Kuidas materjalikade ajendab CNC-detaili kulutust — ja millised kujundusvalikud seda vähendavad

Kas toormaterjali kade on teie detaili jaoks esmajärjekorra kuludraiver?

CNC-töötlemine on subtraktiivne: detail algab plokina või baarina ja kõik, mis pole detail, lõigatakse ära². See eemaldatud materjal — laastud, hakid, praag ja ülejäänud laoseis — oli makstud ja ei jõua kunagi kliendini, seega selle vähendamine langetab toormaterjalikulu, energia tarbimist ja kõrvaldamise vaeva⁶.

Materjalikulu töötlemises iseloomustatakse kui laoseisu kulu miinus laastude väärtus, mistõttu vahe ostetud laoseisu ja saadetava detaili vahel on number, mis loeb¹³. Selle vahe suurus sõltub detailist.

Väikeseeria töödeldud detailide jaoks keeruka geomeetriaga teatatakse valmisdetaili kaalu ja lähtematerjali kaalu suhteks 5:1 või halvem, ja see raisatud materjalikulu mõjutab väikeseeria majandust rohkem kui suureeriatootmist, kus materjaliefektiivsust saab aja jooksul sisse ehitada². Teatatud materjali kasutegurite vahemikud panevad töötlemise 20–80% juurde, 70–90% vastu sepistamisel ja 40–95% valamisel^{13 23} (tarnija teatatud arv).

Teie otsuse jaoks on praktiline küsimus, kui palju teie laoseisust saab laastud. Kui teie detail on lihtne prismaatiline kuju, lõigatud plaadist väheste lisadega, on kade väike kirje ja selle artikli ülejäänud osa väärib piiratud vaeva.

Kui teie detail on keerukas ja väikeseeriatootmise, on osta-lenda vahe koht, kus kujundusvaeva tasub. Ükski allikas selles kogumis ei anna materjalikulu kilogrammi kohta ega praagi tagasivõtu väärtust kilogrammi kohta, seega kulu mõju nendest arvudest arvutada ei saa — küsige tarnijalt hinnapakkumisel laoseisu suurus ja valmisdetaili kaal ning võrrelge neid.

Valige lähtelaoseis, mis eemaldab kõige vähem materjali

Kuna materjalikulu on laoseisu kulu miinus laastude väärtus, on odavaim laoseis see, mille lisa valmisdetaili suhtes on kõige väiksem¹³.

Pea-net kujuga lähtematerjal — laoseis, mis algab valmiste geomeetriale lähemalt — vähendab materjalikadet, ja vorm on oluline: baarlaoseis trepitud detailidele, asjakohane plaat paksus lapikutele komponentidele ja minimaalse lisaga billetsid keerukatele töödeldud detailidele vähendavad kõik materjalikulu valmisdetaili kohta². Kaks harjumust töötavad selle vastu.

Ülesuurutatud laoseis ostetakse, sest see on riiulil või sest joonise ümbermõõt ümardati üles, ja iga lisamillimeeter saab laastuks^21,26. Mittestandardlaoseisud sunnivad ostma suurust, mis pole see, mida detail vajab.

Detaili orientatsiooni joondamine tavaliste rõngasprofiili, plaadi või baari suurustega lihtsustab hankimist ja vähendab lisandit, mille eest maksate²⁶. Laoseisu kirjeldamisel paluge tarnijal hinnastada lähim standard suurus, mis ikka sisaldab valmis ümbrust, ja kontrollige, kas teistsugune sulam või kõvenemisseisund saaks täita tugevus- või korrosiooninõude madalama töötlemiskuluga²⁶.

Allikad ei kvantifitseeri, kui palju ükski neist muudatustest säästab, seega käsitlege suunda kui usaldusväärset ja suurust kui midagi, mida hinnapakkumises kinnitada.

Pesastage mitu detaili lehe peale või konsolideerige tükid üheks komponendiks

Pesastamistarkvara paigutab mitu detaili ühele lehele, et maksimeerida materjali kasutegurit, tükid targalt virnastades ja praaki vähendades⁸. Detailide konsolideerimine ründab sama kadet teiselt poolelt: mitme tüki ühendamine üheks komponendiks eemaldab materjali ja töötlemisaja, mida iga eraldi tükk oleks tarbinud⁸.

Kaks sõltumatut väljaandjat teatavad, et optimeeritud pesastamine ja materjali kasutegur strateegiad vähendavad praagi kulutusi^8,14. Pesastamine ei ole automaatselt tasuv.

See tasub, kui teie detailid on lapikud, lõigatud lehest või plaadist ja toodetud kogustes, mis täidavad lehe. See ei aita ühte suurt detaili, mis juba hõivab enamiku laoseisust, ega trepitud detaile baarist lõigatud, kus geomeetria ei tileeru.

Detailide konsolideerimine omab oma piiri: tükkide ühendamine lisab elemente ja võib keeruliseks teha töötlemistee, seega sääst on materjalis ja kokkupanemise ajas, mitte tingimata tsükliajas⁸. Enne kohustumist küsige, kas teie komplekti detailid võiks üheks ühendada, ja kas töökoda pesastab mitu detaili lehe peale või hinnastab igaühe oma blankist^8,26.

Kumbki allikas ei kvantifitseeri pesastamise kasuteguri parandust ega kulu säästu, seega vastus tuleb hinnapakkumiste võrdlemisest, mitte avaldatud protsendist.

Võrrelge materjalivorme kasuteguri ja tööriistade järgi enne hinnapakkumiste taotlemist

Pea-net vormid näitavad kõrgemat teatatud materjali kasutegurit ja vähem töötlemist kui tahkest lõikamine, kuid need kannavad tööriistakulu ja, investeerimisvalamise puhul, pikemat tarneaega^13,18. Allolevad kasuteguri ja tööriista arvud on teatatud vahemikud, mis varieeruvad protsessi ja kujunduse järgi, seega kasutage neid vormide sõelumiseks, mitte hinna ennustamiseks¹³.

Investeerimisvalamine võib ka ühendada mitu detaili üheks valamiseks, mis vähendab nii materjalikadet kui töötlemisaega, kuid vajab tööriistu ja protsesside arendust ning ei ole ideaalne väga väikeste koguste või sagedaste kujundusmuudatuste jaoks¹⁸. Valamise lisamaterjal varustus- ja jõulõigetest saab tavaliselt ülesulutada ja uuesti kasutada, mis parandab selle materjaliefektiivsust veelgi⁷.

Kas teie maht õigustab pea-net tööriistu?

Tööriistainvesteering tasub tagasi ainult siis, kui see jaotub piisavalt paljude ühikute peale, ja teatatud mahuvahemikud erinevad protsesside vahel teravalt, seega valib mahuvahemik protsessi, mitte vastupidi^4,19. Need on teatatud sõelavahemikud, mitte siduvad standardid, ja ükski allikas selles kogumis ei anna mahuläviväärtust sepistamise tööriistade jaoks¹⁹.

Investeerimisvalamine sobib madala-keskmine aastamahuga ja ei ole ideaalne väga väikeste koguste või sagedaste kujundusmuudatuste jaoks¹⁸. Pressvalamise algne pressitööriistainvesteering on märkimisväärne, kuid muutub kulutõhusaks, kui jaotub suurte tootmismahulade peale⁴.

Valamine annab skaalamajanduse, kui kujundus on lõplikult fikseeritud ja ei ole sagedaste muudatuste all⁷.

Määrake tolerantsid ja viimistlus ainult seal, kus funktsioon neid vajab

Range tolerantsid, GD&T seosed ja aruandluse nõuded lisavad viimistluskäike ja kontrollitööd, mis on kvaliteedikulu peale selle töötlemise, mille eest te juba maksate²¹. Kontroll on rakendada range tolerantsid ainult funktsionaalsetele elementidele ja määratleda aktsepteerimismeetod, nii et töökoda ei jookseks täpsust järele pindadel, mis seda ei vaja²¹.

Samaaegne mõõt-ja-tolerants kujundusmeetod vähendas tootmiskulu umbes 22% testjuhtumis ja võimaldas lõdvemaid tolerantsiklasse (IT4 kuni IT7), kooskõlas praktilise tootmisvõimekusega¹⁶. See arv pärineb ühest juhtumiuuringust, seega käsitlege seda suuna illustreerimisena, mitte oodatava säästuna.

Mehhanism on, et lõdvemad klassid vähendavad töötlemisraskust, ja just seal kulu seisab¹⁶. Enne joonise vabastamist märkige kriitilised elemendid ja jätke standardtolerantsid ülejäänule, ja kontrollige, kas ükski mõõt pole märgitud rangemaks kui ±0,05 mm lihtsalt vaike malli tõttu, mitte funktsionaalse vajaduse tõttu²⁶.

Ükski allikas selles kogumis ei kvantifitseeri tolerantsi ega pinnaviimistluse mõju spetsiaalselt materjalikadele, seega sääst siin on töötlemis- ja kontrolliajas, mitte laoseisus.

Kontrollige jälgitavuse, kontrolli ja tarneaja nõudeid enne materjali märge lukustamist

Reguleeritud rakendustes lisavad materjali jälgitavus ja AS9100D/ITAR dokumentatsioon protsessi- ja dokumentatsioonikoormust, mis võib mõjutada materjalivalikut ja kulutust²³. Kujundusotsused lukustavad 70–80% detaili kogu elutsükli kulust enne töötlemise algust, seega varajane DFM ülevaade, mis tuvastab geomeetria, tolerantsi ja materjali muudatused, on odavaim koht nende tegemiseks^{23 13} (tarnija teatatud arv).

Pikad tarneajad või minimaalsed tellimuskogused võivad muuta väikese partiid väga kalliks isegi siis, kui materjal on paberil saadaval, seega kinnitage vormi tarneaeg ja MOQ enne kohustumist²⁶.

Kus allikad on vastuolus või vaikivad

Allolevad arvud on need, mida hankija kõige tõenäolisemalt kordab, nagu nad oleksid lahendatud. Need on tarnijataseme allikate teatatud vahemikud, ja tööriistade vahemikud kattuvad protsesside vahel, seega verifitseerige kirje, mis kehtib teie detailile, selle asemel et tsiteerida vahemikku reeglina¹³.

Ükski allikas selles kogumis ei anna materjalikulu kilogrammi kohta, praagi tagasivõtu väärtust kilogrammi kohta ega kvantifitseeritud detaili kulu mõju kadest, seega ühtegi ülal arutletud säästu ei saa numbriks panka panna^2,6,13.

What the sources do not establish

• Ükski allikas ei anna materjalikulu kilogrammi kohta ega praagi tagasivõtu väärtust kilogrammi kohta, seega kvantitatiivset seost kade ja kogu detailikulu vahel arvutada ei saa.
• Ükski allikas ei kvantifitseeri materjali ega kulu säästu konkreetsetest kujundusmuudatustest, nagu pea-net laoseis, pesastamine või detailide konsolideerimine.
• Ükski allikas ei anna võrdlevaid tarneaja arve materjalivormi kaupa (baar, plaat, sepistus, valamine).
• Ükski allikas ei anna mahuläviväärtust sepistamise tööriistade kulutõhususe jaoks.
• Ükski allikas ei kvantifitseeri tolerantsi ega pinnaviimistluse mõju spetsiaalselt materjalikadele.
• Ükski allikas ei kirjelda testproovi või sertifitseerimise nõudeid, mis muudaksid materjalivalikut või kadet.
• Ükski allikas ei anna tüüpilisi minimaalseid tellimuskogusid materjalivormi kaupa.
• Ükski allikas ei käsitle praagi tagasivõtu väärtust ega taaskasutustulust kulu kompenseerijana.