Özet

Otomotiv sac presleme malzeme kullanımı bitmiş parça ağırlığının tüketilen toplam ham metale oranıdır ve bir bileşenin nihai üretim maliyetinin %70'ine kadar olan kısmını belirler. Bu verimi maksimize etmek, temel yerleşimlerin ötesine geçerek İki Çift yerleştirme gibi gelişmiş stratejilere geçmeyi gerektirir; bu yöntem, standart Tekli yöntemlere kıyasla malzeme verimliliğini %11'den fazla artırabilir. Bu kılavuz, yüksek hacimli üretimde hurdayı en aza indirmek ve kâr marjlarını korumak için gereken mühendislik formüllerini, yerleştirme tekniklerini ve süreç optimizasyonlarını ayrıntılı olarak açıklar.

Malzeme Kullanımının Ekonomisi

Otomotiv imalatının yüksek risk taşıyan dünyasında ham madde yalnızca bir gider kalemi değildir—en büyük maliyet unsurudur. Sektör verileri, çoğu preslenmiş bileşen için ham maddenin toplam parça maliyetinin %60 ila %70'ini oluşturduğunu gösteriyor. Bu oran, işçilik, enerji ve hatta karmaşık kalıp yatırımlarının amortisman maliyetlerini önemli ölçüde geride bırakır.

Bu oranın finansal etkisi ciddi boyutlara ulaşır çünkü malzeme maliyetleri tekrar eden maliyetlerdir. Bir pres kalıbı tek seferlik bir yatırım iken, çelik veya alüminyum bobin sürekli olarak tüketilir. Malzeme kullanım oranının %60 olması, levha metal için harcanan her dolar başına 40 sentin hemen hurdaya (yani artığa) dönüştüğü anlamına gelir. Yıllık üretim miktarı genellikle 300.000'in üzerinde olan yüksek hacimli otomotiv üretim serilerinde, verimlilikteki küçük bir artış bile yüz binlerce dolarlık tasarrufa dönüşebilir.

Buna karşılık, tasarım aşamasında malzeme kullanımının göz ardı edilmesi 'verim açığı' adı verilen ve araç programının ömrü boyunca devam eden kalıcı bir maliyet cezasına yol açar. Karar vericiler, malzeme verimliliğini sadece atık azaltma ölçütü olarak değil, rekabetçi fiyatlandırma ve kârlılık açısından birincil aracı olarak görmelidir.

Malzeme Kullanım Oranlarının Hesaplanması

Malzeme maliyetlerini kontrol edebilmek için mühendislerin öncelikle kullanım oranını doğru şekilde ölçmeleri gerekir. Malzeme kullanım oranı için sektörün standart tanımı, bobin veya sacın nihai ürüne dönüşen yüzdesidir.

Temel Formül

Hesaplama basittir ancak parça yerleşimiyle ilgili hassas girişlere ihtiyaç duyar:

Malzeme Kullanımı % = (Parçanın Net Ağırlığı / Tüketilen Malzemenin Brüt Ağırlığı) × 100

• Net ağırlık: Tüm budama ve delme işlemlerinin ardından son halini almış preslenmiş parçanın ağırlığı.
• Brüt ağırlık: Bu parçayı üretmek için gereken toplam malzeme ağırlığı, Sunum (şeritteki parçalar arası mesafe) ile Halat Genişliği .

Örneğin, son halindeki bir braket 0,679 kg ağırlığında ise ancak bobinde kapladığı dikdörtgen alanın (adım × genişlik × kalınlık × yoğunluk) ağırlığı 1,165 kg ise kullanım oranı yalnızca %58,2'dir. Geri kalan 0,486 kg ise tasarlanarak oluşturulan hurmadır. Bu kullanım oranını %68'e çıkarmak parça başına gereken brüt ağırlığı önemli ölçüde azaltır ve bobinin 'satın alma ağırlığını' doğrudan düşürür.

Maksimum Üretim için Gelişmiş Yuvalama Stratejileri

En etkili yöntem otomotiv sac presleme malzeme kullanımı bu, parçaların rulo bandında nasıl yönlendirileceğini ve yerleştirildiğini optimize etmektir. Yanlış yuvalama stratejisini seçmek, düşük verimin en yaygın nedenidir.

Aşağıda tipik bir L şekilli otomotiv koltuk için ortak yuva düzenlerinin karşılaştırmalı bir analizi bulunmaktadır. Endüstri simülasyonlarından elde edilen veriler, düzen seçiminin verimliliği nasıl önemli ölçüde değiştirdiğini göstermektedir.

Yuvalama Stratejisi Karşılaştırması

Gösterildiği gibi, temel bir Bir-Yukarı sürecinden optimize edilmiş bir İki-Çift düzenlemeye geçmek, verimi 11 puanın üzerinde artırabilir. 300.000 parça üretim hacminde bu değişim, toplam çelik tüketimini tonlarca azaltarak verimsiz kesme işlemiyle ilişkili "maliyet cezasını" ortadan kaldırır.

Mühendislik ve Süreç Optimizasyon Teknikleri

Parça yerleşimini (nesting) aşarak, gelişmiş mühendislik müdahaleleri sac pres sürecinden daha fazla verim alabilir. Bu teknikler genellikle araç geliştirme döngüsünün erken aşamalarında ürün tasarımcıları ile üretim mühendisleri arasında iş birliği gerektirir.

Ek Artırım ve Bağlayıcı Optimizasyonu

Derin çekme süreçlerinde, sac metalin kalıp tutucularında tutulmasını ve malzeme akışının kontrol edilmesini sağlamak, kıvrılmaları önlemek için ekstra malzemeye (ek artım) ihtiyaç vardır. Ancak bu malzeme sonunda hurda olarak kesilip atılır. AutoForm veya Dynaform gibi simülasyon yazılımlarını kullanmak, şekillendirme kalitesini riske atmaksızın ek artım yüzey alanını en aza indirmek için mühendislere olanak tanır. Bağlayıcı kenarında sadece birkaç milimetrelik bir azaltma, milyonlarca vuruş boyunca önemli ölçüde malzeme tasarrufu sağlayabilir.

Hassasiyet İçin Ortaklık

Bu optimizasyonların uygulanması, teorik tasarım ile fiziksel gerçeklik arasındaki boşluğu kapatma kapasitesine sahip olmayı gerektirir. Bu stratejileri doğrulamak isteyen üreticiler için, Shaoyi Metal Technology kapsamlı dövme çözümleri sunar. IATF 16949 sertifikalı hassasiyeti ve 600 tona kadar çıkan pres kapasitesini kullanarak, otomotiv müşterilerinin hızlı prototiplemeden yüksek hacimli üretime geçişini sağlar. Beş gün içinde bir yerleştirme stratejisini 50 adet prototip ile doğrulamanız gerekiyor ya da verim optimize edilmiş bir tasarımı milyonlarca parça seviyesine taşımanız gerekirse, mühendislik hizmetleri küresel OEM standartlarına tam uyumu garanti eder.

Bobin Spesifikasyonu ve TWB

Optimizasyon için bir başka yol ise ham madde formatının kendisidir. Standart bobin genişlikleri, üreticiyi daha geniş hurda kenarlarını kabul etmeye zorlayabilir. Belirli yerleştirme adımına göre özel olarak kesilmiş bobinler sipariş etmek, kenar atıklarını ortadan kaldırabilir. Ayrıca, Lazer Kaynaklı Plakalar (TWB) mühendislerin sac levhaları farklı kalınlıklarda veya farklı kalitelerde birleştirerek preslemeden önce kaynak yapmalarına olanak tanır. Bu, daha kalın ve dayanıklı metali yalnızca ihtiyaç duyulan yerlere (örneğin çarpışma bölgeleri) yerleştirir, diğer bölgelere ise ince metal kullanılır; bu da genel olarak ham levha ağırlığını azaltır ve aracın malzeme kullanım oranını artırır.

Hurda Yönetimi ve Sürdürülebilirlik

En iyi yerleşim stratejilerine rağmen bazı hurda oluşumu kaçınılmazdır. Bu "mühendislik hurdası" genellikle parçanın içindeki boşluklar (delikler) ve taşıyıcı kısım artıklarından oluşur. Ancak modern verimlilik standartları, bu hurdayı saf atık olarak değil, potansiyel bir kaynak olarak değerlendirir.

• Hurdadan Hurdanın Üretilmesi: Kapaklar veya çamurluklar gibi daha büyük gövde panelleri için büyük boşluk kesimleri bazen daha küçük bağlantı parçaları veya rondelalar üretmek amacıyla kullanılacak kadar büyük olabilir. Bu "hurda içine yerleşim" tekniği, etkin olarak daha küçük bileşenler için ücretsiz malzeme sağlar.
• Sürdürülebilirlik Etkisi: Malzeme kullanımını en üst düzeye çıkarmak, doğrudan çevre korumayla ilişkilidir. Bir araç için gerekli olan çelikin brüt ağırlığını azaltarak üreticiler, çelik üretimi ve lojistikle ilişkili karbon ayak izlerini düşürürler. Yüksek verimli sac presleme süreçleri, kullanışlı her metal kilogramı başına tüketilen enerjiyi en aza indirerek ISO 14001 hedeflerini ve OEM sürdürülebilirlik taahhütlerini destekler.

Sonuç: Kâr, Adımda Saklıdır

Otomotiv presleme malzeme kullanımı, üretim verimliliğinin kesin bir ölçütüdür. Parça maliyetlerinin çoğunluğu malzeme maliyetlerinden oluştuğundan, %58 verim ile %69 verim arasındaki fark bir programın kârlılığını belirler. Veriye dayalı yerleştirme stratejilerini benimseyerek, ek artışı azaltmak için simülasyonu kullanarak ve uygulama için yetkin üreticilerle iş birliği yaparak otomotiv mühendisleri atıkları önemli ölçüde azaltabilir. Karların sentlerle ölçüldüğü bir sektörde, bobinin her milimetresinden en yüksek verimi almak sadece iyi mühendislik değil, aynı zamanda temel bir iş stratejisidir.

Sık Sorulan Sorular (SSS)

1. Preslemede ham madde kullanım oranı nedir?

Ham madde kullanım oranı, üretilen nihai kullanılabilir parçanın ağırlığının tüketilen toplam ham madde (bobin veya sac) ağırlığına oranıdır. Bu oran yüzde olarak ifade edilir: (Net Weight / Gross Weight) * 100. Daha yüksek bir oran, daha az atık ve daha düşük malzeme maliyetlerini gösterir.

2. Malzeme kullanım oranı otomotiv endüstrisinde neden kritiktir?

Ham malzemeler genellikle basılmış bir otomotiv bileşeninin toplam maliyetinin %60-70'ini oluşturur. Araç üretim hacimleri yüksek olduğu için, kullanım oranında (atık miktarının azaltılması) küçük iyileştirmeler bile büyük ölçüde birikimli maliyet tasarrufu ve çevresel etkide azalma sağlar.

3. One-Up ve Two-Up yerleşim (nesting) arasındaki fark nedir?

One-Up yerleşim, her pres vuruşunda tek bir parça basarken, genellikle verimsiz boşluklardan dolayı düşük malzeme verimine (örneğin ~%58) neden olur. Two-Up yerleşim ise her vuruşta iki parça üretir ve geometrilerin daha iyi bir şekilde birbiriyle kenetlenmesine olanak tanıyarak verim oranlarını önemli ölçüde artırabilir (genellikle >%60) ve üretim hızını yükseltir.

4. Otomotiv sac işlemede hangi malzemeler yaygın olarak kullanılır?

Karbon çelik, dayanıklılığı ve uygun maliyeti nedeniyle en yaygın olarak kullanılan malzemedir ve düşük karbonlu çelik ve yüksek dayanımlı çelik (HSS) gibi çeşitli kalitelerde mevcuttur. Alüminyum alaşımlar ise şekillendirilmesi daha zor olsa da, yakıt verimliliğini artırmak için hafifletme uygulamalarında giderek daha fazla kullanılmaktadır.