धातु स्टैम्पिंग में स्क्रैप कम करना: लाभप्रदता के लिए 5 तकनीकी रणनीतियां

संक्षिप्त में

धातु स्टैम्पिंग में अपशिष्ट कम करना केवल सफाई का काम नहीं है; यह लाभदायकता बढ़ाने के लिए सबसे प्रभावी उपाय है, क्योंकि आमतौर पर कच्चे माल का खर्च कुल भाग लागत का 50–70% होता है। अपशिष्ट को एक नुकसान की लागत से प्रतिस्पर्धी लाभ में बदलने के लिए, निर्माताओं को तीन-आधारी दृष्टिकोण अपनाना चाहिए: उत्पाद डिज़ाइन (DFM) , उपकरण अनुकूलन (उन्नत नेस्टिंग और अपशिष्ट रिकवरी जैसे), और प्रक्रिया नियंत्रण (सेंसर-आधारित निगरानी), सामग्री उपयोग अनुपात (MUR) —कच्ची शीट का वह प्रतिशत जो तैयार भाग बन जाता है।

यह गाइड MUR को अधिकतम करने के तकनीकी रणनीतियों पर चर्चा करता है, तंग नेस्टिंग के लिए "नैनो जॉइंट्स" लागू करने से लेकर वास्तविक समय में दोषों को रोकने के लिए "एक्टिव स्पीड कंट्रोल" सेंसर का उपयोग करने तक। मूलभूत अपशिष्ट निपटान से आगे बढ़कर इंजीनियर्ड अपशिष्ट कमी की ओर बढ़ने से स्टैम्पिंग ऑपरेशन महत्वपूर्ण मार्जिन को वसूल सकते हैं।

अनुकूलन रणनीति 1: उन्नत नेस्टिंग और सामग्री का उपयोग

स्क्रैप में कमी के लिए सबसे त्वरित अवसर पट्टी लेआउट के इंजीनियरिंग में निहित है। घोंसला बनाना भागों को धातु की पट्टी पर खाली जगह (वेब) को न्यूनतम करने के लिए व्यवस्थित करने की प्रथा को संदर्भित करता है। जबकि मानक "वन-अप" लेआउट डिज़ाइन करने में सरल होते हैं, अक्सर वे अत्यधिक स्केलेटन स्क्रैप छोड़ देते हैं। "टू-अप" या "इंटरलॉक्ड" नेस्टिंग जैसी उन्नत रणनीतियाँ 5–15% तक सामग्री के उपयोग में वृद्धि कर सकती हैं, जो सीधे लाभ पर प्रभाव डालती है।

एक शक्तिशाली तकनीक शामिल है ट्रू-शेप नेस्टिंग जैसी आधुनिक तकनीकों का उपयोग करना नैनो जोड़ tRUMPF जैसे उद्योग नेताओं द्वारा विस्तार से बताया गया है, नैनो जॉइंट छोटे-छोटे रिटेनिंग टैब होते हैं जो भाग को स्ट्रिप से जोड़ते हैं, जो बड़े पारंपरिक माइक्रो जॉइंट के स्थान पर आते हैं। चूंकि ये टैब न्यूनतम होते हैं, भागों को एक दूसरे के ठीक बगल में नेस्ट किया जा सकता है बैंकिंग आउट या टकराव के जोखिम के बिना। इस निकटता से भागों के बीच आवश्यक वेब चौड़ाई को काफी कम किया जा सकता है और प्रत्येक कॉइल से प्रभावी ढंग से अधिक उत्पादन निकाला जा सकता है।

एक अन्य परिष्कृत दृष्टिकोण है मिश्रित-भाग नेस्टिंग जहां एक बड़े भाग के अपशिष्ट क्षेत्र से एक छोटा, अलग घटक मुद्रित किया जाता है। ESI इंजीनियरिंग स्पेशल्टीज़ द्वारा उद्धृत एक क्लासिक उदाहरण में एक स्कूबा गियर निर्माता का उल्लेख है जो प्रति वर्ष 20,000 D-रिंग बनाता है। इंजीनियरों ने महसूस किया कि वे बड़ी रिंग के आंतरिक "D" कटआउट से एक छोटी वॉशर जैसी रिंग मुद्रित कर सकते हैं—जो सामग्री अन्यथा फेंक दी जाती। इससे प्रभावी रूप से एक की सामग्री लागत पर दो भाग प्राप्त हुए। हालाँकि, यहाँ एक महत्वपूर्ण नियम लागू होता है: बड़े भाग की उत्पादन मात्रा छोटे संलग्न भाग के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए ताकि अनावश्यक घटकों के स्टॉक के जमाव से बचा जा सके।

स्ट्रिप लेआउट समीक्षा के लिए मुख्य चेकलिस्ट

• ब्रिज चौड़ाई: क्या सामग्री की मोटाई के लिए वेब चौड़ाई अनुकूलित है?
• धातु की दिशा: क्या दरार रोकने के लिए मोड़ को धान के दाने के लंबवत अभिविन्यासित किया गया है?
• भाग का घुमाव: क्या 180 डिग्री पर भाग को घुमाने से इंटरलॉकिंग की अनुमति मिल सकती है?
• मिश्रित नेस्टिंग: क्या BOM में एक छोटा भाग है जो अपशिष्ट क्षेत्र में फिट हो सकता है?

अनुकूलन रणनीति 2: डाई डिज़ाइन और इंजीनियरिंग समाधान

एक बार लेआउट को अनुकूलित कर लिया जाता है, तो ध्यान भौतिक उपकरण पर स्थानांतरित हो जाता है। प्रगतिशील डाइ डिजाइन अपशिष्ट (उप-उत्पाद) से सामग्री को पुनः प्राप्त करने के लिए "अपशिष्ट डाई" या "पुनर्प्राप्ति डाई" के माध्यम से अद्वितीय अवसर प्रदान करता है। एक अपशिष्ट डाई एक द्वितीयक उपकरण है जिसे विशेष रूप से प्राथमिक संचालन द्वारा उत्पन्न अपशिष्ट को स्वीकार करने और उससे उपयोगी भाग बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यद्यपि इससे उपकरण लागत बढ़ जाती है, लेकिन उच्च मात्रा वाले उत्पादन में लंबे समय में होने वाली बचत अक्सर इस निवेश को उचित ठहराती है।

निरंतर उत्पादन के लिए, कुछ स्टैम्पर अपशिष्ट को "सिलाई" करने की तकनीक का उपयोग करते हैं । द फैब्रिकेटर द्वारा तकनीकी चर्चाओं में उल्लिखित अनुसार, अपशिष्ट टुकड़ों को कभी-कभी यांत्रिक रूप से (टॉगल लॉक या समान उपकरणों का उपयोग करके) एक साथ जोड़ा जा सकता है ताकि एक निरंतर पट्टी बनाई जा सके जिसे एक द्वितीयक प्रगतिशील डाई में खिलाया जा सके। यह रचनात्मक इंजीनियरिंग पहले ढीले अपशिष्ट के स्वचालित आहरण की अनुमति देती है। हालाँकि, इंजीनियरों को सावधान रहना चाहिए कार्य-कठोरीकरण पहले संचालन में पहले से ही विकृत या तनावग्रस्त धातु लचीलापन खो सकती है, जिससे गहराई तक खींचे गए द्वितीयक भागों के लिए अनुपयुक्त हो जाती है। यह सरल ब्रैकेट या समतल घटकों के लिए सबसे उपयुक्त है।

कठोर स्टील में निवेश करने से पहले इन जटिल टूलिंग अवधारणाओं को मान्य करना महत्वपूर्ण है। यहीं पर क्षमता-केंद्रित निर्माता के साथ साझेदारी करना आवश्यक हो जाता है। कंपनियां जैसे शाओयी मेटल तकनीक प्रस्ताव व्यापक स्टैम्पिंग समाधान प्रदान करते हैं त्वरित प्रोटोटाइपिंग से लेकर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक की खाई को पाटती हैं। केवल पांच दिनों में योग्य प्रोटोटाइप प्रदान करने की उनकी क्षमता का लाभ उठाकर इंजीनियर डिज़ाइन चरण के आरंभ में ही सामग्री प्रवाह और नेस्टिंग की संभाव्यता का परीक्षण कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि उच्च मात्रा वाले ऑटोमोटिव मानकों (IATF 16949) के लिए अत्यधिक बचत रणनीतियां व्यवहार्य हैं।

अनुकूलन रणनीति 3: दोष रोकथाम और प्रक्रिया नियंत्रण

स्क्रैप केवल पीछे छोड़े गए ढांचे के बारे में नहीं है; यह उन भागों के बारे में भी है जिन्हें आप फेंक देते हैं। इंजीनियर द्वारा निर्धारित स्क्रैप (उपजाऊ अपशिष्ट) और उत्पादन स्क्रैप (दोषपूर्ण भाग) का प्रबंधन महत्वपूर्ण है। जहाँ इंजीनियर द्वारा निर्धारित स्क्रैप एक डिज़ाइन चयन है, वहीं उत्पादन स्क्रैप एक प्रक्रिया विफलता है। सामान्य दोष जैसे स्लग पुलिंग —जहाँ एक पंच किया गया स्लग पंच के सामने चिपक जाता है और अगले भाग को क्षतिग्रस्त कर देता है—अगर अनिरीक्षित छोड़ दिया जाए, तो हजारों भागों को खराब कर सकता है।

इसका मुकाबला करने के लिए, निर्माता बढ़ते स्तर पर डाई के अंदर सेंसर तकनीक अपना रहे हैं। आधुनिक प्रणालियाँ, जैसे एक्टिव स्पीड कंट्रोल tRUMPF द्वारा उजागर किया गया है, प्रक्रिया विकिरण की निगरानी करने के लिए सेंसर का उपयोग करती हैं और स्वचालित रूप से फीड दरों को विनियमित करती हैं। यदि प्रणाली मोल्टन सामग्री का सही ढंग से निर्माण न होने या स्लग के निकलने में विफलता जैसी संभावित समस्या का पता लगाती है, तो यह पैरामीटर समायोजित कर सकती है या तुरंत प्रेस को रोक सकती है। यह गुणवत्ता के "बाहर निरीक्षण" (तथ्य के बाद खराब भागों को छाँटना) के पुराने तरीके से बदलकर "गुणवत्ता के भीतर उत्पादन" की ओर ले जाता है।

उत्पादन स्क्रैप को कम करने के लिए एक अन्य उपकरण है दृष्टि प्रणाली और ड्रॉप एंड कट तकनीक। शीट्स के शेष भागों—कॉइल या स्केलेटन के अंत जिनमें अभी भी उपयोग योग्य क्षेत्र है—के लिए, कैमरा सिस्टम शीट के लाइव वीडियो फीड पर भाग ग्राफिक्स ओवरले कर सकते हैं। ऑपरेटर फिर डिजिटल भाग फाइलों को शेष सामग्री पर खींचकर रख सकते हैं ताकि अतिरिक्त पुर्जों को तुरंत काटा जा सके। इससे यह सुनिश्चित होता है कि कॉइल के "अउपयोगी" पूंछ के अंत रीसाइक्लिंग बिन के बजाय राजस्व में योगदान दे।

अनुकूलन रणनीति 4: निर्माण के लिए डिजाइन (DFM)

स्क्रैप कम करने का सबसे लागत प्रभावी समय वह है जब डाई बनाया भी नहीं गया हो। विनिर्माण के लिए डिजाइन (DFM) उत्पाद डिजाइनरों और स्टैम्पिंग इंजीनियरों के बीच सहयोग शामिल है ताकि घटक ज्यामिति को मानक स्ट्रिप चौड़ाइयों के अनुरूप ढाला जा सके। अक्सर, एक छोटा परिवर्तन—जैसे फ्लैंज चौड़ाई को 2mm तक कम करना या कोने के त्रिज्या में परिवर्तन करना—किसी भाग को संकरे मानक कॉइल पर फिट करने या उसके पड़ोसी के साथ तंगी से नेस्ट करने की अनुमति दे सकता है।

सामग्री चयन भी एक भूमिका निभाता है। इंजीनियरों को यह मूल्यांकन करना चाहिए कि क्या कोई भाग मशीनिंग के बजाय स्टैम्पित किया जा सकता है . मशीनिंग एक घटाव प्रक्रिया है जो एक ब्लॉक के 80% तक को चिप्स (अपशिष्ट) में बदल देती है। इसके विपरीत, स्टैम्पिंग एक नेट-शेप प्रक्रिया है। ESI द्वारा उल्लेखित अनुसार, मशीन किए गए घटक को स्टैम्प किए गए घटक में बदलने से न केवल सामग्री के अपव्यय में भारी कमी आती है, बल्कि अक्सर उत्पादन गति में भी सुधार होता है। इसके अतिरिक्त, डिजाइनरों को सम्मान देना चाहिए अनाज की दिशा . अधिकतम नेस्टिंग के लिए बिना ग्रेन दिशा पर विचार किए स्ट्रिप पर भाग को अभिविन्यासित करने से मोड़ने के दौरान दरारें आ सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप उस बैच के लिए 100% स्क्रैप दर हो सकती है। सामग्री बचत और प्रक्रिया विश्वसनीयता दोनों के बीच संतुलन बनाए रखने वाला DFM का एक संतुलित दृष्टिकोण होना चाहिए।

निष्कर्ष: अपशिष्ट को लाभ में बदलना

धातु स्टैम्पिंग में स्क्रैप कम करना एक बहु-अनुशासनात्मक चुनौती है जो परिशुद्धता और रचनात्मकता को सम्मानित करती है। "व्यापार करने की लागत" के बस एक हिस्से के रूप में स्क्रैप की सोच से दूर जाने से निर्माता महत्वपूर्ण छिपे हुए लाभ उजागर कर सकते हैं। नैनो जॉइंट्स जैसी उन्नत नेस्टिंग रणनीतियों के एकीकरण, रिकवरी डाइज़ के माध्यम से अपशिष्ट के रचनात्मक पुन: उपयोग, और स्मार्ट सेंसर्स के उपयोग से एक मजबूत प्रणाली बनती है जहां सामग्री के उपयोग को अधिकतम किया जाता है।

सफलता के लिए मानसिकता में बदलाव की आवश्यकता होती है: कॉइल के प्रत्येक वर्ग इंच को संभावित राजस्व के रूप में देखना। चाहे बेहतर नेस्टिंग की अनुमति देने वाले मामूली DFM में बदलाव के माध्यम से हो या हजारों दोषों को रोकने वाले स्मार्ट प्रेस नियंत्रण में निवेश के माध्यम से हो, लक्ष्य वही रहता है—सामग्री उपयोग अनुपात (MUR) को अधिकतम करना और यह सुनिश्चित करना कि कारखाने से बाहर जाने वाली एकमात्र धातु गुणवत्तापूर्ण, बिकवाले योग्य भागों के रूप में हो।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. धातु स्टैम्पिंग में स्क्रैप और अपशिष्ट में क्या अंतर है?

हालांकि इन शब्दों का उपयोग अक्सर एक दूसरे के स्थान पर किया जाता है, "स्क्रैप" आमतौर पर पुनःचक्रित धातु (जैसे स्केलेटन स्ट्रिप या अवशेष) को संदर्भित करता है जिसकी डीलर को बेचने पर कुछ शेष मौद्रिक मूल्य होता है। "अपशिष्ट" या "कचरा" आमतौर पर गैर-पुनःचक्रित सामग्री या संसाधनों को संदर्भित करता है जिनका कोई पुनर्प्राप्ति मूल्य नहीं होता। हालाँकि, लीन विनिर्माण के संदर्भ में, कोई भी सामग्री जो खरीदी गई हो लेकिन उत्पाद के रूप में बेची न गई हो, कम से कम करने योग्य अपशिष्ट मानी जाती है।

भागों की नेस्टिंग सामग्री लागत को कैसे कम करती है?

नेस्टिंग भागों के बीच खाली जगह को न्यूनतम करने के लिए धातु स्ट्रिप पर भागों की व्यवस्था को अनुकूलित करती है। भागों को एक दूसरे में फिट करने, उन्हें घुमाने या छोटे भागों को बड़े भागों के स्क्रैप क्षेत्र में रखने जैसी तकनीकों का उपयोग करके, निर्माता प्रति कॉइल अधिक भाग उत्पादित कर सकते हैं। चूंकि सामग्री लागत अक्सर कुल भाग लागत का 50–70% होती है, इसलिए प्रति कॉइल भागों की संख्या बढ़ाने से सीधे तौर पर इकाई लागत कम हो जाती है।

स्टैम्पिंग में स्क्रैप का कारण बनने वाले सबसे आम दोष क्या हैं?

अस्वीकृत भागों (उत्पादन स्क्रैप) के लिए जिम्मेदार सामान्य दोषों में शामिल हैं स्लग पुलिंग (जहां अपशिष्ट सामग्री को डाई में वापस खींचा जाता है), बर्र (कुंद उपकरण या अनुचित क्लीयरेंस के कारण तीखे किनारे), विभाजन/दरार (अक्सर ग्रेन दिशा की समस्याओं के कारण), और गढ़यों का बनना . इन्हें रोकने के लिए नियमित डाई रखरखाव और प्रक्रिया निगरानी की आवश्यकता होती है।

4. ऑफल डाई या रिकवरी डाई क्या है?

एक ऑफल डाई, जिसे रिकवरी डाई के रूप में भी जाना जाता है, एक विशिष्ट स्टैम्पिंग उपकरण है जिसका उपयोग प्राथमिक स्टैम्पिंग संचालन से उत्पन्न अपशिष्ट सामग्री (ऑफल) का उपयोग करके एक छोटा, अलग हिस्सा बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, कार विंडो फ्रेम से कटा हुआ धातु का टुकड़ा एक छोटे ब्रैकेट को स्टैम्प करने के लिए ऑफल डाई में डाला जा सकता है, जिससे मुख्य भाग के लिए मुफ्त सामग्री प्राप्त होती है।

5. ग्रेन दिशा अपव्यय दरों को कैसे प्रभावित करती है?

धातु कुंडली में लकड़ी के समान एक "अनाज" होता है, जो रोलिंग प्रक्रिया के दौरान बनता है। अनाज के समानांतर धातु में मोड़ने से मोड़ के बाहरी तरफ दरारें आ सकती हैं, जिससे भाग अस्वीकृत हो सकते हैं। क्रांतिक मोड़ों को अनाज के लंबवत या पार करने के लिए स्ट्रिप लेआउट डिजाइन करने से इन दरारों को रोका जा सकता है, भले ही इसका अर्थ थोड़ा कम अनुकूल नेस्टिंग घनत्व हो।