Prissättning baserad på enbart laserskärtid kan leda till produktionsorder, men kan också vara en förlustbringande operation, särskilt när plåttillverkarens marginaler är låga.
När det kommer till utbudet inom verktygsmaskinsindustrin brukar vi prata om produktiviteten hos verktygsmaskiner. Hur snabbt skär kväve stål en halv tum? Hur lång tid tar en piercing? Accelerationshastighet? Låt oss göra en tidsstudie och se hur avrättningstiden ser ut! Även om det här är bra utgångspunkter, är det verkligen variabler vi måste tänka på när vi tänker på framgångsformeln?
Drifttid är grundläggande för att bygga en bra laserverksamhet, men vi måste tänka på mer än bara hur lång tid det tar att dra ner på arbetet. Ett erbjudande baserat enbart på tidsminskning kan krossa ditt hjärta, speciellt om vinsten är liten.
För att avslöja eventuella dolda kostnader vid laserskärning måste vi titta på arbetsanvändning, maskindrifttid, konsekvens i ledtid och delkvalitet, eventuell omarbetning och materialanvändning. I allmänhet delas kostnader för delar in i tre kategorier: utrustningskostnader, arbetskostnader (som inköpt material eller använd hjälpgas) och arbetskraft. Härifrån kan kostnaderna delas upp i mer detaljerade delar (se figur 1).
När vi beräknar kostnaden för ett arbete eller kostnaden för en del, kommer alla poster i figur 1 att vara en del av den totala kostnaden. Saker och ting blir lite förvirrande när vi redovisar kostnader i en kolumn utan att korrekt redogöra för inverkan på kostnaderna i en annan kolumn.
Tanken på att få ut det mesta av material kanske inte inspirerar någon, men vi måste väga dess fördelar mot andra överväganden. Vid beräkning av kostnaden för en del finner vi att i de flesta fall tar materialet den största delen.
För att få ut det mesta av materialet kan vi implementera strategier som Collinear Cutting (CLC). CLC sparar material och skärtid, eftersom två kanter av delen skapas samtidigt med ett snitt. Men denna teknik har vissa begränsningar. Det är väldigt geometriberoende. Små delar som är benägna att välta måste i alla fall sättas ihop för att säkerställa processstabilitet och någon behöver ta isär dessa delar och eventuellt grada dem. Det tillför tid och arbete som inte kommer gratis.
Separering av delar är särskilt svårt när man arbetar med tjockare material, och laserskärningsteknik hjälper till att skapa "nano"-etiketter med en tjocklek på mer än hälften av snittets tjocklek. Att skapa dem påverkar inte körtiden eftersom strålarna förblir i snittet; efter att du har skapat flikar behöver du inte ange material igen (se fig. 2). Sådana metoder fungerar bara på vissa maskiner. Detta är dock bara ett exempel på nya framsteg som inte längre är begränsade till att sakta ner.
Återigen är CLC väldigt beroende av geometri, så i de flesta fall försöker vi minska bredden på nätet i boet snarare än att få det att försvinna helt. Nätverket krymper. Det här är bra, men vad händer om delen lutar och orsakar en kollision? Tillverkare av verktygsmaskiner erbjuder olika lösningar, men en metod som är tillgänglig för alla är att lägga till en munstycksoffset.
Trenden de senaste åren har varit att minska avståndet från munstycket till arbetsstycket. Anledningen är enkel: fiberlasrar är snabba och stora fiberlasrar är riktigt snabba. En betydande ökning av produktiviteten kräver en samtidig ökning av kväveflödet. Kraftfulla fiberlasrar förångar och smälter metallen inuti snittet mycket snabbare än CO2-lasrar.
Istället för att sakta ner maskinen (vilket skulle vara kontraproduktivt) justerar vi munstycket för att passa arbetsstycket. Detta ökar flödet av hjälpgas genom skåran utan att öka trycket. Låter som en vinnare, förutom att lasern fortfarande rör sig väldigt snabbt och lutningen blir mer av ett problem.
Figur 1. Tre nyckelområden som påverkar kostnaden för en del: utrustning, driftskostnader (inklusive material som används och hjälpgas) och arbetskraft. Dessa tre kommer att stå för en del av den totala kostnaden.
Om ditt program har särskilda svårigheter att vända delen är det vettigt att välja en skärteknik som använder en större munstycksförskjutning. Huruvida denna strategi är vettig beror på applikationen. Vi måste balansera behovet av programstabilitet med den ökade förbrukningen av hjälpgas som följer med ökande munstycksförskjutning.
Ett annat alternativ för att förhindra att delar tippar är förstörelsen av stridsspetsen, skapad manuellt eller automatiskt med hjälp av programvara. Och här står vi återigen inför ett val. Sektionshuvuddestruktionsoperationer förbättrar processtillförlitligheten, men ökar också förbrukningskostnaderna och långsamma program.
Det mest logiska sättet att avgöra om man ska använda snigelförstöringar är att överväga att ta bort detaljer. Om detta är möjligt och vi inte kan programmera säkert för att undvika en potentiell kollision, har vi flera alternativ. Vi kan fästa delar med mikrospärrar eller skära bort metallbitar och låta dem falla säkert.
Om problemprofilen är hela detaljen i sig så har vi egentligen inget annat val, vi måste markera det. Om problemet är relaterat till den interna profilen, måste du jämföra tiden och kostnaden för att reparera och bryta metallblocket.
Nu blir frågan kostnad. Gör det svårare att extrahera en del eller block från ett bo om du lägger till mikrotaggar? Om vi förstör stridsspetsen förlänger vi laserns körtid. Är det billigare att lägga till extra arbetskraft till separata delar, eller är det billigare att lägga till arbetstid till en maskins timpris? Med tanke på maskinens höga timeffekt beror det förmodligen på hur många bitar som behöver skäras till små, säkra bitar.
Arbetskraft är en enorm kostnadsfaktor och det är viktigt att hantera den när man försöker konkurrera på en marknad med låga arbetskostnader. Laserskärning kräver arbete i samband med initial programmering (även om kostnaderna reduceras vid efterföljande ombeställningar) samt arbete i samband med maskindrift. Ju mer automatiserade maskinerna är, desto mindre kan vi få ut av laseroperatörens timlön.
"Automation" inom laserskärning syftar vanligtvis på bearbetning och sortering av material, men moderna lasrar har också många fler typer av automation. Moderna maskiner är utrustade med automatiskt munstycksbyte, aktiv skärkvalitetskontroll och matningshastighetskontroll. Det är en investering, men de resulterande arbetsbesparingarna kan motivera kostnaden.
Timbetalning av lasermaskiner beror på produktiviteten. Föreställ dig en maskin som kan göra på ett skift vad som brukade ta två skift. I detta fall kan byte från två skift till ett fördubbla maskinens timeffekt. Eftersom varje maskin producerar mer, minskar vi antalet maskiner som behövs för att utföra lika mycket arbete. Genom att halvera antalet lasrar kommer vi att halvera arbetskostnaderna.
Naturligtvis kommer dessa besparingar att gå i sjön om vår utrustning visar sig vara opålitlig. En mängd olika bearbetningstekniker hjälper till att hålla laserskärningen igång smidigt, inklusive maskintillståndsövervakning, automatisk munstycksinspektion och sensorer för omgivande ljus som upptäcker smuts på skärhuvudets skyddsglas. Idag kan vi använda intelligensen från moderna maskingränssnitt för att visa hur mycket tid som är kvar till nästa reparation.
Alla dessa funktioner hjälper till att automatisera vissa aspekter av maskinunderhåll. Oavsett om vi äger maskiner med dessa egenskaper eller underhåller utrustningen på gammaldags sätt (hårt arbete och en positiv attityd), måste vi se till att underhållsuppgifterna slutförs effektivt och i tid.
Figur 2. Framstegen inom laserskärning fokuserar fortfarande på helheten, inte bara skärhastigheten. Till exempel underlättar denna metod för nanobonding (sammanfogning av två arbetsstycken skurna längs en gemensam linje) separationen av tjockare delar.
Anledningen är enkel: maskiner måste vara i toppskick för att bibehålla hög total utrustningseffektivitet (OEE): tillgänglighet x produktivitet x kvalitet. Eller, som webbplatsen oee.com säger: "[OEE] definierar procentandelen av verkligt effektiv produktionstid. En OEE på 100 % betyder 100 % kvalitet (endast kvalitetsdelar), 100 % prestanda (snabbaste prestanda). ) och 100 % tillgänglighet (ingen stilleståndstid).” Att uppnå 100 % OEE är i de flesta fall omöjligt. Branschstandarden närmar sig 60 %, även om typisk OEE varierar beroende på applikation, antal maskiner och komplexiteten i driften. OEE-excellens är hur som helst ett ideal som är värt att sträva efter.
Föreställ dig att vi får en offertförfrågan på 25 000 delar från en stor och välkänd kund. Att säkerställa att detta arbete fungerar smidigt kan ha en betydande inverkan på vårt företags framtida tillväxt. Så vi erbjuder $100 000 och kunden accepterar. Det här är goda nyheter. Den dåliga nyheten är att våra vinstmarginaler är små. Därför måste vi säkerställa högsta möjliga nivå av OEE. För att tjäna pengar måste vi göra vårt bästa för att öka det blå området och minska det orangea området i figur 3.
När marginalerna är låga kan eventuella överraskningar undergräva eller till och med omintetgöra vinster. Kommer dålig programmering att förstöra mitt munstycke? Kommer en dålig skärningsmätare att förorena mitt säkerhetsglas? Jag har ett oplanerat stillestånd och var tvungen att avbryta produktionen för förebyggande underhåll. Hur kommer detta att påverka produktionen?
Dålig programmering eller underhåll kan göra att den förväntade matningshastigheten (och matningshastigheten som används för att beräkna den totala bearbetningstiden) blir mindre. Detta minskar OEE och ökar den totala produktionstiden – även utan att operatören behöver avbryta produktionen för att justera maskinparametrar. Säg adjö till biltillgänglighet.
Skickas de delar vi tillverkar faktiskt till kunder, eller slängs vissa delar i papperskorgen? Dåliga kvalitetsresultat i OEE-beräkningar kan verkligen skada.
Produktionskostnader för laserskärning betraktas i mycket mer detalj än bara fakturering för direkt lasertid. Dagens verktygsmaskiner erbjuder många alternativ för att hjälpa tillverkare att uppnå den höga nivå av transparens som de behöver för att förbli konkurrenskraftiga. För att förbli lönsamma behöver vi bara känna till och förstå alla dolda kostnader vi betalar när vi säljer widgets.
Bild 3 Speciellt när vi använder mycket tunna marginaler måste vi minimera det orangea och maximera det blåa.
FABRICATOR är den ledande tidningen för metallformning och metallbearbetning i Nordamerika. Tidningen publicerar nyheter, tekniska artiklar och fallhistorier som gör det möjligt för tillverkare att göra sitt jobb mer effektivt. FABRICATOR har betjänat branschen sedan 1970.
Fullständig digital tillgång till The FABRICATOR är nu tillgänglig, vilket ger dig enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Fullständig digital tillgång till Tubing Magazine är nu tillgänglig, vilket ger dig enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Fullständig digital tillgång till The Fabricator en Español är nu tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Myron Elkins går med i The Maker-podcast för att prata om sin resa från småstad till fabrikssvetsare...
Posttid: 2023-aug-28