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ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग में सामग्री उपयोग: उपज और लाभ अधिकतम करना
संक्षिप्त में
ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग सामग्री का उपयोग तैयार भाग के वजन और कुल कच्चे धातु के उपभोग का महत्वपूर्ण अनुपात है, जो किसी घटक की अंतिम उत्पादन लागत का लगभग 70% तक निर्धारित करता है। इस उपज को अधिकतम करने के लिए मूलभूत लेआउट से आगे बढ़कर उन्नत रणनीतियों जैसे टू-पेयर नेस्टिंग की ओर बढ़ना आवश्यक है, जो मानक वन-अप विधियों की तुलना में सामग्री की दक्षता में 11% से अधिक का सुधार कर सकती है। यह गाइड उन इंजीनियरिंग सूत्रों, नेस्टिंग तकनीकों और प्रक्रिया अनुकूलन का विवरण प्रदान करता है जो उच्च मात्रा वाले उत्पादन में अपशिष्ट को कम करने और लाभ की सीमा की रक्षा करने के लिए आवश्यक हैं।
सामग्री उपयोग की अर्थशास्त्र
मोटर वाहन निर्माण की उच्च-दांव वाली दुनिया में, कच्ची सामग्री केवल एक लाइन आइटम नहीं है—यह प्रमुख लागत ड्राइवर है। उद्योग डेटा दिखाता है कि अधिकांश स्टैम्प किए गए घटकों के लिए, कच्ची सामग्री कुल भाग लागत का 60% से 70% तक बनाती है यह प्रतिशत मजदूरी, ऊर्जा और यहां तक कि जटिल टूलिंग के अवमूल्यन की लागत को भी काफी हद तक पार कर जाता है।
इस अनुपात के वित्तीय प्रभाव गंभीर हैं क्योंकि सामग्री लागत निरंतर आती रहती है। जबकि स्टैम्पिंग डाई एक बार का निवेश होता है, स्टील या एल्युमीनियम कॉइल लगातार खपत में आती रहती है। 60% का सामग्री उपयोग दर का अर्थ है कि प्रत्येक डॉलर जो शीट मेटल पर खर्च किया जाता है, उसके 40 सेंट तुरंत स्क्रैप (अपशिष्ट) में बदल जाते हैं। उच्च मात्रा वाले ऑटोमोटिव उत्पादन में, जहां मात्रा अक्सर वार्षिक रूप से 300,000 इकाइयों से अधिक होती है, उपज प्रतिशत में भी थोड़ी सी सुधार होने से बचत में लाखों डॉलर का अंतर आ सकता है।
इसके विपरीत, डिज़ाइन चरण के दौरान सामग्री उपयोग पर ध्यान न देने से 'उपज अंतर'—एक स्थायी लागत दंड उत्पन्न होता है, जो वाहन कार्यक्रम के जीवनकाल भर बना रहता है। निर्णय लेने वालों को सामग्री दक्षता को केवल अपशिष्ट कमी के मापदंड के रूप में नहीं, बल्कि प्रतिस्पर्धी मूल्य निर्धारण और लाभप्रदता के लिए प्राथमिक उपकरण के रूप में देखना चाहिए।
सामग्री उपयोग दर की गणना
सामग्री की लागत को नियंत्रित करने के लिए, इंजीनियरों को सबसे पहले उपयोग का सही ढंग से मापना चाहिए। सामग्री उपयोग की उद्योग-मानक परिभाषा वह प्रतिशत है जो कॉइल या शीट का अंतिम उत्पाद बन जाता है।
मुख्य सूत्र
गणना सीधी है लेकिन ब्लैंक लेआउट के बारे में सटीक निवेश की आवश्यकता होती है:
सामग्री उपयोग % = (भाग का शुद्ध वजन / खपत की गई सामग्री का सकल वजन) × 100
- खाली वजन: सभी ट्रिमिंग और पियर्सिंग संचालन के बाद अंतिम स्टैम्प किए गए भाग का अंतिम वजन।
- ग्रोस वजन: उस भाग को बनाने के लिए आवश्यक सामग्री का कुल वजन, पिच (स्ट्रिप पर भागों के बीच की दूरी) और कोइल चौड़ाई .
उदाहरण के लिए, यदि एक तैयार ब्रैकेट का वजन 0.679 किग्रा है, लेकिन कॉइल पर उसके द्वारा घेरे गए आयताकार स्थान (पिच × चौड़ाई × मोटाई × घनत्व) का वजन 1.165 किग्रा है, तो उपयोग केवल 58.2% है। शेष 0.486 किग्रा इंजीनियर द्वारा निर्मित स्क्रैप है। उस उपयोग को 68% तक बढ़ाने से प्रति भाग आवश्यक सकल वजन में काफी कमी आती है, जिससे कॉइल के “खरीद वजन” में सीधे कमी आती है।
अधिकतम उपज के लिए उन्नत नेस्टिंग रणनीतियाँ
सुधारने का सबसे प्रभावी तरीका ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग सामग्री का उपयोग ब्लैंक नेस्टिंग है—कॉइल स्ट्रिप पर भागों को कैसे अभिविन्यस्त और व्यवस्थित किया जाता है, इसे अनुकूलित करना। गलत नेस्टिंग रणनीति का चयन करना खराब उपज का सबसे आम कारण है।
नीचे एक विशिष्ट L-आकार के ऑटोमोटिव ब्रैकेट के लिए सामान्य नेस्टिंग लेआउट का तुलनात्मक विश्लेषण दिया गया है। उद्योग सिमुलेशन से प्राप्त आंकड़े यह दर्शाते हैं कि लेआउट के चयन से उपज दक्षता में कैसे भारी अंतर आता है।
नेस्टिंग रणनीति की तुलना
| नेस्टिंग विधि | विन्यास का वर्णन | विशिष्ट उपज % | सामग्री दक्षता निर्णय |
|---|---|---|---|
| वन-अप | प्रति पिच एकल भाग, आमतौर पर कॉइल चौड़ाई के साथ संरेखित। | ~58% | सबसे कम। सभी तरफ अत्यधिक अपशिष्ट उत्पन्न करता है। अक्सर टूलिंग साधारणता के लिए चुना जाता है, लेकिन इसकी प्रति इकाई कीमत सबसे अधिक होती है। |
| टू-अप | प्रति स्ट्रोक दो भाग आसन्न रूप से स्टैम्प किए जाते हैं। | ~60-61% | मध्यम। उत्पादन दर (प्रति मिनट भाग) में सुधार करता है, लेकिन यदि ज्यामिति एक दूसरे में नहीं फंसती है, तो अपशिष्ट में महत्वपूर्ण कमी नहीं हो सकती है। |
| कटऑफ (समलंब) | आकार वाले ब्लैंक से सीधे भाग काटे जाते हैं, कैरियर वेब के बिना। | ~65% | उच्च। सरल ज्यामिति के लिए उत्कृष्ट, लेकिन किनारे की गुणवत्ता की आवश्यकताओं और आकार देने की क्षमता द्वारा सीमित। |
| मिरर / टू-पेयर | एक दूसरे के साथ अंतःस्थापित होने के लिए 180° पर घुमाए गए दो भाग (पहेली के टुकड़ों की तरह एक साथ फंसे हुए)। | ~69-70% | इष्टतम। एक भाग के नकारात्मक स्थान में अगले भाग की ज्यामिति को समायोजित करके उपज को अधिकतम करता है। |
जैसा कि दर्शाया गया है, एक आधारभूत वन-अप प्रक्रिया से एक इष्टतम टू-पेयर लेआउट में परिवर्तन 11 प्रतिशत अंकों से अधिक उपज में सुधार कर सकता है। 300,000 भागों के उत्पादन चक्र में, इस परिवर्तन से कुल इस्पात की खपत टनों में कम हो जाती है, जिससे अक्षम ब्लैंकिंग से जुड़े "लागत प्रतिबंध" को खत्म कर दिया जाता है।
इंजीनियरिंग एवं प्रक्रिया इष्टतमीकरण तकनीक
नेस्टिंग से परे, उन्नत इंजीनियरिंग हस्तक्षेप स्टैम्पिंग प्रक्रिया से और अधिक दक्षता प्राप्त कर सकते हैं। इन तकनीकों में वाहन विकास चक्र के आरंभ में उत्पाद डिजाइनरों और विनिर्माण इंजीनियरों के बीच सहयोग की आवश्यकता होती है।
ऐडेंडम और बाइंडर इष्टतमीकरण
गहरे खींचने की प्रक्रियाओं में, शीट धातु को डाई बाइंडर्स में पकड़ने और सामग्री के प्रवाह को नियंत्रित करने तथा सिलवटों को रोकने के लिए अतिरिक्त सामग्री (एडेंडम) की आवश्यकता होती है। हालाँकि, इस सामग्री को अंततः अपशिष्ट के रूप में काट दिया जाता है। ऑटोफॉर्म या डायनाफॉर्म जैसे सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके इंजीनियर फॉर्मिंग की गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना एडेंडम सतह के क्षेत्र को कम कर सकते हैं। बाइंडर के किनारे पर केवल कुछ मिलीमीटर के लिए ब्लैंक के आकार को कम करने से लाखों स्ट्रोक के दौरान महत्वपूर्ण सामग्री बचत हो सकती है।
परिशुद्धता के लिए साझेदारी
इन अनुकूलनों को लागू करने के लिए सैद्धांतिक डिज़ाइन और भौतिक वास्तविकता के बीच की खाई को पाटने वाली क्षमताओं की आवश्यकता होती है। इन रणनीतियों को मान्य करने की इच्छा रखने वाले निर्माताओं के लिए, शाओयी मेटल तकनीक व्यापक स्टैम्पिंग समाधान प्रदान करता है। IATF 16949-प्रमाणित सटीकता और 600 टन तक की प्रेस क्षमता का उपयोग करके, वे मोटर वाहन ग्राहकों को त्वरित प्रोटोटाइपिंग से लेकर उच्च मात्रा वाले उत्पादन में संक्रमण करने में सहायता करते हैं। चाहे आपको पांच दिनों में 50 प्रोटोटाइप के साथ एक नेस्टिंग रणनीति को सत्यापित करने की आवश्यकता हो या लाखों भागों तक उपज-अनुकूलित डिज़ाइन को बढ़ाने की आवश्यकता हो, उनकी इंजीनियरिंग सेवाएं वैश्विक OEM मानकों के सख्त अनुपालन को सुनिश्चित करती हैं।
कॉइल विनिर्देश और TWB
अनुकूलन के लिए एक अन्य मार्ग स्वयं कच्चे माल का प्रारूप है। मानक कॉइल चौड़ाई में निर्माता को चौड़े स्क्रैप मार्जिन स्वीकार करने के लिए मजबूर कर सकती है। विशिष्ट नेस्टिंग पिच के अनुरूप अनुरूप कटे हुए चौड़ाई का ऑर्डर देने से किनारे के अपशिष्ट को खत्म किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, लेजर वेल्डेड ब्लैंक (TWB) इंजीनियरों को स्टैम्पिंग से पहले विभिन्न मोटाई या ग्रेड की शीटों को एक साथ वेल्ड करने की अनुमति देता है। इससे मजबूत और मोटी धातु का उपयोग केवल आवश्यक स्थानों पर (उदाहरण के लिए, क्रैश क्षेत्र) किया जाता है और अन्य सभी स्थानों पर पतली धातु का उपयोग होता है, जिससे कुल ब्लैंक भार में कमी आती है और वाहन के सामग्री उपयोग अनुपात में सुधार होता है।
स्क्रैप प्रबंधन और स्थायित्व
सर्वोत्तम नेस्टिंग रणनीतियों के बावजूद, कुछ स्क्रैप अपरिहार्य है। इस "इंजीनियर्ड स्क्रैप" में आमतौर पर खिड़की कटआउट (भाग के अंदर के छेद) और कैरियर वेब शामिल होते हैं। हालांकि, आधुनिक दक्षता मानक इस अपशिष्ट को शुद्ध कचरे के बजाय संभावित संसाधन के रूप में देखते हैं।
- स्क्रैप-इन-स्क्रैप उत्पादन: दरवाजों या फेंडर जैसे बड़े बॉडी पैनल के लिए, बड़े खिड़की कटआउट कभी-कभी इतने बड़े होते हैं कि छोटे ब्रैकेट या वॉशर बनाए जा सकते हैं। इस "स्क्रैप के अंदर नेस्टिंग" तकनीक का अर्थ है छोटे घटकों के लिए मूल रूप से मुफ्त सामग्री।
- स्थायित्व प्रभाव: सामग्री के उपयोग को अधिकतम करना पर्यावरण संरक्षण से सीधे जुड़ा हुआ है। एक वाहन के लिए आवश्यक स्टील के कुल भार में कमी करके, निर्माता स्टील उत्पादन और लॉजिस्टिक्स से जुड़े अपने कार्बन फुटप्रिंट को कम करते हैं। उच्च उपज वाली स्टैम्पिंग प्रक्रियाएं प्रति उपयोगी किलोग्राम धातु में खपत ऊर्जा को कम करके ISO 14001 लक्ष्यों और OEM स्थिरता आदेशों का समर्थन करती हैं।
निष्कर्ष: लाभ पिच में है
ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग सामग्री का उपयोग निर्माण दक्षता का एक निर्णायक मापदंड है। भागों के खर्च में अधिकांश लागत सामग्री की होती है, ऐसे में 58% उपज और 69% उपज के बीच का अंतर एक कार्यक्रम की लाभप्रदता निर्धारित करता है। डेटा-आधारित नेस्टिंग रणनीतियों को अपनाकर, एडेंडम कम करने के लिए सिमुलेशन का उपयोग करके, और कार्यान्वयन के लिए सक्षम निर्माताओं के साथ साझेदारी करके, ऑटोमोटिव इंजीनियर कचरे में उल्लेखनीय कमी ला सकते हैं। एक ऐसे उद्योग में जहां लाभ की मार्जिन पैसों में मापी जाती है, कॉइल के प्रत्येक मिलीमीटर को अधिकतम करना केवल अच्छा इंजीनियरिंग ही नहीं है—यह आवश्यक व्यावसायिक रणनीति है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)
1. स्टैम्पिंग में कच्चे माल का उपयोग दर क्या है?
कच्चे माल का उपयोग दर तैयार, उपयोगी भाग के वजन का उस कुल कच्चे माल (कॉइल या शीट) के वजन से अनुपात है जिसका उत्पादन करने में उपयोग किया गया है। इसे प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है: (Net Weight / Gross Weight) * 100. उच्च प्रतिशत कम कचरे और कम सामग्री लागत को दर्शाता है।
2. ऑटोमोटिव उद्योग में सामग्री के उपयोग को महत्व क्यों दिया जाता है?
सामान्यतः पंचित ऑटोमोटिव घटक की कुल लागत का 60-70% कच्ची सामग्री का प्रतिनिधित्व करती है। चूंकि वाहन उत्पादन मात्रा अधिक होती है, इसलिए उपयोग में छोटे सुधार (अपशिष्ट कम करना) भारी संचयी लागत बचत और पर्यावरणीय प्रभाव में कमी का कारण बनते हैं।
3. वन-अप और टू-अप नेस्टिंग में क्या अंतर है?
वन-अप नेस्टिंग प्रति प्रेस स्ट्रोक के साथ एकल भाग को पंचित करता है, जिसके परिणामस्वरूप अक्षम स्थान के कारण सामग्री उपज कम होती है (उदाहरण: ~58%)। टू-अप नेस्टिंग प्रति स्ट्रोक दो भाग उत्पादित करता है, जो ज्यामिति (नेस्टिंग) के बेहतर इंटरलॉकिंग की अनुमति देता है, जिससे उपज प्रतिशत में महत्वपूर्ण वृद्धि हो सकती है (अक्सर >60%) और उत्पादन गति भी बढ़ जाती है।
4. ऑटोमोटिव पंचित कार्य के लिए आमतौर पर कौन सी सामग्री का उपयोग किया जाता है?
कार्बन स्टील सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री है क्योंकि इसकी मजबूती और किफायती कीमत के कारण इसे विभिन्न ग्रेड जैसे माइल्ड स्टील और हाई-स्ट्रेंथ स्टील (HSS) में उपलब्ध कराया जाता है। ईंधन दक्षता में सुधार के लिए हल्के भार वाले अनुप्रयोगों के लिए एल्युमीनियम मिश्र धातुओं का उपयोग भी बढ़ रहा है, भले ही इन्हें आकार देना अधिक चुनौतीपूर्ण हो।