Металл штампылауда қалдықтарды азайту: Пайда табу үшін 5 техникалық стратегия

ҚЫСҚАША

Металл штампылаудағы қалдықтарды азайту – бұл тек қана тазалық сақтау шарасы емес; өйткені шикізат әдетте бөлшектердің жалпы құнының 50–70% алады, сондықтан пайда түсімділігін арттырудың ең тиімді жолы болып табылады. Шығынды күрделі шығыннан бәсекеге қабілетті артықшылыққа айналдыру үшін өндірушілер үштік тәсілді қабылдауы тиіс: Өнім дизайны (DFM) , Құрал-жабдықты оптимизациялау (қосымша тығыз орналастыру мен қалдықтарды қайта өңдеу сияқты), сонымен қатар Процесті бақылау (сезгіштерге негізделген бақылау). Табыстың негізгі көрсеткіші – Материалдарды пайдалану қатынасы (MUR) – таза парақтың қанша пайызы дайын бөлшекке айналатыны.

Бұл нұсқаулық «нано жалғаулар» арқылы тығыз орналастыруды енгізуден бастап, ақауларды нақты уақыт режимінде болдырмау үшін «белсенді жылдамдықты реттеу» сезгіштерін пайдалануға дейінгі MUR-ды максималдандыру стратегияларын қарастырады. Негізгі қалдықтарды жоюдан тыс инженерлік деңгейдегі қалдықтарды азайту арқылы штампылау операциялары маңызды пайданы қайтара алады.

Оптимизациялау стратегиясы 1: Күрделі орналастыру және материалды пайдалану

Қалдықтарды азайтудың ең тиімді мүмкіндігі таспа схемасын өңдеуде жатыр. Орналастыру бұл бөлшектерді метал таспаның бойымен олардың арасындағы бос кеңістікті (web) минималдандыру мақсатында орналастыру практикасын білдіреді. Стандартты "бірден" орналастыру схемаларын жобалау қарапайым болса да, жиі дәнекер қалдықтары көп болады. "Екіден" немесе "беттестірілген" орналастыру сияқты алдыңғы қатарлы стратегиялар материалды пайдалану деңгейін 5–15% арттыра алады, бұл тікелей пайданың соңғы көрсеткішіне әсер етеді.

Тиімді техника нақты пішінді орналастыру заманауи технологияларды пайдалану, мысалы нано қосылыстар tRUMPF сияқты саланың көшбасшыларының айтуынша, нано біріктірулер — бұл бөлшектерді жолаққа бекітетін өте кішкентай тіректік тілдер, олар үлкен дәстүрлі микробіріктірудің орнына қолданылады. Бұл тілдер өте аз болғандықтан, бөлшектер соқтығысу немесе шығып қалу қаупінсіз бір-біріне тікелей іргелес орналастырылуы мүмкін. Бұл жақындық бөлшектер арасындағы тордың енін азайтуға мүмкіндік береді және әрбір орамнан тиімді түрде көбірек өнім алуға мүмкіндік береді.

Тағы бір күрделі тәсіл аралас бөлшектерді орналастыру мұнда үлкен бөлшектің қалдық аймағынан кішірек, өзгеше компонент штампталады. ESI Engineering Specialties келтірген классикалық мысалда акваланг жасайтын өндіруші жылына 20 000 D-сақина өндіреді. Инженерлер үлкен сақинаның ішкі "D" тесігінен материалды қалдырмай, одан кішірек шайбалы сақина штамптауға болатынын байқады - бұл әйтпесе қалдық ретінде тасталып кететін материал болар еді. Бұл бір бөлшек материалдық құны үшін тиімді екі бөлшек алуға мүмкіндік береді. Дегенмен, осы жерде маңызды ереже қолданылады: қосымша бөлшектердің қорын жинау үшін үлкен бөлшектің өндіріс көлемі кішірек ішіне салынған бөлшектің көлеміне тең немесе одан көп болуы керек.

Таспа орналасуын қарау үшін негізгі тізім

• Көпір ені: Материал қалыңдығына сай желі ені оптималды ме?
• Талшық бағыты: Жарылудан сақтау үшін иілулер дән тамырына перпендикуляр бағытталған ба?
• Бөлшектің бұрылуы: Бөлшекті 180 градусқа бұру ішектесуге мүмкіндік береді ме?
• Аралас орналастыру: BOM-да қалдық аймаққа сиятын кішірек бөлшек бар ма?

Оптимизациялық стратегия 2: Матрица құрылғысы мен инженерлік шешімдер

Компоновка оптимизацияланғаннан кейін, назар негізгі құрал-жабдыққа аударылады. Прогрессивті штамп дизайны «қалдық матрицалар» немесе «қалпына келтіру матрицалары» арқылы материалды қайта өңдеу мүмкіндігін ұсынады. Қалдық матрица — бұл бастапқы операциядан пайда болған қалдықтарды (қалдық материалдарды) қабылдап, одан пайдалануға болатын бөлшекті түсіруге арналған екінші құрал. Бұл құрал-жабдық шығынын арттырады, бірақ көпсериялы өндірісте оның ұзақ мерзімді үнемдеуі инвестицияны бағалайды.

Үздіксіз өндіріс үшін кейбір түсірушілер "қалдықтарды тігу" әдісін қолданады. The Fabricator журналының техникалық талқылауларында айтылғандай, қалдық бөлшектерді кейде механикалық түрде (ауыспалы ілгек немесе ұқсас құрылғылар арқылы) бекітіп, екінші дамыма құрылғыға беруге болатын үздіксіз жолақ жасауға болады. Бұл шебер инженерлік шешім бұрын еркін тасталған қалдықтарды автоматты түрде беруге мүмкіндік береді. Дегенмен, инженерлердің пластинадан кейінгі қатайтуға бірінші операцияда бұрын деформацияланған немесе созылған металл пластикалық қабілетін жоғалтуы мүмкін, ол терең тарту арқылы жасалатын екінші бөлшектер үшін тиімсіз болады. Ол қарапайым доңғалақтар немесе жазық бөлшектер үшін ең жақсы тиімді.

Қатты болатқа көшу алдында осы күрделі құрал-жабдық концепцияларын растау өте маңызды. Дәл осы жерде мүмкіндікке бағдарланған өндірушімен серіктестік маңызды рөл атқарады. Мысалы Shaoyi Metal Technology ұсынысы толық құрамды штамптау шешімдерін ұсынатын серіктестер үшін маңызды тез пішіндіру мен массалық өндірісті байланыстыратын компаниялар. Сапасы расталған пішіндерді ең қысқа уақытта, мысалы бес күн ішінде жеткізу мүмкіндігін пайдалана отырып, инженерлер материал ағыны мен компоновка жүргізу мүмкіндігін жобалаудың ерте сатысында тексере алады, сонымен қатар жоғары көлемді автомобиль стандарттары (IATF 16949) үшін қалдықтарды азайту стратегияларының тиімділігіне кепілдік береді.

Оптимизация стратегиясы 3: Ақауларды болдырмау және өндіріс процесін бақылау

Қалдық дегеніміз тек артта қалған негіз ғана емес, сонымен қатар сіз лақтырып жатқан бөлшектер де. инженерлік қалдық (ішкі мүшелер) және өндірістік қалдық (қағида бойынша бөлшектер) маңызды. Инженерлік қалдықтар жобалау шешімі болып табылады, ал өндірістегі қалдықтар — бұл үдерістің істен шығуы. Кең таралған ақаулар, мысалы сүлгілерді тарту —тесілетін бөлшек өшіргіштің бетіне желімделіп қалып, келесі бөлшекті бүлдіреді—, егер уақытылы байқалмаса, мыңдаған бөлшектерді бүлдіруі мүмкін.

Бұған қарсы күресу үшін өндірушілер баршақтыра матрицадағы сенсорлық технологияны қолдануды бастады. Мысалы Active Speed Control tRUMPF компаниясының атап өткендей, заманауи жүйелер үдеріс сәулесін бақылау үшін сенсорларды пайдаланып, беру жылдамдығын автоматты түрде реттейді. Егер жүйе балқытылған материал дұрыс пісірілмесе немесе бөлшек дұрыс тасталмаса, сияқты мәселені байқаса, ол параметрлерді түзете алады немесе престі дер кезінде тоқтата алады. Бұл «сапаны сыртқа шығару» (нақты мәліметтен кейін нашар бөлшектерді сұрыптау) парадигмасынан «сапаны ішке енгізу» (өндіру процесіне сапаны енгізу) парадигмасына өтуге мүмкіндік береді.

Өндірістегі қалдықтарды азайтудың тағы бір құралы — Көркіш жүйелері және Drop & Cut технология. Қалдық жапырақтар үшін — орамалардың не болса да пайдаланылатын аймағы бар соңғы бөліктері мен сүйектері — камера жүйелері жапырақтың тірі бейне берілісіне бөлшек графикасын біріктіре алады. Операторлар цифрлық бөлшек файлдарын қалған материалға дәл сол уақытта еңгізіп, қосалқы бөлшектерді тез кесуге болады. Бұл орамалардың «пайдаланылмайтын» соңғы бөліктері де қайта өңдеу қалдығына емес, табысқа үлес қосатынын қамтамасыз етеді.

Оптимизация стратегиясы 4: Өндіруге ыңғайлы жобалау (DFM)

Қалдықты азайтудың ең тиімді шығынды уақыты — матрица тұрғызылмай тұрып-ақ болады. Өндіріс үшін дизайн (DFM) өнім жобалаушылар мен штамптау инженерлерінің компонент геометриясын стандартты жолақ ендеріне бейімдеуіне бағытталған ынтымақтастықты қамтиды. Жиі, фланец енін 2 мм-ге кеміту немесе бұрыш радиусын өзгерту сияқты небәле өзгеріс бөлшекті тарырақ стандартты орамаға орналастыруға немесе көршісімен тығыздау орналастыруға мүмкіндік береді.

Материалды таңдау да рөл атқарады. Инженерлер бөлшекті механикалық өңдеуге қарағанда штамптауға болатынын бағалап шығуы керек . Механикалық өңдеу бір блоктың 80%-ын чиптерге (қалдық) айналдыратын, материалды азайтатын процесс болып табылады. Созғышқа қарсы, штамптау — нәтижесінде пішін қалыптасатын процесс. ESI атап көрсеткендей, механикалық өңделетін бөлшекті штампталғанға ауыстыру тек материалдардың жоғалуын ғана емес, сонымен қатар өндіріс жылдамдығын жиі жақсартады. Сонымен қатар, конструкторлар мынаны ескеруі тиіс талшық бағыты . Бөлшектің бауда максималды орналасуы үшін ғана, дән бағытын ескермей бағдарлау иілу кезінде сынуды тудыруы мүмкін және сол партия үшін қалдықтардың 100% құрауы мүмкін. DFM-нің теңдестірілген тәсілі материал үнемдеуін процестің сенімділігіне қарсы қояды.

Қорытынды: Қалдықты пайдаға айналдыру

Металл штампылауда қалдықтарды азайту — дәлдікті және шығармашылықты қажет ететін көптеген мамандықтарды қамтитын мәселе. Қалдықтарды «бизнес жасаудың құны» деп қарау тәсілінен бас тарту арқылы өндірушілер маңызды жасырын пайданы ашуы мүмкін. Нано жинақтар сияқты алдыңғы қатардағы орналастыру стратегияларын, қалдық материалдарды қалпына келтіру матрицалары арқылы шығармашылық қайта пайдалануды және материалды пайдалануды максималді пайдалануға мүмкіндік беретін ақылды сенсорларды қолдану материалды пайдалануды максималді пайдалануға мүмкіндік беретін мықты жүйе құрады.

Табысқа жету үшін ой-өзгеріс қажет: рулонның әрбір шаршы дюймін потенциалды табыс ретінде көру. Орналасуды жақсарту үшін DFM параметрлерін шағын өзгерту арқылы немесе үлкен мөлшерде ақауларды болдырмау үшін ақылды престік басқаруға инвестиция салу арқылы болсын, мақсат бірдей қалады — Материалды пайдалану коэффициентін (MUR) максималді пайдалану және зауыттан шығатын жалғыз металл сапалы, сатуға болатын бөлшектер түрінде болуын қамтамасыз ету.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Металл штампылауда қалдық пен қоқыстың айырмашылығы неде?

Мәселер көбінесе бірдей пайдаланылса да, «қалдық» әдетте дилерге сатылған кезде қалдық ақшалай құны бар (мысалы, дене жолағы немесе ішкі мүшелер) қайта өңделетін металды білдіреді. «Қоқыс» немесе «ластану» әдетте қалпына келтіру құны жоқ қайта өңделмейтін материалдарды немесе ресурстарды білдіреді. Алайда, ықшам өндіріс контекстінде сатылмайтын, бірақ сатып алынған материал минимизациялануы тиіс қоқыс болып табылады.

бөлшектерді орналастыру материалдық шығындарды қалай төмендетеді?

Орналастыру бөлшектердің металл жолақтағы орналасуын олардың арасындағы бос кеңістікті минималдандыру үшін оптималдайды. Бөлшектерді бір-біріне тығыз орналастыру, оларды бұру немесе үлкен бөлшектердің қалдық аймақтарына кішігірім бөлшектерді орналастыру арқылы өндірушілер бір катушкаға көбірек бөлшек шығара алады. Материалдық шығындар жиі бөлшектің жалпы құнының 50–70% құрайтындықтан, катушкадағы бөлшектердің санын арттыру тура бірлік құнын төмендетеді.

тартуда қалдыққа әкелетін ең кең тараған ақаулар қандай?

Жарамсыз бөлшектерге (өндірістегі қалдық) әкелетін кең тараған ақауларға мыналар жатады сүлгілерді тарту (мұнда қалдық материал матрицаға кері тартылады), қиыршықтар (беткі қабаттың түсіп қалуы немесе дұрыс емес саңылаулы құралдардан пайда болатын сүйір жиектер), жарылу/сыну (жиі реттеу бағытына байланысты мәселелерге байланысты), және қырықтар туындайды . Осындай ақауларды болдырмау үшін матрицаны уақытылы тексеру мен процесті үнемі бақылау қажет.

4. Қалдық матрица немесе қалпына келтіру матрицасы деген не?

Қалдық матрица, сонымен қатар қалпына келтіру матрицасы деп те аталады, басты сығу операциясынан пайда болған қалдық материалдарды (қалдық) пайдаланып, кішігірім бөлшек шығаратын арнайы сығу құралы. Мысалы, автомобиль терезесінің рамасынан кесіліп алынған металл қосымша бұрыштаманы шығару үшін қалдық матрицаға берілуі мүмкін, бұл екінші бөлшек үшін тегін материал алу болып табылады.

5. Реттеу бағыты қалдықтар мөлшеріне қалай әсер етеді?

Металл орамасында ағаштағыдай "талшық" болады, ол иілу кезінде пайда болады. Талшыққа параллель бағытта металлды иілу оның сыртқы жағында сынға әкелуі мүмкін, бұл бөлшектердің қабылданбауына әкеп соғады. Сынуын болдырмау үшін жолақты талшыққа перпендикуляр немесе талшыққа қарсы болатындай етіп жоспарлау қажет, тіпті бұл жинақтау тығыздығының сәл төмендеуін білдірсе де.