Metal Preslemede Hurda Miktarını Azaltma: Karlılık için 5 Teknik Strateji

Özet

Metal preslemede hurda azaltmak yalnızca bir temizlik görevi değildir; ham maddeler genellikle toplam parça maliyetinin %50–70'ini oluşturduğundan, hurda azaltma kârlılığı artırmak için en etkili tek koldur. Hurdayı gömülü bir maliyetten rekabet avantajına dönüştürmek için üreticilerin üçlü bir yaklaşıma sahip olmaları gerekir: Ürün Tasarımı (DFM) , Kalıp Optimizasyonu (gelişmiş parçalar arası yerleşim ve hurda geri kazanım gibi), ve Süreç kontrolü (sensörlü izleme). Başarı için temel ölçüt, Malzeme Kullanım Oranı (MKO) —ham sacın bitmiş ürüne dönüşen yüzdesidir.

Bu kılavuz, daha sık yerleşim için 'nano eklem' uygulamaya kadar ve hataları gerçek zamanlı olarak engelleyen 'aktif hız kontrolü' sensörlerini kullanmaya kadar, MKO'yu maksimize etmek için teknik stratejileri ele almaktadır. Temel hurda bertaraf yöntemlerinden ileriye geçerek mühendislikle tasarlanmış hurda azaltma yöntemlerine doğru hareket eden presleme operasyonları önemli maliyet tasarruflarını geri kazanabilir.

Optimizasyon Stratejisi 1: Gelişmiş Parça Yerleştirme ve Malzeme Kullanımı

Hurda miktarını azaltmak için en doğrudan fırsat, şerit yerleşiminin mühendislik tasarımı konusunda yatmaktadır. Nesting parçaların metal bir şerit üzerinde aralarındaki boşluğu (kılavuz alanı) en aza indirecek şekilde düzenlenmesi uygulamasını ifade eder. Standart "tekli" yerleşimler tasarımı kolay olsa da genellikle fazla iskelet hurdası bırakır. "Çiftli" veya "birbiri içine geçmeli" gibi gelişmiş parça yerleştirme stratejileri malzeme kullanım oranını %5–15 artırabilir ve bu da doğrudan kâra yansır.

Etkili bir teknik gerçek şekil yerleştirme gibi modern teknolojilerden yararlanmayı içerir nano eklemeler . TRUMPF gibi sektör liderlerinin ayrıntılı şekilde açıkladığı gibi, nano eklemeler, parçayı şeride bağlayan ve daha büyük geleneksel mikro eklemelerin yerini alan küçük tutucu sekilerdir. Bu sekieler çok küçük olduğu için parçalar, dışarı taşma veya çarpışma riski olmadan doğrudan birbirlerinin hemen yanına yerleştirilebilir. Bu yakınlık, parçalar arasındaki web genişliğini azaltarak önemli ölçüde daha sıkı yerleşimlere olanak tanır ve etkin bir şekilde her bir rulodan daha fazla ürün çıkarılmasını sağlar.

Başka gelişmiş bir yaklaşım karışık-parça yerleşimi , burada daha büyük bir parçanın hurda alanından daha küçük, farklı bir bileşen basılır. ESI Engineering Specialties tarafından verilen klasik bir örnekte, bir dalış ekipmanı üreticisinin yılda 20.000 adet D halkası ürettiği belirtilir. Mühendisler, büyük halkanın iç kısmındaki "D" şeklindeki kesimden, atılacak olan malzemeden daha küçük bir pul benzeri halka basmanın mümkün olduğunu fark ettiler. Bu sayede maliyeti tek bir parça kadar olan malzemeden etkin olarak iki parça elde edilmiş oldu. Ancak burada dikkat edilmesi gereken temel bir kural vardır: Hurda alana yerleştirilen küçük parçanın üretim hacmi, daha büyük parçanın üretim hacmine eşit veya ondan düşük olmalıdır; aksi takdirde kullanılmayan bileşenlerden stok birikimi oluşur.

Şerit Düzeni İncelemeleri için Ana Kontrol Listesi

• Köprü Genişliği: Bağlantı bandı genişliği malzeme kalınlığı için optimize edilmiş mi?
• Tane Yönü: Bükümler, çatlak oluşumunu önlemek için tane yönüne dik hâlde mi?
• Parça Dönüşü: Parçayı 180 derece döndürmek birbiriyle kenetlenmeyi sağlayabilir mi?
• Karışık Yerleştirme: Hurda bölgede yer alabilecek BOM'da (Malzeme Listesi) daha küçük bir parça var mı?

Optimizasyon Stratejisi 2: Kalıp Tasarımı ve Mühendislik Çözümleri

Düzen düzenlendikten sonra, odak fiziksel kalıp ekipmanına kayar. Progresif kalıp tasarımı birincil işlem tarafından üretilen hurdayı (artığı) kabul edecek şekilde özel olarak tasarlanmış ikincil bir araç olan "artık kalıplar" veya "geri kazanım kalıpları" aracılığıyla malzeme geri kazanımına benzersiz fırsatlar sunar. Bu yaklaşım kalıp maliyetini artırır ancak yüksek hacimli üretimlerde uzun vadeli tasarruflar yatırımın haklı olduğunu gösterir.

Sürekli üretim için bazı sac presler "hurda dikmek" tekniklerini kullanır. The Fabricator'ın teknik tartışmalarında da belirtildiği gibi, hurda parçalar bazen bir sürekli şerit oluşturacak şekilde (mandal kilitler veya benzeri cihazlar kullanılarak) mekanik olarak birleştirilebilir ve ikincil ilerleyici bir kalıba beslenebilir. Bu yaratıcı mühendislik daha önce serbest atık olanın otomatik beslenmesini sağlar. Ancak, mühendisler dikkatli olmalıdır şekillendirilmesi sırasında sertleşmesiyle i̇lk işlemde zaten şekil değiştirmiş veya gerilmiş metal sünekliğini kaybetmiş olabilir ve bu da onu derin çekmeli ikincil parçalar için uygun hâle getirmez. Bu tür metaller, basit braketler veya düz bileşenler için en uygundur.

Sert çelğe geçmeden önce bu karmaşık kalıp kavramlarını doğrulamak çok önemlidir. İşte bu noktada, yeteneklere odaklı bir üreticiyle iş birliği yapmak vazgeçilmez hâle gelir. Şirketler gibi Shaoyi Metal Technology sunmak kapsamlı sac işleme çözümleri sunarken kalıplarınızın kusursuz durumda kalmasını sağlamak hayati öneme sahiptir hızlı prototipleme ile seri üretim arasındaki boşluğu dolduran. Nitelikli prototipleri en kısa beş gün gibi bir sürede teslim etme kapasitelerinden yararlanarak mühendisler, tasarım aşamasının erken dönemlerinde malzeme akışını ve yerleşim uygunluğunu test edebilir ve böylece yüksek hacimli otomotiv standartları (IATF 16949) için agresif hurda azaltma stratejilerinin uygulanabilirliğini sağlayabilir.

Optimizasyon Stratejisi 3: Kusur Önleme ve Süreç Kontrolü

Hurda sadece geride kalan iskelet kadar değil, aynı zamanda attığınız parçalar kadar ilgilidir. Arasında ayrım yapmak gerekir mühendislikle belirlenmiş hurda (ihtiras artıkları) ve üretim hurdası (arızalı parçalar) kritik öneme sahiptir. Mühendislik atığı bir tasarım tercihiyken, üretim atığı bir süreç hatasıdır. Yaygın kusurlar, örneğin parça Çekilmesi —delinmiş bir parçanın matris ucuna yapışması ve bir sonraki parçayı hasaretmesi— tespit edilmezse binlerce parçayı bozabilir.

Buna karşı mücadelede üreticiler giderek daha çok kalıp içi sensör teknolojisi 'ni benimsemektedir. Örneğin Aktif Hız Kontrolü tRUMPF tarafından vurgulandığı gibi, modern sistemler süreç radyasyonunu izlemek için sensörler kullanır ve besleme oranını otomatik olarak düzenler. Sistem erimiş malzemenin doğru şekilde oluşmaması veya delikten parça atılmaması gibi potansiyel bir sorunu tespit ederse, parametreleri ayarlayabilir veya presi hemen durdurabilir. Bu durum kalite anlayışını "sonradan kötü parçaları ayıklamak" (olaydan sonra bozuk parçaları ayırmak) yerine "kaliteyi üretim sürecine entegre etmek"e kaydırır.

Üretim atığını azaltmak için kullanılan başka bir yöntem ise Görüş Sistemleri ve Drop & Cut teknoloji. Kalan sac levhalar — hâlâ kullanılabilecek alanı olan bobin uçları veya iskeletler — için kamera sistemleri, parça grafiklerini sacın canlı video görüntüsüne yerleştirebilir. Operatörler daha sonra dijital parça dosyalarını kalan malzemenin üzerine sürükleyip bırakarak anında yedek parçalar kesilebilir. Bu sayede bobinlerin "kullanılamaz" son kısımları bile geri dönüşüm kutusu yerine gelire katkı sağlar.

Optimizasyon Stratejisi 4: Üretilebilirlik İçin Tasarım (DFM)

Hurdayı azaltmanın en maliyet etkin zamanı, kalıp hiç yapılmadan önceki aşamadır. Üretilebilirlik için tasarım (dfm) ürün tasarımcıları ile pres mühendisleri arasında iş birliği yaparak bileşen geometrisini standart şerit genişliklerine uyarlama işlemidir. Sıkça, bir flanş genişliğini 2 mm daraltmak ya da bir köşe yarıçapını değiştirmek gibi küçük değişiklikler, parçanın daha dar standart bir bobine sığmasını veya komşusuyla daha sıkı yerleşmesini sağlayabilir.

Malzeme seçimi de bir rol oynar. Mühendisler bir parçanın tornalanmak yerine dövülerek üretilebileceğini değerlendirmelidir . İşleme, bir bloğun %80'ine kadarını talaş (atık) haline getiren çıkarıcı bir süreçtir. Buna karşılık, presleme net şekil sürecidir. ESI tarafından belirtildiği gibi, işlenmiş bir bileşeni preslenmiş hâline dönüştürmek sadece malzeme atığını büyük ölçüde azaltmakla kalmaz, genellikle üretim hızını da artırır. Ayrıca, tasarımcıların tane yönü . Malzeme yönünü göz önünde bulundurmadan yalnızca en yüksek yerleşim için bir parçayı şerit üzerinde konumlandırmak, büküm sırasında çatlama riskini artırabilir ve bu parti için hurdaya çıkma oranının %100'e ulaşmasına neden olabilir. Dengeleyici bir DFM yaklaşımı, malzeme tasarrufunu süreç güvenilirliğiyle birlikte değerlendirir.

Sonuç: Atığı Kâra Dönüştürmek

Metal presleme işleminde hurdanın azaltılması, hassasiyeti ve yaratıcılığı ödüllendiren çok disiplinli bir zordur. Hurdanın sadece "iş yapmanın maliyeti" olarak görülmesinden uzaklaşılarak üreticiler önemli gizli kârlar ortaya çıkarabilir. Nano eklemeler gibi gelişmiş yerleştirme stratejilerinin, hurda kalıpları aracılığıyla artıkların yaratıcı şekilde yeniden kullanılmasının ve akıllı sensörlerin devreye sokulmasının entegrasyonu, malzeme kullanımının en üst düzeye çıkarıldığı güçlü bir sistem oluşturur.

Başarı, her bobinin her bir inçkaresinin potansiyel gelir olarak görülmesi şeklinde bir bakış açısı değişimi gerektirir. Daha iyi yerleştirme sağlayacak küçük DFM düzenlemeleri yoluyla olursa olsun veya binlerce kusuru önleyecek akıllı pres kontrol sistemlerine yatırım yapılması yoluyla olursa olsun hedef aynı kalır — Malzeme Kullanım Oranı'nı (MUR) en yüksek düzeye çıkarmak ve fabrikadan çıkan tek metalin kaliteli, satılabilir parçalar halinde olmasını sağlamaktır.

Sıkça Sorulan Sorular

1. Metal preslemede hurda ile atık arasındaki fark nedir?

Terimler genellikle birbirinin yerine kullanılsa da, "hurda" genellikle bir bayiye satıldığında bazı artan parasal değer taşıyan geri dönüştürülebilir metalleri (örneğin iskelet şeridi veya iç organları) ifade eder. "Atık" veya "çöp" ise kurtarım değeri olmayan geri dönüştürülemez malzemeleri ya da kaynakları ifade eder. Ancak entegre imalat bağlamında, satın alınıp ürün olarak satılmayan herhangi bir malzeme en aza indirilmelidir.

parça yerleşimi (nesting) malzeme maliyetlerini nasıl azaltır?

Yerleşim, parçalar arasındaki boş alanı en aza indirmek için metal şerit üzerindeki parçaların yerleşimini optimize eder. Parçaları birbiriyle eşleştirerek, döndürerek veya küçük parçaları büyüklerin hurda alanlarına yerleştirerek üreticiler rulodaki parça sayısını artırabilirler. Malzeme maliyetleri genellikle toplam parça maliyetinin %50-70'ini oluşturduğundan, rulodaki parça sayısının artırılması birim maliyeti doğrudan düşürür.

sac preslemede hurdaya neden olan en yaygın hatalar nelerdir?

Reddedilen parçalara (üretim hurdası) yol açan yaygın hatalar şunlardır parça Çekilmesi (atık malzemenin kalıba geri çekildiği yer), kırpma Kenarları (Burrs) (körelmiş takımlardan veya uygun olmayan boşluktan kaynaklanan keskin kenarlar), bölünme/çatlama (genellikle tane yönü sorunlarından dolayı), ve kırışıklık . Bunların önlenmesi için düzenli kalıp bakımı ve süreç izleme gereklidir.

4. Atık kalıp veya geri kazanım kalıbı nedir?

Atık kalıp, aynı zamanda geri kazanım kalıbı olarak da bilinir ve birincil presleme işlemi sırasında oluşan hurda malzemeyi (atık) kullanarak daha küçük, ayrı bir parça üretmek amacıyla tasarlanmış özel bir sac presleme aracıdır. Örneğin, bir otomobil cam çerçevesinden çıkan kesinti metal parçası, küçük bir braket üretmek üzere atık kalıba verilebilir ve böylece ikincil parça için ücretsiz malzeme elde edilmiş olur.

5. Tane yönü hurda oranlarını nasıl etkiler?

Metal bobin, haddeleme süreci sırasında oluşan ahşaptaki liflere benzer bir "lif" yapısına sahiptir. Metalin bu lifine paralel olarak bükülmesi, dış kısmında çatlaklara neden olabilir ve bu da parçaların reddedilmesine yol açar. Kritik bükümlerin lifin dik olduğu yönde veya tersine gelecek şekilde şerit yerleşiminin tasarlanması, hafifçe daha az optimize bir yerleştirme yoğunluğu anlamına gelse bile bu çatlamayı önler.