Prisfastsættelse alene baseret på laserskæretid kan føre til produktionsordrer, men kan også være en tabsgivende operation, især når pladeproducentens marginer er lave.
Når det kommer til udbud i maskinværktøjsindustrien, taler vi normalt om produktiviteten af værktøjsmaskiner. Hvor hurtigt skærer nitrogen stål en halv tomme? Hvor lang tid tager en hulning? Accelerationshastighed? Lad os lave et tidsstudie og se, hvordan udførelsestiden ser ud! Selvom disse er gode udgangspunkter, er de virkelig variabler, vi skal overveje, når vi tænker på succesformlen?
Oppetid er fundamental for at opbygge en god laserforretning, men vi er nødt til at tænke på mere end blot hvor lang tid det tager at reducere arbejdet. Et tilbud udelukkende baseret på tidsreduktion kan knuse dit hjerte, især hvis profitten er lille.
For at afdække eventuelle skjulte omkostninger ved laserskæring, skal vi se på arbejdskraftforbrug, maskinens oppetid, ensartethed i leveringstid og delkvalitet, eventuel omarbejdning og materialeforbrug. Generelt falder delomkostninger i tre kategorier: udstyrsomkostninger, arbejdskraftomkostninger (såsom indkøbte materialer eller brugt hjælpegas) og arbejdskraft. Herfra kan omkostningerne opdeles i mere detaljerede elementer (se figur 1).
Når vi beregner omkostningerne ved en arbejdskraft eller omkostningerne ved en del, vil alle elementerne i figur 1 være en del af den samlede omkostning. Det bliver lidt forvirrende, når vi tager højde for omkostninger i én kolonne uden korrekt at tage højde for virkningen på omkostningerne i en anden kolonne.
Ideen om at udnytte materialerne bedst muligt inspirerer måske ikke nogen, men vi må afveje fordelene mod andre overvejelser. Når vi beregner prisen på en del, finder vi ud af, at materialet i de fleste tilfælde udgør den største del.
For at få mest muligt ud af materialet kan vi implementere strategier som Collinear Cutting (CLC). CLC sparer materiale og skæretid, da to kanter af emnet skabes på samme tid med ét snit. Men denne teknik har nogle begrænsninger. Den er meget geometriafhængig. Under alle omstændigheder skal små dele, der er tilbøjelige til at vælte, samles for at sikre processtabilitet, og nogen skal skille disse dele ad og muligvis afgrate dem. Det tilføjer tid og arbejde, som ikke kommer gratis.
Adskillelse af dele er især vanskeligt, når man arbejder med tykkere materialer, og laserskæreteknologi hjælper med at skabe "nano"-etiketter med en tykkelse på mere end halvdelen af snittets tykkelse. Oprettelsen af dem påvirker ikke køretiden, fordi bjælkerne forbliver i snittet; efter oprettelse af faner er der ikke behov for at indsætte materialer igen (se fig. 2). Sådanne metoder fungerer kun på visse maskiner. Dette er dog blot ét eksempel på nylige fremskridt, der ikke længere er begrænset til at bremse tingene.
Igen er CLC meget afhængig af geometri, så i de fleste tilfælde forsøger vi at reducere bredden af nettet i reden i stedet for at få det til at forsvinde helt. Netværket krymper. Det er fint, men hvad nu hvis delen vipper og forårsager en kollision? Maskinværktøjsproducenter tilbyder forskellige løsninger, men én tilgang, der er tilgængelig for alle, er at tilføje en dyseforskydning.
Tendensen i de seneste par år har været at reducere afstanden fra dysen til emnet. Årsagen er enkel: fiberlasere er hurtige, og store fiberlasere er virkelig hurtige. En betydelig stigning i produktiviteten kræver en samtidig stigning i nitrogenstrømmen. Kraftige fiberlasere fordamper og smelter metallet inde i snittet meget hurtigere end CO2-lasere.
I stedet for at bremse maskinen (hvilket ville være kontraproduktivt), justerer vi dysen, så den passer til emnet. Dette øger strømmen af hjælpegas gennem hakket uden at øge trykket. Lyder som en vinder, bortset fra at laseren stadig bevæger sig meget hurtigt, og hældningen bliver et større problem.
Figur 1. Tre nøgleområder, der påvirker prisen på en del: udstyr, driftsomkostninger (inklusive anvendte materialer og hjælpegas) og arbejdskraft. Disse tre vil være ansvarlige for en del af de samlede omkostninger.
Hvis dit program har særlige problemer med at vende emnet, giver det mening at vælge en skæreteknik, der bruger et større dyseforskyd. Om denne strategi giver mening afhænger af applikationen. Vi skal afbalancere behovet for programstabilitet med det stigende hjælpegasforbrug, der følger med stigende dyseforskydning.
En anden mulighed for at forhindre væltning af dele er destruktion af sprænghovedet, der kan oprettes manuelt eller automatisk ved hjælp af software. Og her står vi igen over for et valg. Destruktion af sektionshoveder forbedrer procespålideligheden, men øger også forbrugsomkostninger og forsinker programmer.
Den mest logiske måde at beslutte, om man skal bruge slug destructions, er at overveje at droppe detaljer. Hvis dette er muligt, og vi ikke sikkert kan programmere til at undgå en potentiel kollision, har vi flere muligheder. Vi kan fastgøre dele med mikrolåse eller skære metalstykker af og lade dem falde sikkert.
Hvis problemprofilen er hele detaljen i sig selv, så har vi reelt intet andet valg, vi er nødt til at markere det. Hvis problemet er relateret til den interne profil, skal du sammenligne tid og omkostninger ved at reparere og ødelægge metalblokken.
Nu bliver spørgsmålet omkostninger. Gør tilføjelsen af mikromærker det sværere at udtrække en del eller blok fra en rede? Hvis vi ødelægger sprænghovedet, vil vi forlænge laserens køretid. Er det billigere at tilføje ekstra arbejdskraft til separate dele, eller er det billigere at tilføje arbejdstid til en maskines timepris? I betragtning af maskinens høje timeproduktion kommer det sandsynligvis an på, hvor mange stykker der skal skæres i små, sikre stykker.
Arbejdskraft er en enorm omkostningsfaktor, og det er vigtigt at styre den, når man forsøger at konkurrere på et marked med lave lønomkostninger. Laserskæring kræver arbejdskraft forbundet med den indledende programmering (selvom omkostningerne reduceres ved efterfølgende genbestillinger) samt arbejdskraft forbundet med maskinbetjening. Jo mere automatiserede maskinerne er, jo mindre kan vi få ud af laseroperatørens timeløn.
"Automatisering" inden for laserskæring refererer normalt til bearbejdning og sortering af materialer, men moderne lasere har også mange flere typer automatisering. Moderne maskiner er udstyret med automatisk dyseskift, aktiv skærekvalitetskontrol og tilspændingskontrol. Det er en investering, men de resulterende arbejdsbesparelser kan retfærdiggøre omkostningerne.
Timebetalingen for lasermaskiner afhænger af produktiviteten. Forestil dig en maskine, der kan udføre det, der plejede at kræve to skift, på ét skift. I dette tilfælde kan skift fra to skift til ét fordoble maskinens timeproduktion. Efterhånden som hver maskine producerer mere, reducerer vi antallet af maskiner, der er nødvendige for at udføre den samme mængde arbejde. Ved at halvere antallet af lasere vil vi halvere lønomkostningerne.
Disse besparelser vil naturligvis gå tabt, hvis vores udstyr viser sig at være upålideligt. En række forskellige procesteknologier hjælper med at holde laserskæringen kørende problemfrit, herunder overvågning af maskinens tilstand, automatisk dyseinspektion og omgivende lyssensorer, der registrerer snavs på skærehovedets beskyttelsesglas. I dag kan vi bruge intelligensen i moderne maskingrænseflader til at vise, hvor meget tid der er tilbage til den næste reparation.
Alle disse funktioner hjælper med at automatisere nogle aspekter af maskinvedligeholdelse. Uanset om vi ejer maskiner med disse funktioner eller vedligeholder udstyret på den gammeldags måde (hårdt arbejde og en positiv indstilling), skal vi sikre, at vedligeholdelsesopgaver udføres effektivt og til tiden.
Figur 2. Fremskridt inden for laserskæring fokuserer stadig på det store billede, ikke kun skærehastighed. For eksempel letter denne metode med nanobonding (sammenføjning af to emner skåret langs en fælles linje) adskillelsen af tykkere dele.
Årsagen er enkel: Maskiner skal være i top driftstilstand for at opretholde en høj samlet udstyrseffektivitet (OEE): tilgængelighed x produktivitet x kvalitet. Eller, som hjemmesiden oee.com siger: "[OEE] definerer procentdelen af virkelig effektiv produktionstid. En OEE på 100 % betyder 100 % kvalitet (kun kvalitetsdele), 100 % ydeevne (hurtigste ydeevne) og 100 % tilgængelighed (ingen nedetid)." At opnå 100 % OEE er umuligt i de fleste tilfælde. Industristandarden nærmer sig 60 %, selvom typisk OEE varierer afhængigt af applikation, antal maskiner og driftskompleksitet. Uanset hvad er OEE-ekspertise et ideal, der er værd at stræbe efter.
Forestil dig, at vi modtager en tilbudsanmodning på 25.000 dele fra en stor og velkendt kunde. At sikre en problemfri afvikling af dette arbejde kan have en betydelig indflydelse på vores virksomheds fremtidige vækst. Så vi tilbyder $100.000, og kunden accepterer. Dette er gode nyheder. Den dårlige nyhed er, at vores profitmarginer er små. Derfor skal vi sikre det højest mulige niveau af OEE. For at tjene penge skal vi gøre vores bedste for at øge det blå område og mindske det orange område i figur 3.
Når marginerne er lave, kan overraskelser underminere eller endda ugyldiggøre profitten. Vil dårlig programmering ødelægge min dyse? Vil en dårlig skæremåler forurene mit sikkerhedsglas? Jeg har en uplanlagt nedetid og har måttet afbryde produktionen for forebyggende vedligeholdelse. Hvordan vil dette påvirke produktionen?
Dårlig programmering eller vedligeholdelse kan forårsage, at den forventede tilspændingshastighed (og den tilspændingshastighed, der bruges til at beregne den samlede behandlingstid), bliver lavere. Dette reducerer OEE og øger den samlede produktionstid – selv uden at operatøren behøver at afbryde produktionen for at justere maskinparametrene. Sig farvel til biltilgængelighed.
Sendes de dele, vi producerer, rent faktisk til kunderne, eller smides nogle dele i skraldespanden? Dårlige kvalitetsscorer i OEE-beregninger kan virkelig skade.
Produktionsomkostningerne ved laserskæring betragtes i langt større detaljer end blot fakturering for direkte lasertid. Dagens værktøjsmaskiner tilbyder mange muligheder, der hjælper producenter med at opnå den høje grad af gennemsigtighed, de har brug for for at forblive konkurrencedygtige. For at forblive rentable skal vi blot kende og forstå alle de skjulte omkostninger, vi betaler, når vi sælger widgets.
Billede 3 Især når vi bruger meget tynde margener, skal vi minimere den orange og maksimere den blå.
FABRICATOR er det førende magasin inden for metalformning og metalbearbejdning i Nordamerika. Magasinet udgiver nyheder, tekniske artikler og casehistorier, der gør det muligt for producenter at udføre deres arbejde mere effektivt. FABRICATOR har betjent branchen siden 1970.
Fuld digital adgang til The FABRICATOR er nu tilgængelig, hvilket giver dig nem adgang til værdifulde ressourcer i branchen.
Fuld digital adgang til Tubing Magazine er nu tilgængelig, hvilket giver dig nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Fuld digital adgang til The Fabricator på spansk er nu tilgængelig, hvilket giver nem adgang til værdifulde ressourcer i branchen.
Myron Elkins deltager i The Maker-podcasten for at tale om sin rejse fra lille by til fabrikssvejser…
Opslagstidspunkt: 28. august 2023