Prissetting basert alene på laserskjæretid kan føre til produksjonsordrer, men kan også være en tapsbringende operasjon, spesielt når metallprodusentens marginer er lave.
Når det gjelder forsyning i maskinverktøyindustrien, snakker vi vanligvis om produktiviteten til maskinverktøy. Hvor raskt kutter nitrogen stål en halv tomme? Hvor lang tid tar en piercing? Akselerasjonshastighet? La oss gjøre en tidsstudie og se hvordan utførelsestiden ser ut! Selv om dette er gode utgangspunkt, er de virkelig variabler vi må vurdere når vi tenker på suksessformelen?
Oppetid er grunnleggende for å bygge en god laservirksomhet, men vi må tenke på mer enn bare hvor lang tid det tar å redusere arbeidet. Et tilbud basert utelukkende på tidsreduksjon kan knuse hjertet ditt, spesielt hvis fortjenesten er liten.
For å avdekke eventuelle skjulte kostnader ved laserskjæring, må vi se på arbeidsforbruk, maskinens oppetid, konsistens i ledetid og delkvalitet, eventuell omarbeiding og materialforbruk. Generelt sett faller delekostnader inn i tre kategorier: utstyrskostnader, arbeidskostnader (som innkjøpte materialer eller brukt hjelpegass) og arbeidskraft. Herfra kan kostnadene deles inn i mer detaljerte elementer (se figur 1).
Når vi beregner kostnaden for en arbeidskostnad eller kostnaden for en del, vil alle elementene i figur 1 være en del av den totale kostnaden. Ting blir litt forvirrende når vi tar hensyn til kostnader i én kolonne uten å ta riktig hensyn til effekten på kostnadene i en annen kolonne.
Ideen om å utnytte materialer best mulig inspirerer kanskje ikke noen, men vi må veie fordelene opp mot andre hensyn. Når vi beregner kostnaden for en del, finner vi at materialet i de fleste tilfeller tar den største delen.
For å få mest mulig ut av materialet kan vi implementere strategier som kollineær skjæring (CLC). CLC sparer materiale og skjæretid, ettersom to kanter av delen lages samtidig med ett snitt. Men denne teknikken har noen begrensninger. Den er veldig geometriavhengig. Uansett må små deler som er utsatt for å velte settes sammen for å sikre prosessstabilitet, og noen må ta disse delene fra hverandre og muligens avgrade dem. Det tilfører tid og arbeid som ikke kommer gratis.
Det er spesielt vanskelig å separere deler når man arbeider med tykkere materialer, og laserskjæringsteknologi bidrar til å lage «nano»-etiketter med en tykkelse på mer enn halvparten av kuttets tykkelse. Å lage dem påvirker ikke kjøretiden fordi bjelkene forblir i kuttet. Etter at man har laget faner, er det ikke nødvendig å legge inn materialer på nytt (se fig. 2). Slike metoder fungerer bare på visse maskiner. Dette er imidlertid bare ett eksempel på nylige fremskritt som ikke lenger er begrenset til å bremse ting ned.
Igjen, CLC er veldig avhengig av geometri, så i de fleste tilfeller ønsker vi å redusere bredden på nettet i reiret i stedet for å få det til å forsvinne helt. Nettverket krymper. Dette er greit, men hva om delen vipper og forårsaker en kollisjon? Maskinverktøyprodusenter tilbyr forskjellige løsninger, men én tilnærming som er tilgjengelig for alle er å legge til en dyseforskyvning.
Trenden de siste årene har vært å redusere avstanden fra dysen til arbeidsstykket. Årsaken er enkel: fiberlasere er raske, og store fiberlasere er virkelig raske. En betydelig økning i produktiviteten krever en samtidig økning i nitrogenstrømmen. Kraftige fiberlasere fordamper og smelter metallet inne i kuttet mye raskere enn CO2-lasere.
I stedet for å bremse maskinen (noe som ville være kontraproduktivt), justerer vi dysen slik at den passer til arbeidsstykket. Dette øker strømmen av hjelpegass gjennom hakket uten å øke trykket. Høres ut som en vinner, bortsett fra at laseren fortsatt beveger seg veldig raskt og vippingen blir et større problem.
Figur 1. Tre nøkkelområder som påvirker kostnaden for en del: utstyr, driftskostnader (inkludert materialer som brukes og hjelpegass) og arbeidskraft. Disse tre vil være ansvarlige for en del av den totale kostnaden.
Hvis programmet ditt har spesielle problemer med å snu delen, er det fornuftig å velge en skjæreteknikk som bruker en større dyseforskyvning. Om denne strategien er fornuftig, avhenger av bruksområdet. Vi må balansere behovet for programstabilitet med økningen i hjelpegassforbruk som følger med økende dyseforskyvning.
Et annet alternativ for å forhindre at deler velter er å ødelegge stridshodet, laget manuelt eller automatisk ved hjelp av programvare. Og her står vi igjen overfor et valg. Destruksjon av seksjonsoverskrifter forbedrer prosesspåliteligheten, men øker også forbrukskostnader og reduserer hastigheten på programmene.
Den mest logiske måten å avgjøre om man skal bruke slug destructions er å vurdere å slippe detaljer. Hvis dette er mulig, og vi ikke kan programmere trygt for å unngå en potensiell kollisjon, har vi flere alternativer. Vi kan feste deler med mikrolåser eller kutte av metallbiter og la dem falle trygt.
Hvis problemprofilen er hele detaljen i seg selv, har vi egentlig ikke noe annet valg, vi må merke det. Hvis problemet er relatert til den interne profilen, må du sammenligne tiden og kostnadene ved å reparere og ødelegge metallblokken.
Nå blir spørsmålet kostnad. Gjør det vanskeligere å trekke ut en del eller blokk fra et rede å legge til mikrobrikker? Hvis vi ødelegger stridshodet, vil vi forlenge laserens kjøretid. Er det billigere å legge til ekstra arbeidskraft for å separate deler, eller er det billigere å legge til arbeidstid til en maskins timepris? Gitt maskinens høye timeproduksjon, kommer det sannsynligvis ned til hvor mange deler som må kuttes i små, trygge biter.
Arbeidskraft er en enorm kostnadsfaktor, og det er viktig å håndtere den når man prøver å konkurrere i et marked med lave lønnskostnader. Laserskjæring krever arbeidskraft knyttet til initial programmering (selv om kostnadene reduseres ved påfølgende bestillinger) samt arbeidskraft knyttet til maskindrift. Jo mer automatiserte maskinene er, desto mindre kan vi få ut av laseroperatørens timelønn.
«Automatisering» innen laserskjæring refererer vanligvis til bearbeiding og sortering av materialer, men moderne lasere har også mange flere typer automatisering. Moderne maskiner er utstyrt med automatisk dysebytte, aktiv skjærekvalitetskontroll og matehastighetskontroll. Det er en investering, men den resulterende arbeidsbesparelsen kan rettferdiggjøre kostnaden.
Timebetaling for lasermaskiner avhenger av produktivitet. Tenk deg en maskin som kan gjøre det som pleide å ta to skift på ett skift. I dette tilfellet kan det å bytte fra to skift til ett doble maskinens timeproduksjon. Etter hvert som hver maskin produserer mer, reduserer vi antall maskiner som trengs for å gjøre samme mengde arbeid. Ved å halvere antall lasere vil vi halvere lønnskostnadene.
Disse besparelsene vil selvsagt gå tapt hvis utstyret vårt viser seg å være upålitelig. En rekke prosesseringsteknologier bidrar til at laserskjæringen går problemfritt, inkludert overvåking av maskinens tilstand, automatiske dysekontroller og omgivelseslyssensorer som oppdager smuss på kutterhodets beskyttelsesglass. I dag kan vi bruke intelligensen til moderne maskingrensesnitt for å vise hvor mye tid som er igjen til neste reparasjon.
Alle disse funksjonene bidrar til å automatisere noen aspekter ved maskinvedlikehold. Enten vi eier maskiner med disse egenskapene eller vedlikeholder utstyret på gamlemåten (hardt arbeid og en positiv holdning), må vi sørge for at vedlikeholdsoppgaver fullføres effektivt og i tide.
Figur 2. Fremskritt innen laserskjæring fokuserer fortsatt på det store bildet, ikke bare skjærehastighet. For eksempel forenkler denne metoden med nanobonding (å koble sammen to arbeidsstykker kuttet langs en felles linje) separasjonen av tykkere deler.
Grunnen er enkel: maskiner må være i topp driftstilstand for å opprettholde høy total utstyrseffektivitet (OEE): tilgjengelighet x produktivitet x kvalitet. Eller, som nettstedet oee.com uttrykker det: «[OEE] definerer prosentandelen av virkelig effektiv produksjonstid. En OEE på 100 % betyr 100 % kvalitet (kun kvalitetsdeler), 100 % ytelse (raskest ytelse) og 100 % tilgjengelighet (ingen nedetid).» Å oppnå 100 % OEE er umulig i de fleste tilfeller. Industristandarden nærmer seg 60 %, selv om typisk OEE varierer etter bruksområde, antall maskiner og driftskompleksitet. Uansett er OEE-fortreffelighet et ideal verdt å strebe etter.
Tenk deg at vi mottar en prisforespørsel på 25 000 deler fra en stor og velkjent kunde. Å sikre en problemfri gjennomføring av dette arbeidet kan ha en betydelig innvirkning på selskapets fremtidige vekst. Så vi tilbyr 100 000 dollar, og kunden aksepterer. Dette er gode nyheter. Den dårlige nyheten er at fortjenestemarginene våre er små. Derfor må vi sikre høyest mulig nivå av OEE. For å tjene penger må vi gjøre vårt beste for å øke det blå området og redusere det oransje området i figur 3.
Når marginene er lave, kan overraskelser undergrave eller til og med oppheve fortjenesten. Vil dårlig programmering ødelegge dysen min? Vil en dårlig skjæremåler forurense sikkerhetsglasset mitt? Jeg har en uplanlagt nedetid og måtte avbryte produksjonen for forebyggende vedlikehold. Hvordan vil dette påvirke produksjonen?
Dårlig programmering eller vedlikehold kan føre til at forventet matingshastighet (og matingshastigheten som brukes til å beregne total prosesseringstid) blir lavere. Dette reduserer OEE og øker den totale produksjonstiden – selv uten behov for å avbryte produksjonen for å justere maskinparametere. Si farvel til biltilgjengelighet.
Blir delene vi lager faktisk sendt til kundene, eller kastes noen deler i søpla? Dårlige kvalitetspoeng i OEE-beregninger kan virkelig skade.
Produksjonskostnader for laserskjæring vurderes mye mer detaljert enn bare fakturering for direkte lasertid. Dagens maskinverktøy tilbyr mange alternativer som hjelper produsenter med å oppnå det høye nivået av åpenhet de trenger for å forbli konkurransedyktige. For å forbli lønnsomme trenger vi bare å kjenne til og forstå alle de skjulte kostnadene vi betaler når vi selger dingser.
Bilde 3 Spesielt når vi bruker veldig tynne marger, må vi minimere det oransje og maksimere det blå.
FABRICATOR er det ledende magasinet for metallforming og metallbearbeiding i Nord-Amerika. Magasinet publiserer nyheter, tekniske artikler og sakshistorier som gjør det mulig for produsenter å gjøre jobben sin mer effektivt. FABRICATOR har betjent bransjen siden 1970.
Full digital tilgang til The FABRICATOR er nå tilgjengelig, noe som gir deg enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Full digital tilgang til Tubing Magazine er nå tilgjengelig, noe som gir deg enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Full digital tilgang til The Fabricator på spansk er nå tilgjengelig, noe som gir enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Kevin Cartwright tok en svært ukonvensjonell vei for å bli sveiseinstruktør. Multimediakunstner med lang erfaring i Detroit…
Publisert: 07.09.2023