wiadomości o firmie Wykorzystanie materiałów w zakładach cięcia metalu: jak poprawić z 85% do 95%

Dla firm zajmujących się obróbką metali, dział cięcia często ma znaczący wpływ na całkowity koszt produkcji.

Wielu producentów skupia się na kosztach pracy, wydajności maszyn i prędkości cięcia, ale często pomija bardziej bezpośrednie pytanie:

Jaka część surowca faktycznie zamienia się w użyteczne produkty?

W przypadku rur stalowych, prętów okrągłych, profili, materiałów aluminiowych i innych wyrobów metalowych, koszty materiałów mogą stanowić ponad 60% całkowitego kosztu działu cięcia.

Gdy wykorzystanie materiału utrzymuje się na poziomie około 85%, różnica może wydawać się niewielka. Jednak w produkcji wielkoseryjnej pozostałe 15% może stanowić znaczną ilość materiału, który trafia jako straty na przecięcie, niewykorzystane resztki, wadliwe końcówki lub złom.

Poprawa wykorzystania materiału z 85% do 90% lub nawet 95% może zatem przynieść znaczące oszczędności w dłuższej perspektywie.

Co zatem powoduje niskie wykorzystanie materiału i jak producenci mogą je poprawić?

Każda operacja cięcia usuwa pewną ilość materiału.

Jest to znane jako strata na przecięcie.

Materiał tracony w pojedynczym cięciu może wydawać się nieistotny, ale gdy linia produkcyjna wykonuje tysiące cięć dziennie, całkowita strata może stać się znacząca.

Na przykład, gdy rura stalowa o długości 6 metrów jest cięta na wiele kawałków o stałej długości, każde dodatkowe cięcie powoduje kolejną stratę na przecięcie.

Użycie niepotrzebnie szerokiego narzędzia tnącego lub nieoptymalne parametry cięcia mogą dodatkowo zwiększyć zużycie materiału.

Dlatego zmniejszenie straty na przecięcie na cięcie jest jednym z najbardziej bezpośrednich sposobów poprawy wykorzystania materiału.

Resztki materiału są prawie nieuniknione podczas cięcia metali.

Prawdziwym problemem nie jest to, czy resztki powstają, ale czy są one odpowiednio zarządzane i ponownie wykorzystywane.

Na przykład, po pocięciu materiału o długości 6 metrów, może pozostać 420 mm.

Bez odpowiedniego systemu zarządzania resztkami, operator może po prostu potraktować je jako złom.

Jednakże, jeśli przyszłe zamówienie wymaga elementu o długości 400 mm, ta 420 mm resztka nadal ma znaczną wartość.

Skuteczny system zarządzania resztkami powinien obejmować:

• Rejestrowanie długości resztek
• Klasyfikowanie resztek według specyfikacji materiału
• Identyfikowanie gatunków materiałów
• Utrzymywanie zapasów resztek
• Priorytetyzowanie resztek nadających się do ponownego użycia podczas planowania produkcji

Im lepsze zarządzanie resztkami, tym wyższe rzeczywiste wykorzystanie materiału.

Końcówki rur stalowych, prętów i profili nie zawsze nadają się do bezpośredniej obróbki.

Częste problemy obejmują:

• Odkształcone końcówki
• Nadmierne zadziory
• Rdza
• Nierówne końcówki
• Wady miejscowe

Gdy końcówki materiału są wadliwe, operatorzy mogą potrzebować usunąć dodatkowy materiał przed produkcją.

Ten usunięty fragment staje się stratą materiału.

Co ważniejsze, niska jakość cięcia może wymagać dodatkowej obróbki czołowej po początkowym cięciu, generując dalsze koszty materiału i pracy.

Układ cięcia ma duży wpływ na wykorzystanie materiału.

Na przykład, surowiec o długości 6 metrów może wymagać pocięcia na kilka różnych długości produktów.

Jeśli każde zamówienie jest planowane oddzielnie, mogą powstać znaczące resztki.

Jednakże, jeśli różne długości produktów są strategicznie łączone, ten sam surowiec często może być wykorzystany znacznie wydajniej.

Dlatego optymalizacja cięcia nie powinna skupiać się tylko na jednym zamówieniu. Powinna uwzględniać ogólny harmonogram produkcji.

Pierwszym krokiem do wyższego wykorzystania materiału jest lepsze planowanie cięcia.

Zamówienia z tym samym materiałem, specyfikacją i podobnymi długościami cięcia można łączyć, aby zmniejszyć niepotrzebne resztki.

Na przykład, jedno zamówienie może wymagać kawałków o długości 1000 mm, podczas gdy inne wymaga 980 mm, a kolejne 1020 mm.

Jeśli te zamówienia są planowane oddzielnie, każde może generować własny materiał resztkowy.

Łączenie ich pozwala producentowi lepiej wykorzystać pełną długość surowca.

Zamiast planować każde zamówienie niezależnie, producenci mogą łączyć różne długości cięcia.

Na przykład:

1200 mm + 1200 mm + 800 mm + 800 mm + 1000 mm + 1000 mm

Poprzez łączenie różnych długości części, można zmniejszyć pozostały materiał na końcu sekwencji cięcia.

To podejście jest szczególnie skuteczne dla producentów obsługujących wiele różnych zamówień i specyfikacji produktów.

Gdy fabryka musi przetwarzać dużą liczbę zamówień o różnych materiałach, długościach i ilościach, ręczne planowanie cięcia staje się coraz trudniejsze.

Automatyczny system optymalizacji cięcia może uwzględniać:

• Długość surowca
• Wymagane długości części
• Wymagane ilości
• Szerokość cięcia piły
• Wymagania dotyczące resztek

i automatycznie obliczać bardziej wydajne kombinacje cięcia.

Jest to jeden z kluczowych sposobów, w jaki automatyzacja może pomóc w redukcji odpadów materiałowych.

Wykorzystanie materiału to nie tylko sposób planowania cięć.

To także sposób wykonywania cięć.

Różne maszyny tnące i narzędzia tnące mają różne charakterystyki cięcia i szerokości przecięcia.

W przypadku cięcia metali w dużych ilościach, szybkie piły tarczowe mogą zapewnić wydajną i stabilną pracę, wykorzystując brzeszczoty tarczowe przeznaczone do produkcji ciągłej.

Dzięki odpowiedniej dokładności wrzeciona, kontroli posuwu, sztywności maszyny i wyborowi brzeszczotu, producenci mogą utrzymać jakość cięcia, minimalizując jednocześnie niepotrzebne straty materiału.

Na linii produkcyjnej wykonującej tysiące cięć każdego dnia, nawet niewielka redukcja strat materiału na cięcie może przynieść znaczące oszczędności w dłuższej perspektywie.

Resztka niekoniecznie jest złomem.

Producenci mogą stworzyć prostą bazę danych resztek w oparciu o swoje wymagania produkcyjne.

Na przykład:

Gdy nowe zamówienie wchodzi do produkcji, system może najpierw sprawdzić, czy dostępne są odpowiednie resztki.

Tworzy to bardziej efektywny cykl materiałowy:

Surowiec → Cięcie → Resztka → Zapasy resztek → Nowy plan cięcia → Ponowne użycie resztek

zamiast:

Surowiec → Cięcie → Materiał resztkowy → Złom

Różnica między tymi dwoma podejściami może mieć znaczący wpływ na koszty materiałów.

Wielu producentów mocno skupia się na prędkości cięcia, poświęcając mniej uwagi jakości powierzchni cięcia.

Jeśli cięta końcówka ma nadmierne zadziory, słabą prostopadłość lub deformację, mogą być wymagane dodatkowe operacje, takie jak:

• Obróbka wtórna
• Szlifowanie powierzchni czołowej
• Usuwanie zadziorów
• Dodatkowe pozycjonowanie i obróbka

Te operacje zwiększają koszty pracy i obróbki, a także mogą prowadzić do dodatkowych strat materiału.

Dlatego wysokiej jakości rozwiązanie do cięcia powinno skupiać się na:

Dokładność cięcia + Jakość powierzchni czołowej + Stabilność procesu

W przypadku elementów, które będą spawane, montowane lub używane bezpośrednio po cięciu, czysta i dokładna końcówka cięcia może zmniejszyć dalszą obróbkę i poprawić ogólną wydajność produkcji.

Rozważmy producenta mebli metalowych produkującego stoły, krzesła, regały i ramy metalowe z rur stalowych i prętów okrągłych.

Przed poprawą:

• Wykorzystanie materiału: około 86%
• Brak standaryzowanego zarządzania resztkami
• Ograniczona optymalizacja cięcia między różnymi zamówieniami
• Niektóre końcówki materiału wymagały dodatkowej obróbki
• Plany cięcia zależały głównie od doświadczenia operatora

Firma wdrożyła cztery usprawnienia.

Połączono zamówienia wykorzystujące te same specyfikacje materiałowe, a długie i krótkie części strategicznie ułożono razem.

Wybrano bardziej odpowiednie szybkie piły tarczowe i brzeszczoty zgodnie ze specyfikacjami materiału i wymaganiami produkcyjnymi, pomagając zmniejszyć niepotrzebne straty na przecięcie.

Nadające się do ponownego użycia resztki sklasyfikowano według długości, specyfikacji i gatunku materiału i nadano im priorytet dla zamówień na krótkie odcinki.

Wprowadzono bardziej stabilny proces cięcia w celu poprawy dokładności cięcia i jakości powierzchni czołowej, zmniejszając potrzebę obróbki wtórnej.

Po ciągłej optymalizacji, wykorzystanie materiału wzrosło z około 86% do 94%.

Poprawa o 8 punktów procentowych może na pierwszy rzut oka nie wydawać się spektakularna, ale dla producenta wielkoseryjnego może przełożyć się na znaczną redukcję odpadów materiałowych w ciągu roku.

Poprawa wykorzystania materiału to nie tylko kwestia wymiany jednej maszyny.

Najskuteczniejsze wyniki zazwyczaj pochodzą z połączenia:

Optymalizacja cięcia + Optymalizacja sprzętu + Zarządzanie resztkami + Kontrola jakości

Słabość w którymkolwiek z tych obszarów może ograniczyć ogólny wynik.

Na przykład:

Doskonała optymalizacja cięcia nie może w pełni zrekompensować nadmiernych strat na przecięcie.

Wysoce dokładny sprzęt nie zapobiegnie marnotrawstwu materiału, jeśli użyteczne resztki są po prostu wyrzucane.

Dobre zarządzanie resztkami nie wyeliminuje niepotrzebnych strat, jeśli niska jakość powierzchni czołowej spowoduje nadmierną obróbkę wtórną.

Dla nowoczesnych działów cięcia metali, wykorzystanie materiału powinno być zatem traktowane jako wskaźnik produkcji na poziomie systemu, a nie tylko parametr maszyny.

Poprawa wykorzystania materiału wymaga zarówno sprzętu, jak i zarządzania.

Od układu cięcia i zarządzania resztkami po straty na przecięcie i jakość powierzchni czołowej, każda drobna poprawa może stać się znacząca, gdy zostanie pomnożona przez tysiące cięć i tony materiału.

Nasze szybkie piły tarczowe są zaprojektowane do precyzyjnego, wydajnego i stabilnego cięcia metali. W zależności od rodzaju materiału i wymagań produkcyjnych, można dobrać odpowiednie konfiguracje maszyn i brzeszczotów, z automatyczną optymalizacją cięcia i zautomatyzowanymi rozwiązaniami podawania dostępnymi dla wyższych poziomów automatyzacji produkcji.

Dla producentów przetwarzających codziennie duże ilości rur stalowych, prętów okrągłych, profili i innych materiałów metalowych, poprawa wykorzystania materiału może być cenniejsza niż samo zwiększenie prędkości cięcia.