαρτήματα που θα συγκολληθούν, θα συναρμολογηθούν ή θα χρησιμοποιηθούν αμέσως μετά την κοπή, ένα καθαρό και ακριβές άκρο κοπής μπορεί να μειώσει την κατάντη επεξεργασία και να βελτιώσει τη συνολική απόδοση παραγωγής.

Σκεφτείτε έναν κατασκευαστή μεταλλικών επίπλων που παράγει τραπέζια, καρέκλες, ράφια και μεταλλικούς σκελετούς χρησιμοποιώντας χαλύβδινους σωλήνες και στρογγυλές ράβδους.

Πριν τη βελτίωση:

• Χρήση υλικού: περίπου 86%
• Καμία τυποποιημένη διαχείριση υπολειμμάτων
• Περιορισμένη συνδυασμένη βελτιστοποίηση κοπής μεταξύ διαφορετικών παραγγελιών
• Ορισμένα άκρα υλικού απαιτούσαν πρόσθετη επεξεργασία
• Τα σχέδια κοπής εξαρτιόνταν κυρίως από την εμπειρία του χειριστή

Η εταιρεία εφάρμοσε τέσσερις βελτιώσεις.

Οι παραγγελίες που χρησιμοποιούν τις ίδιες προδιαγραφές υλικού συνδυάστηκαν, ενώ τα μακρά και τα κοντά εξαρτήματα τοποθετήθηκαν στρατηγικά μαζί.

Επιλέχθηκαν πιο κατάλληλες μηχανές και λεπίδες κυκλικού πριονιού υψηλής ταχύτητας σύμφωνα με τις προδιαγραφές του υλικού και τις απαιτήσεις παραγωγής, συμβάλλοντας στη μείωση της περιττής απώλειας κεφαλής.

Τα επαναχρησιμοποιήσιμα υπολείμματα ταξινομήθηκαν βάσει μήκους, προδιαγραφών και ποιότητας υλικού και δόθηκε προτεραιότητα για παραγγελίες μικρού μήκους.

Εισήχθη μια πιο σταθερή διαδικασία κοπής για τη βελτίωση της ακρίβειας κοπής και της ποιότητας της τελικής επιφάνειας, μειώνοντας τη δευτερογενή επεξεργασία.

Μετά από συνεχή βελτιστοποίηση, η χρήση υλικών αυξήθηκε από περίπου86% έως 94%.

Μια βελτίωση 8 ποσοστιαίων μονάδων μπορεί να μην φαίνεται δραματική με την πρώτη ματιά, αλλά για έναν κατασκευαστή μεγάλου όγκου, μπορεί να μεταφραστεί σε σημαντική μείωση των απορριμμάτων υλικών κατά τη διάρκεια ενός έτους.

Η βελτίωση της χρήσης υλικών δεν είναι απλώς θέμα αντικατάστασης ενός μηχανήματος.

Τα πιο αποτελεσματικά αποτελέσματα συνήθως προέρχονται από τον συνδυασμό:

Βελτιστοποίηση κοπής + Βελτιστοποίηση εξοπλισμού + Διαχείριση υπολειμμάτων + Ποιοτικός έλεγχος

Μια αδυναμία σε οποιονδήποτε από αυτούς τους τομείς μπορεί να περιορίσει το συνολικό αποτέλεσμα.

Για παράδειγμα:

Η εξαιρετική βελτιστοποίηση κοπής δεν μπορεί να αντισταθμίσει πλήρως την υπερβολική απώλεια κεφαλής.

Ο εξοπλισμός υψηλής ακρίβειας δεν μπορεί να αποτρέψει τη σπατάλη υλικών εάν τα χρησιμοποιήσιμα υπολείμματα απλώς απορρίπτονται.

Η καλή διαχείριση υπολειμμάτων δεν μπορεί να εξαλείψει τα περιττά απόβλητα εάν η κακή ποιότητα τελικής επιφάνειας δημιουργεί υπερβολική δευτερογενή επεξεργασία.

Για τα σύγχρονα εργαστήρια κοπής μετάλλων, η χρήση υλικών θα πρέπει επομένως να αντιμετωπίζεται ως αδείκτη παραγωγής σε επίπεδο συστήματος, και όχι απλώς μια παράμετρος μηχανής.

Η βελτίωση της χρήσης υλικών απαιτεί εξοπλισμό και διαχείριση.

Από τη διάταξη κοπής και τη διαχείριση υπολειμμάτων μέχρι την απώλεια κεφαλής και την ποιότητα του τελικού προσώπου, κάθε μικρή βελτίωση μπορεί να γίνει σημαντική όταν πολλαπλασιαστεί σε χιλιάδες κοψίματα και τόνους υλικού.

Τα κυκλικά πριόνια μας υψηλής ταχύτητας είναι σχεδιασμένα για κοπή μετάλλων υψηλής ακρίβειας, υψηλής απόδοσης και σταθερότητας. Ανάλογα με τον τύπο υλικού και τις απαιτήσεις παραγωγής, μπορούν να επιλεγούν κατάλληλες διαμορφώσεις μηχανών και λεπίδων, με αυτόματη βελτιστοποίηση κοπής και λύσεις αυτοματοποιημένης τροφοδοσίας διαθέσιμες για υψηλότερα επίπεδα αυτοματισμού παραγωγής.

Για κατασκευαστές που επεξεργάζονται καθημερινά μεγάλους όγκους χαλύβδινων σωλήνων, στρογγυλών ράβδων, προφίλ και άλλων μεταλλικών υλικών,Η βελτίωση της χρήσης του υλικού μπορεί να είναι πιο πολύτιμη από την απλή αύξηση της ταχύτητας κοπής.