TL;DR

Liešanas cikla laika samazināšana ir būtiska stratēģija, lai samazinātu ražošanas izmaksas un palielinātu ražošanas jaudu. Efektīvākās metodes ietver galveno procesa parametru optimizāciju, piemēram, ielejšanas ātrumu, dzesēšanas sistēmas un automatizētu detaļu apstrādi. Panākumi ir atkarīgi no līdzsvara starp ātrākiem cikliem un stingru kvalitātes kontroli, lai novērstu defektus un pārslodzi aprīkojumam, nodrošinot, ka efektivitātes ieguvumi netiek zaudēti dēļ augstākas bērēšanas likmes.

Biznesa pamatojums: kāpēc diešanas cikla laika optimizēšana ir svarīga

Augsti konkurētspējīgā ražošanas nozarē efektivitāte ir vispirmās nozīmes. Diešanas cikla ilgums — kopējais laiks, kas nepieciešams, lai izgatavotu vienu detaļu, sākot no veidņu aizvēršanas līdz izmešanai — ir produktivitātes galvenais rādītājs. Īsāks un optimizēts cikls tieši nozīmē ievērojamas finansiālas un operatīvas priekšrocības. Samazinot katras atliešanas laiku, ražotne var palielināt savu izlaidi, apkalpot vairāk pasūtījumu ar to pašu aprīkojumu un uzlabot vispārējo konkurētspēju tirgū.

Cikls sastāv no vairākām galvenām fāzēm: veidņu aizvēršana, kausēta metāla ielejšana, spiediena uzturēšana, dzesēšana un beigās veidņu atvēršana un detaļas izmešana. Saskaņā ar nozares ekspertiem, šis process parasti ilgst no 20 sekundēm līdz minūtei. Pat neliels šī laika samazinājums var dot ievērojamus rezultātus. Piemēram, kā norādīts analīzē, ko veicis Sunrise Metal , samazinot 30 sekunžu ciklu līdz 25 sekundēm, viena mašīna astoņstundu maiņā var ražot papildus 192 detaļas. Šis caurlaides palielinājums ne tikai samazina izmaksas par detaļu, bet arī uzlabo galvenos efektivitātes rādītājus, piemēram, kopējo aprīkojuma efektivitāti (OEE) un termiņā pilnībā veikto piegādi (OTIF).

Šo procesu optimizēšana ir daļa no plašākas nozares tendences uz lielāku efektivitāti un precizitāti metāla formēšanā. Piemēram, saistīto jomu līderi, piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, pielieto līdzīgus procesu kontroles un inženierijas izcilības principus, lai ražotu augsta veiktspējas autotransporta formējuma daļas , demonstrējot kopīgu apņemšanos ražošanas inovācijām. Galvenais mērķis ir izveidot stabilu, atkārtojamu un ļoti efektīvu ražošanas sistēmu, kas maksimāli palielina izlaidi, nekompromitējot kvalitāti, nodrošinot stiprāku pozīciju globālajā piegādes ķēdē.

Galvenās stratēģijas cikla laika samazināšanai: procesa parametru optimizācija

Vispirms tiešais veids, kā saīsināt diezveida liešanas cikla laiku, ir mašīnas procesa parametru precizēšana. Šie mainīgie lielumi regulē liešanas operācijas ātrumu un secību un sniedz ievērojamas iespējas optimizācijai. Galvenie uzmanības centri ietver ievadīšanas procesu, eļļošanu un detaļu izņemšanu, kur automatizācija un intelekta vadība var ietaupīt kritiskas sekundes katrā ciklā.

Viens spēcīgs paņēmiens ir pildīšanas funkcijas izmantošana ievadīšanas fāzē. Kā skaidro Bruschitech , pildīšanas funkciju var izmantot, lai pirmo ievadīšanas fāzi veiktu vienlaicīgi ar veidņu aizvēršanu. Tas pārvērš pistona sākotnējo kustību no neatkarīga, secīga soļa par atkarīgu darbību, ietaupot laiku katrā ciklā. Šis šķietami nenozīmīgais pielāgojums var ietaupīt vērtīgu laiku katrā ražotajā detaļā.

Automatizācija pārveido procesu, īpaši smērēšanā un detaļu izņemšanā. Manuāla detaļas pacelšana var aizņemt no 5 līdz 12 sekundēm, kas ir ievērojama daļa no kopējā cikla. Salīdzinājumā ar to, robots var veikt šo pašu uzdevumu jau 1,5 sekundēs. Turklāt mūsdienu robotus var programmēt, lai tie pārklājuma atdalītāju (smērvielu) uzklātu vienlaikus ar detaļas apstrādi, apvienojot divas darbības vienā un tādējādi vēl vairāk optimizējot procesu. Tas ne tikai paātrina ciklu, bet arī uzlabo vienmērīgumu un samazina cilvēka kļūdas iespējamību.

Lai efektīvi īstenotu šīs stratēģijas, operatoriem un inženieriem vajadzētu apsvērt šādas darbības:

• Ieviest iepriekšējās piepildīšanas funkciju ja liešanas mašīna to atbalsta, lai pārklātu sākotnējās ievadīšanas fāzi ar veidņu aizvēršanu.
• Automatizēt detaļu izņemšanu izmantojot robotus, lai dramatiski samazinātu pacelšanas laiku un uzlabotu atkārtojamību.
• Optimizēt robota kustības trajektorijas analizējot kustības, lai izslēgtu jebkādas nevajadzīgas vai neefektīvas trajektorijas.
• Integrēta automātiska eļļošana ar fiksētiem dozatoriem vai robotizētiem smidzinātājiem, lai nodrošinātu vienmērīgu uznesumu īsākajā iespējamā laikā.
• Precīzi regulējiet formas atvēršanas un aizvēršanas ātrumus lai tie būtu pēc iespējas ātrāki, neradot pārmērīgu nodilumu vai bojājumus formas komponentiem.

Uzlabota termoapgūde: Ātrākas dzesēšanas atslēga

Ielejformas liešanas ciklā dzesēšanas fāze bieži vien ir visgarākā un sniedz lielāko iespēju laika ietaupījumam. Šis posms, kurā kausētais metāls sacietē ielejformā, var aizņemt vairāk nekā pusi no visa procesa. Tāpēc termoapgūdes optimizēšana — siltuma efektīva novadīšana no liešanas — ir būtisks rādītājs produktivitātes palielināšanai.

Galvenais veids, kā regulēt formas temperatūru, ir termoregulācijas sistēma, kas caur kanāliem formā cirkulē šķidrumu, parasti ūdeni vai eļļu. Samazinot šī šķidruma temperatūru vai palielinot tā plūsmas ātrumu, siltumu no liešanas var atvadīt ātrāk, paātrinot sacietēšanu. Tomēr tradicionālie dzesēšanas kanāli, kurus parasti urba taisnās līnijās, bieži saskaras ar grūtībām vienmērīgi dzesēt sarežģītas ģeometrijas. Tas var izraisīt karstās zonas, kas pagarina nepieciešamo dzesēšanas laiku un pat var izraisīt defektus, piemēram, izkropļojumus vai termisko spriegumu.

Sarežģītāka risinājuma piemērs ir konformāla dzesēšana, kas izmanto kanālus, kuri atkārto pašas liešanas kontūras. Šis pieeja, ko bieži ļauj Additīvā ražošana (AR), nodrošina vienmērīgāku un efektīvāku siltuma novadīšanu, īpaši kritiskos vai grūti sasniedzamos apgabalos. Pētījumu gadījumu veica voestalpine demonstrē šīs tehnoloģijas iedarbīgumu. Pārveidojot sadalītāja dzesēšanas sistēmu ar konformālām kanāliem, izdevās saīsināt cikla laiku par 4 sekundēm (no 73 līdz 69 sekundēm). Šī optimizācija ne tikai palielināja ražošanas apjomu, bet arī samazināja biežumu un pagarināja rīka kalpošanas laiku, samazinot siltuma slodzi uz veidni.

Simulācijas loma proaktīvā cikla laika optimizācijā

Mūsdienu ražošanā proaktīva optimizācija ir daudz efektīvāka nekā reaģēšana uz problēmām pēc to rašanās. Lietušanas procesa simulācijas programmatūra kļuvusi par neatņemamu rīku, lai sasniegtu šo mērķi, ļaujot inženieriem projektēt, testēt un pilnveidot liešanas procesu virtuālā vidē, pirms tiek izliets kāds metāls. Šis digitālais pieeja palīdz identificēt potenciālas problēmas un optimizēt parametrus gan kvalitātei, gan ātrumam jau no paša sākuma.

Simulācijas programmatūra, piemēram, MAGMASOFT®, var modelēt visu liešanas procesu, sākot no kausētā metāla plūsmas formas iekšienē līdz tā sacietēšanai. Tā var paredzēt problēmas, piemēram, turbulences, gaisa ieslēgšanos un karstvietu veidošanos — visas šīs parādības var izraisīt defektus un garākas cikla laiku. Iztēlojot šos fenomenus, inženieri var pārveidot ielej sistēmas, optimizēt dzesēšanas kanālus un pielāgot procesa parametrus, lai izveidotu efektīvāku un stabilāku procesu jau pirms tērauda sagriešanas veidnē.

Pārliecinošs gadījuma pētījums no MagmaSoft ražotāja PT Kayaba iesaistīšana ilustrē šīs pieejas milzīgo vērtību. Izmantojot simulāciju, lai optimizētu ielejas sistēmu priekšējā amortizatora stiprinājuma komponentam, tika sasniegti ievērojami rezultāti. Jaunais dizains samazināja turbulenti un novērsa karstās zonas veidošanos, kas izraisīja virkni labumu: lietus iznākums palielinājās par 18,5%, kopējais ielejamas masas daudzums samazinājās, bet cikla ilgums saīsinājās par 10%. Šie uzlabojumi ne tikai ietaupīja laiku, bet arī uzlaboja detaļas mehāniskās īpašības un nodrošināja aptuveni 40 000 ASV dolāru gadā ietaupījumus. Tas parāda, ka simulācija nav vienīgi rīks defektu novēršanai, bet spēcīgs līdzeklis vispārējai procesa optimizācijai.

Kvalitātes kompromiss: ātruma un defektu novēršanas līdzsvarošana

Kaut arī īsāka cikla ilguma sasniegšana ir galvenais mērķis, to nekad nedrīkst panākt uz detaļu kvalitātes vai aprīkojuma kalpošanas laika rēķina. Pārāk agresīvs pieeja ātrumam var būt kontrproduktīva, novedot pie biežākām atkritumu rašanās un dārgas pārtraukšanas darbības, kas atceļ jebkādus potenciālos ieguvumus. Kā brīdina eksperti no Shibaura Machine ievērot katras procesa darbības pareizu izpildi ilgtermiņā ir daudz svarīgāk laika un izmaksu taupīšanai, nekā vienkārši mēģināt kustēties pēc iespējas ātrāk.

Katra šķidrās lēšanas cikla fāze prasa minimālu ilgumu, lai nodrošinātu kvalitatīvu rezultātu. Piemēram, nepietiekams atdzesēšanas laiks var izraisīt detaļas deformāciju vai plaisāšanu izmešanas laikā. Tāpat, ja spiediena uzturēšanas laiks ir pārāk īss, liešanas procesā metālam stingstot, iekšienē var veidoties porozitāte. Meklāniskās ierīces, piemēram, formas atvēršanas un aizvēršanas mehānismus, darbinot pārāk ātri, var sabojāt slīdnis un tapas, kas izraisa dārgas remontdarbus un negaidītu apkopi.

Īstais mērķis nav absolūti īsākais cikls, bet gan visstabilākais, atkārtojamākais un optimizētākais. Process, kas rada lielu defektu ātrumu, ir neefektīvs, neatkarīgi no tā ātruma, jo jāņem vērā izmaksas un laiks, kas saistīti ar bēgumu un pārstrādi. Tāpēc, ieviešot izmaiņas, lai samazinātu cikla laiku, ir ļoti svarīgi cieši uzraudzīt kvalitātes kontroles rādītājus. Pēkšņs bēguma līmeņa pieaugums ir skaidrs indikators, ka process ir pārsniegts tā stabilā darbības loga ietvaros. Līdzsvarots pieeja, kas prioritāti piešķir gan ātrumam, gan kvalitātei, vienmēr dos labākos ilgtermiņa rezultātus.