Đối với các công ty chế biến kim loại, xưởng cắt thường có ảnh hưởng lớn đến chi phí sản xuất tổng thể.
Nhiều nhà sản xuất tập trung vào chi phí lao động, năng suất máy móc và tốc độ cắt, nhưng thường bỏ qua một câu hỏi trực tiếp hơn:
Bao nhiêu nguyên liệu thô thực sự được biến thành sản phẩm sử dụng được?
Đối với ống thép, thanh tròn, thanh định hình, vật liệu nhôm và các sản phẩm kim loại khác, chi phí vật liệu có thể chiếm hơn 60% tổng chi phí của một xưởng cắt.
Khi tỷ lệ sử dụng vật liệu vẫn ở mức khoảng 85%, sự khác biệt có vẻ nhỏ. Tuy nhiên, trong sản xuất khối lượng lớn, 15% còn lại có thể đại diện cho một lượng vật liệu đáng kể bị lãng phí do phoi cắt, vật liệu thừa không sử dụng, đầu vật liệu lỗi hoặc phế liệu.
Do đó, việc cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu từ 85% lên 90% hoặc thậm chí 95% có thể tạo ra khoản tiết kiệm đáng kể theo thời gian.
Vậy, nguyên nhân nào dẫn đến tỷ lệ sử dụng vật liệu thấp và làm thế nào các nhà sản xuất có thể cải thiện nó?
Mỗi thao tác cắt đều loại bỏ một lượng vật liệu nhất định.
Điều này được gọi là mất phoi cắt.
Lượng vật liệu mất đi trong một lần cắt có vẻ không đáng kể, nhưng khi một dây chuyền sản xuất thực hiện hàng nghìn lần cắt mỗi ngày, tổng lượng mất mát có thể trở nên đáng kể.
Ví dụ, khi một ống thép dài 6 mét được cắt thành nhiều đoạn có độ dài cố định, mỗi lần cắt thêm sẽ tạo ra một lần mất phoi cắt khác.
Sử dụng dụng cụ cắt có độ rộng không cần thiết hoặc không tối ưu hóa các thông số cắt có thể làm tăng thêm lượng tiêu thụ vật liệu.
Do đó, giảm lượng phoi cắt trên mỗi lần cắt là một trong những cách trực tiếp nhất để cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu.
Vật liệu thừa gần như không thể tránh khỏi trong quá trình cắt kim loại.
Vấn đề thực sự không phải là liệu vật liệu thừa có được tạo ra hay không, mà là liệu chúng có được quản lý và tái sử dụng đúng cách hay không.
Ví dụ, sau khi cắt một vật liệu dài 6 mét, có thể còn lại 420 mm.
Nếu không có hệ thống quản lý vật liệu thừa phù hợp, người vận hành có thể đơn giản coi nó như phế liệu.
Tuy nhiên, nếu một đơn hàng trong tương lai yêu cầu một bộ phận dài 400 mm, thì vật liệu thừa dài 420 mm đó vẫn có giá trị đáng kể.
Một hệ thống quản lý vật liệu thừa hiệu quả nên bao gồm:
Quản lý vật liệu thừa càng tốt thì tỷ lệ sử dụng vật liệu thực tế càng cao.
Đầu của ống thép, thanh tròn và thanh định hình không phải lúc nào cũng phù hợp để xử lý trực tiếp.
Các vấn đề phổ biến bao gồm:
Khi đầu vật liệu bị lỗi, người vận hành có thể cần loại bỏ thêm vật liệu trước khi sản xuất.
Phần vật liệu bị loại bỏ đó trở thành vật liệu bị mất.
Quan trọng hơn nữa, chất lượng cắt kém có thể yêu cầu xử lý mặt đầu bổ sung sau lần cắt ban đầu, tạo ra thêm chi phí vật liệu và lao động.
Bố trí cắt có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sử dụng vật liệu.
Ví dụ, một nguyên liệu thô dài 6 mét có thể cần được cắt thành nhiều độ dài sản phẩm khác nhau.
Nếu mỗi đơn hàng được lập kế hoạch riêng lẻ, vật liệu thừa đáng kể có thể được tạo ra.
Tuy nhiên, nếu các độ dài sản phẩm khác nhau được kết hợp một cách chiến lược, cùng một nguyên liệu thô thường có thể được sử dụng hiệu quả hơn nhiều.
Do đó, tối ưu hóa cắt không nên chỉ tập trung vào một đơn hàng. Nó nên xem xét lịch trình sản xuất tổng thể.
Bước đầu tiên để đạt được tỷ lệ sử dụng vật liệu cao hơn là lập kế hoạch cắt tốt hơn.
Các đơn hàng có cùng vật liệu, thông số kỹ thuật và độ dài cắt tương tự có thể được kết hợp để giảm thiểu vật liệu thừa không cần thiết.
Ví dụ, một đơn hàng có thể yêu cầu các đoạn dài 1.000 mm, trong khi đơn hàng khác yêu cầu 980 mm và đơn hàng khác yêu cầu 1.020 mm.
Nếu các đơn hàng này được lập kế hoạch riêng lẻ, mỗi đơn hàng có thể tạo ra vật liệu còn lại của riêng mình.
Kết hợp chúng cho phép nhà sản xuất tận dụng tốt hơn toàn bộ chiều dài nguyên liệu thô.
Thay vì lập kế hoạch cho từng đơn hàng một cách độc lập, các nhà sản xuất có thể kết hợp các độ dài cắt khác nhau.
Ví dụ:
1.200 mm + 1.200 mm + 800 mm + 800 mm + 1.000 mm + 1.000 mm
Bằng cách kết hợp các độ dài bộ phận khác nhau, vật liệu còn lại ở cuối chuỗi cắt có thể được giảm bớt.
Cách tiếp cận này đặc biệt hiệu quả đối với các nhà sản xuất xử lý nhiều đơn hàng và thông số kỹ thuật sản phẩm khác nhau.
Khi một nhà máy cần xử lý số lượng lớn đơn hàng với các vật liệu, độ dài và số lượng khác nhau, việc lập kế hoạch cắt thủ công trở nên ngày càng khó khăn.
Một hệ thống tối ưu hóa cắt tự động có thể xem xét:
và tự động tính toán các kết hợp cắt hiệu quả hơn.
Đây là một trong những cách chính mà tự động hóa có thể giúp giảm lãng phí vật liệu.
Tỷ lệ sử dụng vật liệu không chỉ là cách bạn lập kế hoạch cắt.
Nó còn là về cách bạn thực hiện các lần cắt.
Các máy cắt và dụng cụ cắt khác nhau có đặc điểm cắt và độ rộng phoi cắt khác nhau.
Đối với việc cắt kim loại khối lượng lớn, máy cưa tròn tốc độ cao có thể cung cấp hiệu suất cắt hiệu quả và ổn định trong khi sử dụng lưỡi cưa tròn được thiết kế cho sản xuất liên tục.
Với độ chính xác trục chính, kiểm soát tốc độ tiến, độ cứng của máy và lựa chọn lưỡi cắt phù hợp, các nhà sản xuất có thể duy trì chất lượng cắt đồng thời giảm thiểu tổn thất vật liệu không cần thiết.
Trên một dây chuyền sản xuất thực hiện hàng nghìn lần cắt mỗi ngày, ngay cả một sự giảm nhỏ về lượng vật liệu mất đi trên mỗi lần cắt cũng có thể mang lại khoản tiết kiệm đáng kể theo thời gian.
Vật liệu thừa không nhất thiết là phế liệu.
Các nhà sản xuất có thể tạo một cơ sở dữ liệu vật liệu thừa đơn giản dựa trên yêu cầu sản xuất của họ.
Ví dụ:
| Độ dài vật liệu thừa | Kích thước vật liệu | Vật liệu | Tình trạng | Ứng dụng tiềm năng |
|---|---|---|---|---|
| 450 mm | Ø30 mm | Thép Carbon | Tốt | Các bộ phận ngắn |
| 680 mm | 40 * 40 mm | Thép không gỉ | Tốt | Khung nhỏ |
| 820 mm | Ø50 mm | Thép hợp kim | Tốt | Các bộ phận ngắn |
Khi một đơn hàng mới được đưa vào sản xuất, hệ thống có thể kiểm tra trước xem có vật liệu thừa phù hợp hay không.
Điều này tạo ra một chu trình vật liệu hiệu quả hơn:
Nguyên liệu thô → Cắt → Vật liệu thừa → Kho vật liệu thừa → Kế hoạch cắt mới → Tái sử dụng vật liệu thừa
thay vì:
Nguyên liệu thô → Cắt → Vật liệu còn lại → Phế liệu
Sự khác biệt giữa hai cách tiếp cận này có thể có tác động đáng kể đến chi phí vật liệu.
Nhiều nhà sản xuất tập trung mạnh vào tốc độ cắt trong khi ít chú ý đến chất lượng bề mặt cắt.
Nếu đầu cắt có bavia quá mức, độ vuông góc kém hoặc bị biến dạng, các thao tác bổ sung có thể được yêu cầu, chẳng hạn như:
Các thao tác này làm tăng chi phí lao động và xử lý và cũng có thể dẫn đến tổn thất vật liệu bổ sung.
Do đó, một giải pháp cắt chất lượng cao nên tập trung vào:
Độ chính xác cắt + Chất lượng mặt đầu + Độ ổn định quy trình
Đối với các bộ phận sẽ được hàn, lắp ráp hoặc sử dụng trực tiếp sau khi cắt, một đầu cắt sạch và chính xác có thể giảm thiểu xử lý hạ nguồn và cải thiện hiệu quả sản xuất tổng thể.
Hãy xem xét một nhà sản xuất đồ nội thất kim loại sản xuất bàn, ghế, giá đỡ và khung kim loại bằng ống thép và thanh tròn.
Trước khi cải thiện:
Công ty đã thực hiện bốn cải tiến.
Các đơn hàng sử dụng cùng thông số kỹ thuật vật liệu đã được kết hợp, trong khi các bộ phận dài và ngắn được sắp xếp chiến lược với nhau.
Các máy cưa tròn tốc độ cao và lưỡi cắt phù hợp hơn đã được lựa chọn theo thông số kỹ thuật vật liệu và yêu cầu sản xuất, giúp giảm thiểu tổn thất phoi cắt không cần thiết.
Vật liệu thừa có thể tái sử dụng được phân loại theo độ dài, thông số kỹ thuật và mác vật liệu và được ưu tiên cho các đơn hàng có độ dài ngắn.
Một quy trình cắt ổn định hơn đã được giới thiệu để cải thiện độ chính xác cắt và chất lượng mặt đầu, giảm thiểu xử lý thứ cấp.
Sau khi tối ưu hóa liên tục, tỷ lệ sử dụng vật liệu đã tăng từ khoảng 86% lên 94%.
Mức tăng 8% có thể không có vẻ ấn tượng ngay từ cái nhìn đầu tiên, nhưng đối với một nhà sản xuất có khối lượng lớn, nó có thể chuyển thành sự giảm đáng kể lãng phí vật liệu trong suốt một năm.
Cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu không chỉ đơn giản là thay thế một máy.
Kết quả hiệu quả nhất thường đến từ sự kết hợp của:
Tối ưu hóa cắt + Tối ưu hóa thiết bị + Quản lý vật liệu thừa + Kiểm soát chất lượng
Sự yếu kém ở bất kỳ một trong các lĩnh vực này đều có thể hạn chế kết quả tổng thể.
Ví dụ:
Tối ưu hóa cắt xuất sắc không thể bù đắp hoàn toàn cho tổn thất phoi cắt quá mức.
Thiết bị có độ chính xác cao không thể ngăn ngừa lãng phí vật liệu nếu vật liệu thừa có thể tái sử dụng bị loại bỏ.
Quản lý vật liệu thừa tốt không thể loại bỏ lãng phí không cần thiết nếu chất lượng mặt đầu kém tạo ra xử lý thứ cấp quá mức.
Do đó, đối với các xưởng cắt kim loại hiện đại, tỷ lệ sử dụng vật liệu nên được coi là chỉ số sản xuất cấp hệ thống, thay vì chỉ là một thông số máy móc.
Cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu đòi hỏi cả thiết bị và quản lý.
Từ bố trí cắt và quản lý vật liệu thừa đến tổn thất phoi cắt và chất lượng mặt đầu, mỗi cải tiến nhỏ đều có thể trở nên quan trọng khi nhân lên hàng nghìn lần cắt và hàng tấn vật liệu.
Máy cưa tròn tốc độ cao của chúng tôi được thiết kế cho việc cắt kim loại có độ chính xác cao, hiệu quả cao và ổn định. Tùy thuộc vào loại vật liệu và yêu cầu sản xuất, có thể lựa chọn cấu hình máy và lưỡi cắt phù hợp, với các giải pháp tối ưu hóa cắt tự động và cấp liệu tự động có sẵn cho các cấp độ tự động hóa sản xuất cao hơn.
Đối với các nhà sản xuất xử lý khối lượng lớn ống thép, thanh tròn, thanh định hình và các vật liệu kim loại khác mỗi ngày, cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu có thể có giá trị hơn là chỉ đơn thuần tăng tốc độ cắt.
Người liên hệ: Mr. Henry
Tel: +86-18101486180
Vietnamese
