会社のニュース 金属加工工場の材料利用率：85%から95%へ改善する方法

金属加工会社にとって、切断部門はしばしば全体の生産コストに大きな影響を与えます。

多くの製造業者は、人件費、機械の生産性、切断速度に焦点を当てますが、より直接的な問いを見落としがちです。

原材料のどれだけが実際に使用可能な製品に変わるのでしょうか？

鋼管、丸棒、形材、アルミニウム材料、その他の金属製品では、材料費が切断部門の総コストの60％以上を占めることがあります。

材料利用率が約85％にとどまる場合、その差は小さく見えるかもしれません。しかし、大量生産では、残りの15％は、切り屑ロス、未使用の端材、不良端部、またはスクラップとして最終的に廃棄される相当量の材料を表す可能性があります。

したがって、材料利用率を85％から90％、さらには95％に改善することで、長期的には大幅な節約につながります。

では、材料利用率の低下は何が原因で、製造業者はそれをどのように改善できるのでしょうか？

あらゆる切断作業では、一定量の材料が除去されます。

これは「切り屑ロス」として知られています。1回の切断で失われる材料は些細なことに思えるかもしれませんが、生産ラインが1日に数千回の切断を行う場合、総損失は相当なものになります。したがって、現代の金属切断部門では、材料利用率は、単なる機械パラメータではなく、「システムレベルの生産指標」として扱われるべきです。

不必要に幅の広い切断工具を使用したり、切断パラメータの最適化を怠ったりすると、材料消費がさらに増加する可能性があります。

したがって、「切断あたりの切り屑ロスを減らすことは、材料利用率を改善する最も直接的な方法の1つです。」

2. 端材の管理不良

類似材料の組み合わせ本当の問題は端材が発生するかどうかではなく、それらが適切に管理され再利用されているかどうかです。

適切な端材管理システムがない場合、オペレーターはそれを単なるスクラップとして扱うかもしれません。

しかし、将来の注文で400mmの部品が必要な場合、その420mmの端材は依然としてかなりの価値があります。

効果的な端材管理システムには、以下を含めるべきです。

端材の長さを記録する

材料仕様別に端材を分類する

材料グレードを特定する

• 端材在庫を維持する
• 生産計画中に再利用可能な端材を優先する
• 端材管理が優れているほど、実際の材料利用率は高くなります。
• 3. 材料端部の不良
• 鋼管、棒材、形材の端部は、必ずしも直接加工に適しているわけではありません。

一般的な問題には以下が含まれます。

過度のバリ

錆

• 端部の不均一
• 局所的な欠陥
• 材料端部が不良の場合、オペレーターは加工前に追加の材料を除去する必要があるかもしれません。
• 除去された部分は材料ロスとなります。
• さらに重要なのは、切断品質が低いと、最初の切断後に端面追加加工が必要になり、さらなる材料費と人件費が発生する可能性があることです。

4. 非効率的な切断レイアウト

切断レイアウトは材料利用率に大きな影響を与えます。

例えば、長さ6メートルの原材料をいくつかの異なる製品長さに切断する必要がある場合があります。

しかし、異なる製品長さを戦略的に組み合わせると、同じ原材料をより効率的に利用できることがよくあります。

したがって、「切断の最適化は、単一の注文に焦点を当てるべきではありません。全体的な生産スケジュールを考慮する必要があります。」

2. 改善パス1：切断レイアウトの最適化

材料利用率を高めるための最初のステップは、より良い切断計画です。

類似材料の組み合わせ同じ材料、仕様、および類似の切断長を持つ注文を組み合わせることで、不要な端材を減らすことができます。

これらの注文が個別に計画されると、それぞれが独自の端材を生成する可能性があります。

長尺部品と短尺部品の組み合わせ

各注文を個別に計画する代わりに、異なる切断長を組み合わせることができます。

例えば：

1,200mm + 1,200mm + 800mm + 800mm + 1,000mm + 1,000mm

このアプローチは、多くの異なる注文や製品仕様を扱う製造業者にとって特に効果的です。

工場が多数の注文を異なる材料、長さ、数量で処理する必要がある場合、手動での切断計画はますます困難になります。

自動切断最適化システムは、以下を考慮できます。

原材料の長さ

必要な数量

ソーの切り屑

• 端材の要件
• そして、より効率的な切断の組み合わせを自動的に計算します。
• これは、自動化が材料の無駄を削減するのに役立つ主要な方法の1つです。
• 3. 改善パス2：切り屑ロスの削減
• 材料利用率は、「切断をどのように計画するか」だけでなく、「切断をどのように実行するか」にも関係します。

機器の選択が重要

異なる切断機や切断工具は、異なる切断特性と切り屑幅を持っています。

適切なスピンドル精度、送り制御、機械剛性、および刃の選択により、製造業者は材料の無駄を最小限に抑えながら切断品質を維持できます。毎日数千回の切断を行う生産ラインでは、切断あたりの材料ロスがわずかに減少するだけでも、長期的には大幅な節約につながる可能性があります。したがって、現代の金属切断部門では、材料利用率は、単なる機械パラメータではなく、「システムレベルの生産指標」として扱われるべきです。

端材は必ずしもスクラップではありません。製造業者は、生産要件に基づいて簡単な端材データベースを作成できます。したがって、現代の金属切断部門では、材料利用率は、単なる機械パラメータではなく、「システムレベルの生産指標」として扱われるべきです。

材料サイズ

材料

状態

潜在的な用途

Ø30mm

炭素鋼

二次加工

端面研削

デバリング

追加の位置決めと加工

これらの作業は、人件費と加工費を増加させ、追加の材料ロスにつながる可能性もあります。

したがって、高品質な切断ソリューションは、以下に焦点を当てるべきです。

溶接、組み立て、または切断後に直接使用される部品の場合、クリーンで正確な切断端は、下流の加工を削減し、全体的な生産効率を向上させることができます。

6. ケーススタディ：材料利用率を86％から94％に改善

• 金属家具メーカーが、鋼管と丸棒を使用してテーブル、椅子、ラック、金属フレームを製造している例を考えます。
• 改善前：
• 材料利用率：約86％
• 標準化された端材管理なし

異なる注文間の切断最適化の限定的な組み合わせ

一部の材料端部に追加加工が必要

切断計画は主にオペレーターの経験に依存

同社は4つの改善を実施しました。

同じ材料仕様を使用する注文を組み合わせ、長尺部品と短尺部品を戦略的に配置しました。

ステップ2：切断機器と刃の最適化

• 材料仕様と生産要件に応じて、より適切な高速円盤鋸盤と刃を選択し、不要な切り屑ロスを削減しました。
• ステップ3：端材管理の確立
• 再利用可能な端材を長さ、仕様、材料グレード別に分類し、短尺部品の注文を優先しました。
• ステップ4：端面品質の向上
• より安定した切断プロセスを導入し、切断精度と端面品質を向上させ、二次加工を削減しました。

継続的な最適化の後、材料利用率は約「86％から94％」に増加しました。

7. 85％から95％へ：1台の機械の問題ではない

最も効果的な結果は、通常、以下の組み合わせから得られます。

これらのいずれかの領域での弱点は、全体の結果を制限する可能性があります。

優れた切断最適化でも、過度の切り屑ロスを完全に補うことはできません。

再利用可能な端材が単に廃棄される場合、高精度の機器でも材料の無駄を防ぐことはできません。端面品質が悪く、過度の二次加工が発生する場合、良好な端材管理でも不要な無駄をなくすことはできません。したがって、現代の金属切断部門では、材料利用率は、単なる機械パラメータではなく、「システムレベルの生産指標」として扱われるべきです。

結論

切断レイアウトや端材管理から、切り屑ロスや端面品質まで、数千回の切断と数トンの材料に掛け合わせると、あらゆる小さな改善が重要になります。

当社の高速円盤鋸盤は、高精度、高効率、安定した金属切断のために設計されています。材料の種類と生産要件に応じて、適切な機械と刃の構成を選択でき、より高度な生産自動化のために自動切断最適化と自動送りソリューションが利用可能です。

毎日大量の鋼管、丸棒、形材、その他の金属材料を処理する製造業者にとって、「材料利用率の向上は、単に切断速度を上げるよりも価値があるかもしれません。」