Eine allein auf der Laserschneidzeit basierende Preisgestaltung kann zwar zu Produktionsaufträgen führen, aber auch verlustbringend sein, insbesondere wenn die Margen des Blechherstellers niedrig sind.
Wenn es um die Versorgung in der Werkzeugmaschinenindustrie geht, sprechen wir normalerweise von der Produktivität von Werkzeugmaschinen. Wie schnell schneidet Stickstoff Stahl um einen halben Zoll? Wie lange dauert ein Piercing? Beschleunigungsrate? Lassen Sie uns eine Zeitstudie durchführen und sehen, wie die Ausführungszeit aussieht! Dies sind zwar gute Ausgangspunkte, aber sind es wirklich Variablen, die wir berücksichtigen müssen, wenn wir über die Erfolgsformel nachdenken?
Betriebszeit ist für den Aufbau eines guten Lasergeschäfts von grundlegender Bedeutung, aber wir müssen über mehr nachdenken als nur darüber, wie lange es dauert, die Arbeit zu reduzieren. Ein Angebot, das ausschließlich auf Zeitersparnis basiert, kann Ihnen das Herz brechen, insbesondere wenn der Gewinn gering ist.
Um mögliche versteckte Kosten beim Laserschneiden aufzudecken, müssen wir den Arbeitsaufwand, die Maschinenverfügbarkeit, die Konsistenz der Durchlaufzeit und der Teilequalität sowie mögliche Nacharbeiten und Materialverbrauch berücksichtigen. Im Allgemeinen lassen sich Teilekosten in drei Kategorien einteilen: Ausrüstungskosten, Arbeitskosten (z. B. gekaufte Materialien oder verbrauchtes Hilfsgas) und Arbeitskosten. Von hier aus können die Kosten in detailliertere Elemente unterteilt werden (siehe Abbildung 1).
Wenn wir die Arbeitskosten oder die Kosten eines Teils berechnen, sind alle in Abbildung 1 aufgeführten Posten Teil der Gesamtkosten. Etwas verwirrend wird es, wenn wir die Kosten in einer Spalte berücksichtigen, ohne die Auswirkungen auf die Kosten in einer anderen Spalte ordnungsgemäß zu berücksichtigen.
Die Idee, Materialien optimal zu nutzen, inspiriert vielleicht niemanden, aber wir müssen ihre Vorteile gegen andere Überlegungen abwägen. Bei der Berechnung der Kosten eines Teils stellen wir fest, dass das Material in den meisten Fällen den größten Teil ausmacht.
Um das Beste aus dem Material herauszuholen, können wir Strategien wie Collinear Cutting (CLC) implementieren. CLC spart Material und Schnittzeit, da mit einem Schnitt gleichzeitig zwei Kanten des Teils erzeugt werden. Diese Technik weist jedoch einige Einschränkungen auf. Es ist sehr geometrieabhängig. In jedem Fall müssen kippgefährdete Kleinteile zur Gewährleistung der Prozessstabilität zusammengefügt werden und jemand muss diese Teile auseinandernehmen und ggf. entgraten. Es fügt Zeit und Arbeit hinzu, die nicht umsonst sind.
Das Trennen von Teilen ist besonders schwierig, wenn mit dickeren Materialien gearbeitet wird, und die Laserschneidtechnologie hilft dabei, „Nano“-Etiketten mit einer Dicke von mehr als der Hälfte der Schnittdicke zu erstellen. Ihre Erstellung hat keinen Einfluss auf die Laufzeit, da die Balken im Schnitt verbleiben; Nach dem Erstellen von Registerkarten ist keine erneute Materialeingabe erforderlich (siehe Abb. 2). Solche Methoden funktionieren nur auf bestimmten Maschinen. Dies ist jedoch nur ein Beispiel für die jüngsten Fortschritte, die sich nicht mehr nur auf die Verlangsamung beschränken.
Auch hier ist CLC stark von der Geometrie abhängig, daher versuchen wir in den meisten Fällen, die Breite der Bahn im Nest zu verringern, anstatt sie vollständig verschwinden zu lassen. Das Netzwerk schrumpft. Das ist in Ordnung, aber was passiert, wenn das Teil kippt und eine Kollision verursacht? Werkzeugmaschinenhersteller bieten verschiedene Lösungen an, aber ein für jedermann zugänglicher Ansatz ist das Hinzufügen eines Düsenversatzes.
Der Trend der letzten Jahre geht dahin, den Abstand von der Düse zum Werkstück zu verringern. Der Grund ist einfach: Faserlaser sind schnell und große Faserlaser sind wirklich schnell. Eine deutliche Steigerung der Produktivität erfordert eine gleichzeitige Erhöhung des Stickstoffflusses. Leistungsstarke Faserlaser verdampfen und schmelzen das Metall im Schnitt viel schneller als CO2-Laser.
Anstatt die Maschine zu verlangsamen (was kontraproduktiv wäre), passen wir die Düse an das Werkstück an. Dadurch wird der Hilfsgasfluss durch die Kerbe erhöht, ohne dass sich der Druck erhöht. Klingt nach einem Gewinner, außer dass sich der Laser immer noch sehr schnell bewegt und die Neigung ein größeres Problem darstellt.
Abbildung 1. Drei Schlüsselbereiche, die sich auf die Kosten eines Teils auswirken: Ausrüstung, Betriebskosten (einschließlich verwendeter Materialien und Hilfsgas) und Arbeit. Diese drei tragen einen Teil der Gesamtkosten.
Wenn Ihr Programm besondere Schwierigkeiten beim Umdrehen des Teils hat, ist es sinnvoll, eine Schneidtechnik zu wählen, die einen größeren Düsenversatz verwendet. Ob diese Strategie sinnvoll ist, hängt von der Anwendung ab. Wir müssen die Notwendigkeit einer Programmstabilität mit dem Anstieg des Hilfsgasverbrauchs in Einklang bringen, der mit zunehmender Düsenverdrängung einhergeht.
Eine weitere Möglichkeit, das Umkippen von Teilen zu verhindern, ist die Zerstörung des Gefechtskopfes, die manuell oder automatisch per Software erstellt wird. Und auch hier stehen wir wieder vor der Wahl. Vorgänge zur Zerstörung von Abschnittsüberschriften verbessern die Prozesszuverlässigkeit, erhöhen jedoch auch die Kosten für Verbrauchsmaterialien und verlangsamen Programme.
Der logischste Weg zu entscheiden, ob Slug-Zerstörung eingesetzt werden soll, besteht darin, darüber nachzudenken, Details wegzulassen. Wenn dies möglich ist und wir nicht sicher programmieren können, um eine mögliche Kollision zu vermeiden, haben wir mehrere Möglichkeiten. Wir können Teile mit Mikroriegeln befestigen oder Metallstücke abtrennen und sicher fallen lassen.
Wenn das Problemprofil das ganze Detail selbst ist, dann haben wir wirklich keine andere Wahl, wir müssen es markieren. Wenn das Problem mit dem Innenprofil zusammenhängt, müssen Sie den Zeit- und Kostenaufwand für die Reparatur und den Bruch des Metallblocks vergleichen.
Jetzt stellt sich die Frage der Kosten. Erschwert das Hinzufügen von Mikrotags das Extrahieren eines Teils oder Blocks aus einem Nest? Wenn wir den Sprengkopf zerstören, verlängern wir die Laufzeit des Lasers. Ist es günstiger, zusätzliche Arbeit zum Trennen von Teilen aufzuwenden, oder ist es günstiger, die Arbeitszeit zum Stundensatz einer Maschine hinzuzufügen? Angesichts der hohen Stundenleistung der Maschine kommt es wahrscheinlich darauf an, wie viele Stücke in kleine, sichere Stücke geschnitten werden müssen.
Arbeit ist ein enormer Kostenfaktor und es ist wichtig, ihn zu kontrollieren, wenn man auf einem Niedriglohnmarkt konkurrieren will. Das Laserschneiden erfordert Arbeitsaufwand im Zusammenhang mit der Erstprogrammierung (obwohl die Kosten bei späteren Nachbestellungen sinken) sowie Arbeitsaufwand im Zusammenhang mit der Maschinenbedienung. Je stärker die Maschinen automatisiert sind, desto weniger können wir aus dem Stundenlohn des Laserbedieners herausholen.
„Automatisierung“ bezieht sich beim Laserschneiden normalerweise auf die Bearbeitung und Sortierung von Materialien, aber moderne Laser verfügen auch über viel mehr Automatisierungsarten. Moderne Maschinen sind mit automatischem Düsenwechsel, aktiver Schnittqualitätskontrolle und Vorschubregelung ausgestattet. Es handelt sich um eine Investition, aber die daraus resultierende Arbeitsersparnis kann die Kosten rechtfertigen.
Die stündliche Bezahlung von Lasermaschinen hängt von der Produktivität ab. Stellen Sie sich eine Maschine vor, die in einer Schicht erledigen kann, was früher zwei Schichten erforderte. In diesem Fall kann durch den Wechsel von zwei Schichten auf eine Schicht die Stundenleistung der Maschine verdoppelt werden. Da jede Maschine mehr produziert, reduzieren wir die Anzahl der Maschinen, die für die gleiche Arbeitsmenge erforderlich sind. Durch die Halbierung der Anzahl der Laser halbieren wir die Arbeitskosten.
Diese Einsparungen gehen natürlich verloren, wenn sich unsere Geräte als unzuverlässig erweisen. Eine Vielzahl von Verarbeitungstechnologien tragen dazu bei, dass das Laserschneiden reibungslos läuft, darunter die Überwachung des Maschinenzustands, automatische Düsenprüfungen und Umgebungslichtsensoren, die Schmutz auf dem Schutzglas des Schneidkopfs erkennen. Heute können wir die Intelligenz moderner Maschinenschnittstellen nutzen, um anzuzeigen, wie viel Zeit bis zur nächsten Reparatur verbleibt.
Alle diese Funktionen tragen dazu bei, einige Aspekte der Maschinenwartung zu automatisieren. Unabhängig davon, ob wir Maschinen mit diesen Fähigkeiten besitzen oder die Ausrüstung auf altmodische Weise (harte Arbeit und eine positive Einstellung) warten, müssen wir sicherstellen, dass Wartungsaufgaben effizient und pünktlich erledigt werden.
Abbildung 2. Fortschritte beim Laserschneiden konzentrieren sich immer noch auf das Gesamtbild und nicht nur auf die Schnittgeschwindigkeit. Beispielsweise erleichtert diese Methode des Nanobondings (Verbinden zweier entlang einer gemeinsamen Linie geschnittener Werkstücke) das Trennen dickerer Teile.
Der Grund ist einfach: Maschinen müssen in einem Top-Betriebszustand sein, um eine hohe Gesamtanlageneffektivität (OEE) aufrechtzuerhalten: Verfügbarkeit x Produktivität x Qualität. Oder wie es auf der Website oee.com heißt: „[OEE] definiert den Prozentsatz der wirklich effektiven Fertigungszeit. Eine OEE von 100 % bedeutet 100 % Qualität (nur Qualitätsteile), 100 % Leistung (schnellste Leistung). ) und 100 % Verfügbarkeit (keine Ausfallzeiten).“ In den meisten Fällen ist es unmöglich, 100 % OEE zu erreichen. Der Industriestandard nähert sich 60 %, obwohl die typische OEE je nach Anwendung, Anzahl der Maschinen und Komplexität des Betriebs variiert. In jedem Fall ist OEE-Exzellenz ein erstrebenswertes Ideal.
Stellen Sie sich vor, wir erhalten von einem großen und namhaften Kunden eine Angebotsanfrage über 25.000 Teile. Die Sicherstellung eines reibungslosen Ablaufs dieser Arbeiten kann einen erheblichen Einfluss auf das zukünftige Wachstum unseres Unternehmens haben. Wir bieten also 100.000 US-Dollar an und der Kunde akzeptiert. Das sind gute Nachrichten. Die schlechte Nachricht ist, dass unsere Gewinnmargen gering sind. Daher müssen wir ein möglichst hohes OEE-Niveau sicherstellen. Um Geld zu verdienen, müssen wir unser Bestes tun, um den blauen Bereich zu vergrößern und den orangefarbenen Bereich in Abbildung 3 zu verkleinern.
Bei niedrigen Margen können Überraschungen den Gewinn schmälern oder sogar zunichtemachen. Wird eine schlechte Programmierung meine Düse ruinieren? Verunreinigt eine schlechte Schnittlehre mein Sicherheitsglas? Ich hatte einen ungeplanten Ausfall und musste die Produktion wegen vorbeugender Wartung unterbrechen. Wie wird sich das auf die Produktion auswirken?
Eine schlechte Programmierung oder Wartung kann dazu führen, dass die erwartete Vorschubgeschwindigkeit (und die Vorschubgeschwindigkeit, die zur Berechnung der gesamten Bearbeitungszeit verwendet wird) geringer ist. Dies reduziert die OEE und erhöht die Gesamtproduktionszeit – auch ohne dass die Produktion unterbrochen werden muss, um Maschinenparameter anzupassen. Verabschieden Sie sich von der Verfügbarkeit von Autos.
Werden die von uns gefertigten Teile auch tatsächlich an Kunden verschickt oder werden einige Teile in den Mülleimer geworfen? Schlechte Qualitätswerte bei OEE-Berechnungen können wirklich schaden.
Die Produktionskosten beim Laserschneiden werden viel detaillierter betrachtet als nur die Abrechnung der direkten Laserzeit. Heutige Werkzeugmaschinen bieten viele Optionen, um Herstellern dabei zu helfen, das hohe Maß an Transparenz zu erreichen, das sie benötigen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Um profitabel zu bleiben, müssen wir lediglich alle versteckten Kosten kennen und verstehen, die wir beim Verkauf von Widgets zahlen.
Bild 3 Besonders wenn wir sehr dünne Ränder verwenden, müssen wir das Orange minimieren und das Blau maximieren.
FABRICATOR ist das führende Magazin für Metallumformung und Metallbearbeitung in Nordamerika. Das Magazin veröffentlicht Neuigkeiten, technische Artikel und Fallbeispiele, die es Herstellern ermöglichen, ihre Arbeit effizienter zu erledigen. FABRICATOR ist seit 1970 in der Branche tätig.
Der vollständige digitale Zugriff auf The FABRICATOR ist jetzt verfügbar und ermöglicht Ihnen den einfachen Zugriff auf wertvolle Branchenressourcen.
Ab sofort ist vollständiger digitaler Zugriff auf das Tubing Magazine verfügbar, sodass Sie problemlos auf wertvolle Branchenressourcen zugreifen können.
Der vollständige digitale Zugriff auf The Fabricator en Español ist jetzt verfügbar und bietet einfachen Zugriff auf wertvolle Branchenressourcen.
Kevin Cartwright hat einen sehr unkonventionellen Weg eingeschlagen, um Schweißlehrer zu werden. Multimediakünstler mit langjähriger Erfahrung in Detroit…
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.09.2023