Лазерлік босату мен механикалық босату: Құны мен өнімділіктің табысты болу талдауы

ҚЫСҚАША

Қазіргі заманғы өндірушілер үшін лазерлік босату мен механикалық босатудың арасындағы таңдау енді тек жылдамдық туралы емес — бұл толық иемдену құнын (TCO) және сергек жүйені есептеу. Саладағы деректер бұзылу нүктесін жылына 60 000-дан 100 000 бөлшекке дейінгі аралықта орналасқанын көрсетеді; бұл шегінің төменінде лазерлік босатудың құрал-жабдықсыз моделі әдетте ROI-ге қарағанда жоғары болып табылады. Механикалық босату жоғары жылдамдықты, тұрақты массалық өндіріс үшін дағдарыссыз лидер ретінде қалса да, лазерлік босату жоғары қарқындылықты құрылымдық болатты (AHSS) және көптүрлі, аз көлемді компоненттерді өңдеуге материалды пайдалану мен жиектің сапасы жағынан артықшылықтары бар болғандықтан, бұл шешімге басымдық беріледі.

Негізгі өзгеріс: Қатаң құрал-жабдық пен Жұмсақ құрал-жабдық

Бұл екі технологияның негізгі операциялық айырмашылығы «құрал-жабдық» дегенді қалай анықтауға байланысты. Механикалық босату мықты Қатты құрылғы —бір өндірістік бөлшекті түйіршектен шығаруға дейін жобалау, жасау және сынақтан өткізу үшін бірнеше айлар кететін бірнеше тонналық құрал-сайманды болаттан жасалған физикалық матрицалар. Операциялық режимге кіргеннен кейін бөлшектерді ауыстыру үшін ауыр крандар мен физикалық матрица жиынтықтарын ауыстыруға қосымша тоқтату уақыты (жиі 30–60 минут) қажет.

Қарама-қарсы түрде, лазерлік қиғыш пайдаланады Жұмсақ құрал-саймандар . «Құрал» жай ғана CAD файлынан алынған CNC бағдарламасы болып табылады. Соққы беретін физикалық элемент немесе жасалатын матрица жоқ. Механикалық орнатуда $50 000 шығынды және алты апта уақытты қажет ететін жобалау өзгерісі лазерлік қиғыш желісінде жаңа файлды жүктеу арқылы минут ішінде енгізілуі мүмкін. Бұл физикалық активтерден цифрлық активтерге өту «бөлшекке дейінгі уақытты» радикалды төмендетеді, өндірушілерді жобалаудың соңғы нұсқасынан тез арада өндіріске өтуге мүмкіндік береді. Модель жылдары мен сыртқы түрдегі өзгерістер тұрақты геометриялық өзгерістерді қажет ететін автомобиль сияқты салаларда бұл икемділік жиі таза өткізу қабілетінен гөрі құнды болып табылады.

Шығындарды талдау және Өтеу көлемі

Финанстық директорлар мен зауыт басшылары үшін шешім негізінен өтеу көлеміне байланысты болады. Әлемдік сараптамалар, соның ішінде MetalForming Magazine есептерінің мәліметтері бойынша, қаржылық бұрыш нүктесі әдетте жылына 60 000-дан 100 000 бөлшек аралығында .

БАПШЫ мен ЖИГЖ арасындағы ыңғайластыру

• Механикалық бөлшектеу (Жоғары БАПШЫ, төмен бірлік құны): Қалыптарға (бөлшек басына $20 000-дан $100 000-ға дейін) және престің терең қазық негізіне үлкен алғашқы инвестицияны қажет етеді. Дегенмен, жұмыс режиміне кіргеннен кейін жоғары жылдамдықтарға байланысты бөлшек басына операциялық шығын өте төмен болады.
• Лазерлік бөлшектеу (Төмен БАПШЫ, жоғары айнымалы шығын): Қалып шығындарын толығымен жояды. Алғашқы машинаға инвестиция үлкен, бірақ оны стандартты жазық еденге орнатуға болады. Энергия мен газ шығындалатын материалдарға байланысты бөлшек басына шығын жоғары болады, бірақ 100 мыңнан төмен көлемдер үшін қалыптардың амортизациясы жоқ болғандықтан иемдену жалпы құны төмен болып қала береді.

Жасырын шығындар да рөл атқарады. Механикалық босату матрицаларды сақтау мен жөндеу үшін қымбат тұратын кең кеңістікті талап етеді. Лазерлік босату бұл капиталды босатады және құрылғылардың ауыр болат құралдарды қойма ретінде сақтау үшін емес, белсенді өндіріс үшін пайдалануына мүмкіндік береді.

Материалды пайдалану және орналастыру тиімділігі

Автокөлік жасауда материалдың құны түйіршектелген бөлшектің жалпы құнының 70%-на дейін құрай алады. Бұл жерде жылдамдыққа қарамастан лазерлік босату жиі механикалық әдістерден асып түседі. Механикалық матрицалар кесудің физикалық заңдарымен шектеледі; олар жүргізу кезінде құрылымдық бүтіндікті сақтау үшін бөлшектердің арасында «инженерлік қалдық» немесе webbing талап етеді.

Лазерлік босату пайдаланады Еркін стилдегі орналастыру және ортақ желілік кесу. Бетке физикалық күш қолданылмайтындықтан, бөлшектер бір-бірінен миллиметр арақашықтықта орналасуы мүмкін немесе тіпті кесу сызығын бөлісуі мүмкін. Ерекше емес пішіндер, мысалы L-аяқшалар немесе терезе кесінділері, қатты құралдармен мүмкін емес жолдармен біріктірілуі мүмкін. Мәліметтер Шеберхана лазерлік қаптаманың 3% -дан 20% -ға дейін материалды үнемдеу механикалық мөрлеумен салыстырғанда. Қымбат алюминий немесе қатты болат көп көлемде шығарылса, өнімділіктің 3% артуы жыл сайынғы миллиондаған доллар үнемдеуге әкеледі.

Кескіштің сапасы және материалдың жарамдылығы (AHSS)

Жоғары беріктіктікті жоғары биіктікті биіктікті биіктікті жоғары биіктікті биіктікті жоғары биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті биіктікті би АХСС-ті ( 1000 МПа-дан жоғары созылу беріктігі бар материалдар) жоғары тоннажды престер кескенде, соққы жиі микрожыршық қиып алу жиегі бойымен. Бұл микрожырлаулар кейінгі қалыптау операциялары кезінде бөліну сәтсіздіктеріне әкелуі мүмкін, бұл төменгі ағыстағы металл қалдықтарын көбейтеді.

Лазерлік босату — бұл материалға тиіспейтін жылу процесі. Ол материалдан тәуелсіз — оңай болат сияқты 1500 МПа қысымды қатайтылған болатты да оңай кеседі. Нәтижесінде пайда болатын шеті микросыңқырларсыз, ал Жылу Әсер Ету Аймағы (HAZ) әдетте елеусіз (0,2 мм-ден аз). Сонымен қатар, AHSS-ті механикалық престерде өңдеу матрицалардың тозуын тездетеді, бұл жөндеу шығындарының әдетте төрт есе жоғары болуына әкеледі. Лазерлік кесу бұл тозуды толығымен жояды, бірінші бөлшектен бастап миллионшыға дейінгі шет сапасының тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Өндіріс жылдамдығы: Айырма тарылып келеді

Тарихи тұрғыдан алғанда, механикалық босату жылдамдық бойынша шексіз патшасы болды, ол минутына 60 немесе одан да көп соққы (SPM) беруге қабілетті болды. Ол әлі де қарапайым бөлшектердің үлкен сериялары үшін артықшылықты сақтайды, бірақ лазерлік технология жақындап келеді. Қазіргі заманғы рулонды лазерлік желілерде бірнеше басы бар жүйелер (жиі 2-ден 4 лазерлік басы бір уақытта жұмыс істейді) және "DynamicFlow" технологиясы қолданылады, осылайша тиімді жылдамдықтары минутына 30–40 немесе одан да көп бөлшекке жетеді.

Жылдамдықты бағалағанда, әріп бөлігіне қарағанда «жинақты өткізу» қабілетін есептеу керек. Механикалық престің жұмысы тез болуы мүмкін, бірақ бірнеше сағат сайын қалыпты алмастыруға 45 минут тоқтау қажет болса, оның жалпы тиімділігі төмендейді. Лазерлік сызық 5–7 минут ішінде өзгертіледі. Күніне бірнеше рет алмастыру қажет болатын көптүрлі өндіріс ортасында, баяу (лазер) жиі тез (механикалық) жеңіп тұрады.

Шешім матрицасы: Қайсын таңдау керек

Таңдау процесін оңайлату үшін өндірістің шектеулеріне негізделген осы шешім негізін пайдаланыңыз:

Лазерлік кесу мүмкіндік беретін серпінділікті сақтайды, бірақ автомобиль өнеркәсібінде массалық өндіріс көне өнімдер сериясы үшін дәстүрлі тарту қабілетінің шынымен қажет етеді. Түпнұсқадан миллиондаған бұйымдарға дейін көлемін ұлғайтатын өндірушілер үшін Shaoyi Metal Technology осы саңылауды жауып, лазерлік кесудің экономикалық диапазонынан тыс орындалатын жоғары көлемді тапсырыстарды өтеу үшін 600 тоннаға дейінгі IATF 16949-ға сәйкес келетін дәлме-дәл тарту мүмкіндіктерін ұсынатын расталған өндіру серіктері болып табылады.