Ценообразуването, базирано само на времето за лазерно рязане, може да доведе до производствени поръчки, но може да бъде и губеща операция, особено когато маржовете на производителя на ламарина са ниски.
Когато става въпрос за доставки в машиностроенето, обикновено говорим за производителността на машините. Колко бързо азотът реже стомана с дебелина половин инч? Колко време отнема пробиването? Скорост на ускорение? Нека направим времево проучване и да видим как изглежда времето за изпълнение! Макар че това са чудесни отправни точки, наистина ли са променливи, които трябва да вземем предвид, когато мислим за формулата за успех?
Времето за непрекъсната работа е от основно значение за изграждането на добър лазерен бизнес, но трябва да мислим за нещо повече от това колко време е необходимо, за да се намали работата. Оферта, базирана единствено на намаляване на времето, може да ви разбие сърцето, особено ако печалбата е малка.
За да разкрием евентуални скрити разходи при лазерното рязане, трябва да разгледаме използването на труд, времето за работа на машината, постоянството във времето за изпълнение и качеството на детайлите, евентуалната преработка и използването на материали. Като цяло, разходите за части се разделят на три категории: разходи за оборудване, разходи за труд (като закупени материали или използван спомагателен газ) и труд. Оттук разходите могат да бъдат разделени на по-подробни елементи (вижте Фигура 1).
Когато изчисляваме цената на труда или цената на частта, всички елементи на фигура 1 ще бъдат част от общата цена. Нещата стават малко объркващи, когато отчитаме разходите в една колона, без да отчитаме правилно влиянието върху разходите в друга колона.
Идеята за максимално оползотворяване на материалите може да не вдъхнови никого, но трябва да преценим предимствата ѝ спрямо други съображения. Когато изчисляваме цената на дадена част, установяваме, че в повечето случаи материалът заема най-голямата част.
За да извлечем максимума от материала, можем да внедрим стратегии като Колинеарно рязане (CLC). CLC спестява материал и време за рязане, тъй като два ръба на детайла се създават едновременно с едно рязане. Но тази техника има някои ограничения. Тя е силно зависима от геометрията. Във всеки случай, малките части, които са склонни към преобръщане, трябва да бъдат сглобени, за да се осигури стабилност на процеса, и някой трябва да разглоби тези части и евентуално да ги почисти от мустаци. Това добавя време и труд, които не са безплатни.
Разделянето на частите е особено трудно при работа с по-дебели материали, а технологията за лазерно рязане помага за създаването на „нано“ етикети с дебелина повече от половината от дебелината на разреза. Създаването им не влияе на времето за изпълнение, защото гредите остават в разреза; след създаване на раздели, няма нужда от повторно въвеждане на материали (вижте Фиг. 2). Такива методи работят само на определени машини. Това обаче е само един пример за последните постижения, които вече не се ограничават само до забавяне на нещата.
Отново, CLC е много зависим от геометрията, така че в повечето случаи се стремим да намалим ширината на мрежата в гнездото, вместо да я накараме да изчезне напълно. Мрежата се свива. Това е добре, но какво ще стане, ако детайлът се наклони и причини сблъсък? Производителите на машинни инструменти предлагат различни решения, но един подход, достъпен за всички, е добавянето на отместване на дюзата.
Тенденцията от последните няколко години е намаляване на разстоянието от дюзата до детайла. Причината е проста: фибро лазерите са бързи, а големите фибро лазери са наистина бързи. Значителното увеличение на производителността изисква едновременно увеличаване на потока азот. Мощните фибро лазери изпаряват и стопяват метала вътре в разреза много по-бързо от CO2 лазерите.
Вместо да забавяме машината (което би било контрапродуктивно), ние регулираме дюзата, за да пасне на детайла. Това увеличава потока на спомагателен газ през прореза, без да увеличава налягането. Звучи като победител, само че лазерът все още се движи много бързо и наклонът става по-голям проблем.
Фигура 1. Три ключови области, които влияят върху цената на дадена част: оборудване, оперативни разходи (включително използвани материали и спомагателен газ) и труд. Тези три ще бъдат отговорни за част от общата цена.
Ако вашата програма има особени затруднения с обръщането на детайла, има смисъл да изберете техника на рязане, която използва по-голямо отместване на дюзата. Дали тази стратегия има смисъл зависи от приложението. Трябва да балансираме необходимостта от стабилност на програмата с увеличаването на консумацията на спомагателен газ, което идва с увеличаването на изместването на дюзата.
Друг вариант за предотвратяване на преобръщане на части е унищожаването на бойната глава, създадено ръчно или автоматично с помощта на софтуер. И тук отново сме изправени пред избор. Операциите по унищожаване на заглавната част на секцията подобряват надеждността на процеса, но също така увеличават разходите за консумативи и забавят програмите.
Най-логичният начин да решим дали да използваме „slug destructions“ е да обмислим изпускането на детайли. Ако това е възможно и не можем безопасно да програмираме, за да избегнем потенциален сблъсък, имаме няколко опции. Можем да закрепим частите с микро-ключалки или да отрежем парчета метал и да ги оставим да паднат безопасно.
Ако проблемният профил е целият детайл, тогава наистина нямаме друг избор, трябва да го маркираме. Ако проблемът е свързан с вътрешния профил, тогава трябва да сравните времето и цената на ремонта и счупването на металния блок.
Сега въпросът се свежда до цената. Добавянето на микроетикети затруднява ли извличането на част или блок от гнездо? Ако унищожим бойната глава, ще удължим времето за работа на лазера. По-евтино ли е да добавим допълнителен труд за отделяне на части или е по-евтино да добавим работно време към почасовата ставка на машината? Като се има предвид високата почасова производителност на машината, вероятно въпросът се свежда до това колко парчета трябва да бъдат нарязани на малки, безопасни парчета.
Трудът е огромен разходен фактор и е важно да се управлява, когато се опитвате да се конкурирате на пазар с ниски разходи за труд. Лазерното рязане изисква труд, свързан с първоначалното програмиране (въпреки че разходите се намаляват при последващи поръчки), както и труд, свързан с работата на машината. Колкото по-автоматизирани са машините, толкова по-малко можем да получим от почасовото заплащане на лазерния оператор.
„Автоматизация“ при лазерното рязане обикновено се отнася до обработката и сортирането на материали, но съвременните лазери имат и много други видове автоматизация. Съвременните машини са оборудвани с автоматична смяна на дюзите, активен контрол на качеството на рязане и контрол на скоростта на подаване. Това е инвестиция, но получените икономии на труд могат да оправдаят разходите.
Почасовото заплащане на лазерните машини зависи от производителността. Представете си машина, която може да върши на една смяна това, което преди е отнемало две смени. В този случай преминаването от две смени към една може да удвои почасовата производителност на машината. Тъй като всяка машина произвежда повече, ние намаляваме броя на машините, необходими за извършване на същото количество работа. Като намалим наполовина броя на лазерите, ще намалим наполовина разходите за труд.
Разбира се, тези спестявания ще бъдат пропилени, ако оборудването ни се окаже ненадеждно. Разнообразие от технологии за обработка спомагат за безпроблемното протичане на лазерното рязане, включително наблюдение на състоянието на машината, автоматична проверка на дюзите и сензори за околна светлина, които откриват замърсявания по защитното стъкло на режещата глава. Днес можем да използваме интелигентността на съвременните машинни интерфейси, за да покажем колко време остава до следващия ремонт.
Всички тези функции помагат за автоматизирането на някои аспекти от поддръжката на машините. Независимо дали притежаваме машини с тези възможности или поддържаме оборудването по старомодния начин (с упорит труд и позитивно отношение), трябва да гарантираме, че задачите по поддръжката се изпълняват ефективно и навреме.
Фигура 2. Напредъкът в лазерното рязане все още е фокусиран върху общата картина, а не само върху скоростта на рязане. Например, този метод на нанобондинг (съединяване на два детайла, изрязани по обща линия) улеснява разделянето на по-дебели части.
Причината е проста: машините трябва да са в отлично работно състояние, за да поддържат висока обща ефективност на оборудването (OEE): наличност x производителност x качество. Или, както се казва на уебсайта oee.com: „[OEE] определя процента на наистина ефективното време за производство. OEE от 100% означава 100% качество (само качествени части), 100% производителност (най-бърза производителност) и 100% наличност (без престой).“ Постигането на 100% OEE е невъзможно в повечето случаи. Индустриалният стандарт се доближава до 60%, въпреки че типичната OEE варира в зависимост от приложението, броя на машините и сложността на операцията. Така или иначе, превъзходството в OEE е идеал, към който си струва да се стремим.
Представете си, че получаваме заявка за оферта за 25 000 части от голям и добре познат клиент. Осигуряването на безпроблемното протичане на тази работа може да окаже значително влияние върху бъдещия растеж на нашата компания. Затова предлагаме 100 000 долара и клиентът приема. Това е добра новина. Лошата новина е, че маржовете ни на печалба са малки. Следователно, трябва да осигурим възможно най-високото ниво на OEE. За да печелим пари, трябва да направим всичко възможно, за да увеличим синята зона и да намалим оранжевата зона на фигура 3.
Когато маржовете са ниски, всякакви изненади могат да подкопаят или дори да неутрализират печалбите. Ще повреди ли лошото програмиране дюзата ми? Ще замърси ли лош калибър за рязане предпазното ми стъкло? Имам непланиран престой и трябваше да прекъсна производството за превантивна поддръжка. Как това ще се отрази на производството?
Лошото програмиране или поддръжка могат да доведат до по-ниска очаквана скорост на подаване (и скоростта на подаване, използвана за изчисляване на общото време за обработка). Това намалява OEE и увеличава общото време за производство – дори без операторът да е длъжен да прекъсва производството, за да регулира параметрите на машината. Кажете сбогом на наличността на автомобили.
Също така, частите, които произвеждаме, наистина ли се изпращат на клиентите или някои части се изхвърлят в кошчето? Ниските оценки за качество в изчисленията на OEE могат наистина да навредят.
Производствените разходи за лазерно рязане се разглеждат много по-подробно, отколкото просто фактуриране за директно лазерно време. Съвременните машинни инструменти предлагат много опции, които помагат на производителите да постигнат високото ниво на прозрачност, необходимо им, за да останат конкурентоспособни. За да останем печеливши, просто трябва да знаем и разбираме всички скрити разходи, които плащаме при продажбата на джаджи.
Изображение 3. Особено когато използваме много тънки полета, трябва да намалим оранжевото и да увеличим синьото.
FABRICATOR е водещото списание за металообработване и формоване в Северна Америка. Списанието публикува новини, технически статии и истории на случаи, които позволяват на производителите да си вършат работата по-ефективно. FABRICATOR обслужва индустрията от 1970 г.
Вече е наличен пълен дигитален достъп до The FABRICATOR, който ви дава лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Вече е наличен пълен дигитален достъп до списание Tubing, което ви дава лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Вече е наличен пълен дигитален достъп до The Fabricator en Español, осигуряващ лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Майрън Елкинс се присъединява към подкаста The Maker, за да разкаже за пътя си от малък град до фабричен заварчик…
Време на публикуване: 28 август 2023 г.