KRATKO

Искоришћења материјала за аутомобилске делове направљене клетима je ključni odnos težine gotovog dela i ukupne potrošnje sirovog metala, koji određuje do 70% konačnih troškova proizvodnje komponente. Maksimalno iskorišćenje zahteva napuštanje osnovnih rasporeda i prelazak na napredne strategije poput Two-Pair postavljanja, koje može povećati efikasnost iskorišćenja materijala za više od 11% u odnosu na standardne One-Up metode. Ovaj vodič detaljno objašnjava inženjerske formule, tehnike postavljanja i optimizacije procesa neophodne za smanjenje otpada i zaštitu profita u proizvodnji velikih serija.

Ekonomika iskorišćenja materijala

U visokorizičnoj industriji proizvodnje automobila, sirov materijal nije samo stavka u bužetu — on je glavni pokretač troškova. Podaci iz industrije pokazuju da kod većine delova izrađenih žicanjem sirovi materijal čini 60% do 70% ukupnih troškova dela ovaj procenat znatno prevazilazi troškove rada, energije, pa čak i amortizaciju složenih alata.

Finansijske posledice ovog odnosa su ozbiljne jer se troškovi materijala stalno ponavljaju. Dok je kalup za presovanje jednokratni trošak, čelična ili aluminijumska traka se kontinuirano troši. Stopa iskorišćenja materijala od 60% znači da za svaki dolar potrošen na lim, 40 centi odmah postane otpad (škrap). U seriji automobila velikih zapremina, gde količine često premašuju 300.000 jedinica godišnje, čak i delić poboljšanja procenta prinosa može značiti uštedu od stotina hiljada dolara.

Nasuprot tome, zanemarivanje iskorišćenja materijala u fazi projektovanja stvara „jaz u prinosu“ — trajnu naknadu koja ostaje tokom celokupnog životnog ciklusa programa vozila. Odlučivaoci moraju da gledaju na efikasnost materijala ne samo kao na pokazatelj smanjenja otpada, već kao glavni faktor konkurentne cene i profitabilnosti.

Izračunavanje stopa iskorišćenja materijala

Да би контролисали трошкове материјала, инжењери морају прво прецизно мерити искоришћеност. Стандардна дефиниција искоришћености материјала у индустрији је проценат траке или лима који постаје коначни производ.

Основна формула

Израчунавање је једноставно, али захтева прецизне улазне податке о распореду заглавака:

Искоришћеност материјала % = (нето тежина дела / грос тежина потрошених материјала) × 100

• Нето тежина: Коначна тежина готовог штампаног дела након свих операција резања и пробијања.
• Брутна тежина: Укупна тежина материјала потребног за производњу тог дела, израчуната коришћењем Пир (растојање између делова на траци) и Ширина капила .

На пример, ако готови носач има тежину 0,679 kg, али правоугаона површина коју заузима на траци (корак × ширина × дебљина × густина) има тежину 1,165 kg, искоришћеност је само 58,2%. Преосталих 0,486 kg је пројектовани скрап. Повећање те искоришћености на 68% значајно смањује потребну грос тежину по делу, директно смањујући „тежину набавке” траке.

Напредне стратегије постављања за максимални принос

Најефикаснији начин побољшања искоришћења материјала за аутомобилске делове направљене клетима је постављање заглавља — оптимизација начина на који су делови поређани и распоређени на траци завоја. Одабир погрешне стратегије постављања је најчешћи узрок лошег приноса.

Испод је компаративна анализа уобичајених распореда постављања за типичну аутомобилску потпорну конструкцију облика слова L. Подаци добијени симулацијама из индустрије показују како избор распореда драматично мења ефикасност приноса.

Упоредба стратегија постављања

Како је приказано, прелазак са основног Једноставно процеса на оптимизован Two-Pair распоред може побољшати принос за више од 11 процентних поена. У серијској производњи од 300.000 делова, ова промена смањује укупну потрошњу челика за тоне, елиминишући „ценовни казни“ повезане са неефикасним исецањем.

Технике оптимизације инжењерства и процеса

Поред уклапања, напредне инжењерске интервенције могу додатно повећати ефикасност процеса штампања. Ове технике често захтевају сарадњу између конструктора производа и инжењера производње у раној фази развоја возила.

Оптимизација додатка и обртних плоча

У процесима дубоког извлачења, потребан је додатни материјал (додатак) како би се чврсто држао лим у матрицама и контролисао ток материјала, чиме се спречава гужвање. Међутим, овај материјал се на крају одсеца и отпада као шкарта. Коришћењем софтвера за симулацију попут AutoForm или Dynaform, инжењери могу да минимизирају површину додатка без компромиса квалитета обликовања. Смањење величине заграда само за неколико милиметара на ивици везивача може довести до значајне уштеде материјала кроз милионе циклуса.

Партнерство за прецизност

Имплементација ових оптимизација захтева капацитете који премошћавају разлику између теоријског дизајна и физичке стварности. За произвођаче који желе да потврде ове стратегије, Shaoyi Metal Technology обезбеђује комплексна решења за штампаније. Користећи прецизност по IATF 16949 сертификату и прес капацитет до 600 тона, помажу аутомобилским клијентима у преласку са брзог прототипирања на производњу високих запремина. Било да треба проверити стратегију распореда са 50 прототипова у року од пет дана или проширити дизајн оптимизован за принос на милионе делова, њихове инжењерске услуге обезбеђују стриктно поштовање глобалних стандарда произвођача оригиналне опреме.

Спецификација траке и TWB

Још један правац за оптимизацију је сам формат сировог материјала. Стандардне ширине траке могу принудити произвођача да прихвати шире маргине отпада. Наручивање прилагођених исечене ширине усклађене са специфичним распоредом може елиминисати отпад по ивицама. Додатно, Ласерски заварени бланкови (TWB) омогућава инжењерима да заваре лимове различитих дебљина или квалитета пре израде олупа. Ово омогућава коришћење дебљег, јачег металa само тамо где је потребно (нпр. зоне судара), а тањег метала на осталим местима, чиме се смањује укупна тежина празног лима и побољшава однос искоришћења материјала возила.

Управљање отпадом и одрживост

Упркос најбољим стратегијама постављања делова на лим, неки отпад је неизбежан. Овај „пројектовани отпад“ обично се састоји од исечених прозора (рупа унутар дела) и носача мреже. Међутим, модерни стандарди ефикасности третирају овај отпад као потенцијални ресурс, а не као чисти отпад.

• Производња отпада из отпада: За веће панеле каросерије, као што су врата или крыла, велики исечени прозори понекад могу бити довољно велики да се од њих направе мањи носачи или подложнице. Ова техника „постављања делова унутар отпада“ заправо значи бесплатан материјал за мање компоненте.
• Ефекат на одрживост: Maksimizacija iskorišćenja materijala direktno je povezana sa zaštitom životne sredine. Smanjenjem ukupne težine čelika potrebnog za vozilo, proizvođači smanjuju svoj ugljični otisak povezan sa proizvodnjom i logistikom čelika. Postupci hladnog izvlačenja sa visokim prinosom podržavaju ciljeve ISO 14001 i propise proizvođača opreme o održivosti tako što minimiziraju potrošnju energije po upotrebljivom kilogramu metala.

Zaključak: Profit je u koraku

Iskorišćenje materijala u automobilskom žigosanju je konačna mera efikasnosti proizvodnje. Pošto troškovi materijala čine većinu rashoda po komadu, razlika između prinosa od 58% i 69% određuje profitabilnost programa. Usvajanjem strategija za postavljanje obrazaca zasnovanih na podacima, korišćenjem simulacija za smanjenje dodatnih površina i saradnjom sa sposobnim proizvođačima pri izvođenju, inženjeri mogu znatno smanjiti otpad. U industriji gde se marže mere u centima, maksimalno iskorišćenje svakog milimetra trake nije samo dobar inženjerski pristup — to je neophodna poslovna strategija.

Често постављана питања (FAQ)

1. Kolika je stopa iskorišćenja sirovog materijala u žigosanju?

Stopa iskorišćenja sirovog materijala je odnos težine gotovog, upotrebljivog dela i ukupne težine sirovog materijala (traka ili ploča) potrošenog za njegovu proizvodnju. Izražava se u procentima: (Net Weight / Gross Weight) * 100. Viši procenat ukazuje na manje gubitke i niže troškove materijala.

2. Зашто је искоришћавање материјала критично у аутомобилској индустрији?

Сирови материјали обично чине 60-70% укупне цене аутомобилских делова направљених клупкањем. Пошто су запремине производње возила високе, чак и мали напредак у искоришћавању (смањење отпада) резултира огромним кумулативним уштедама у трошковима и смањеним утицајем на животну средину.

3. Која је разлика између једностепеног и двостепеног постављања?

Једностепено постављање производи један део по ударацу пресе, што често резултира нижим исходима материјала (нпр. ~58%) због неефикасног размака. Двостепено постављање производи два дела по ударцу, омогућавајући боље међусобно заклапање геометрија (постављање), што може значајно повећати проценте исхода (често >60%) и брзину производње.

4. Који се материјали често користе за клупкање у аутомобилској индустрији?

Čelik je najčešće korišćeni materijal zbog svoje čvrstoće i pristupačne cene, dostupan u različitim klasama kao što su meki čelik i čelik visoke čvrstoće (HSS). Aluminijumske legure se takođe sve više koriste u aplikacijama za smanjenje mase radi poboljšanja ekonomičnosti potrošnje goriva, uprkos tome što su teže za oblikovanje.