Laserlõikamine + presspark vs pehme-matriitsiga maarstimine vs CNC-töötlemine alla 500 tükise lehtmetalli prototüübi jaoks

Välistage igasugune protsess, mille algset tööriistade kokkupuudet ei saa alla 500 tükise mahul õigustada

Seadistuse ja tööriistade kulu tekib sõltumata kogusest, seega madalal mahul domineerib see hinda detaili kohta. Laserlõikamine väldib spetsiaalset kõva matriitsi, kuid vajab ikkagi CAD/CAM programmeerimist, paigutust, masina seadistust ja materjali ettevalmistust¹³.

Maarstimine nõuab spetsiaalseid matriitse kõrgema algse tööriistakuluga¹³. CNC-töötlemine kannab minimaalset algset investeeringut¹.

Väikeseeriatootmise jaoks 1-10 ühiku vahemikus on seadistuse kulu sageli suurim rida, sest masinad tuleb programmeerida ja tööriistad seadistada, olenemata sellest, kas tellimus on üks detail või kümme¹⁴. Just seepärast annab väikese 3-5 ühikuse partii tellimine sageli palju madalama hinna detaili kohta kui üks kuldnäidis¹⁴.

Mehhanism on sama kõigil kolmel teel: fikseeritud kulu jaotub rohkemate tükkide peale. Erinevus on fikseeritud kulu suuruses.

Laserlõikamisel ja CNC-töötlemisel on minimaalne algne investeering¹, samal ajal kui maarstimise spetsiaalne matriits on kohustus, mis tasub ennast ära ainult mahu tõustes¹. Alla 500 tükisel maksab hankija seadistuse eest mõlemal juhul; küsimus on, kas lisada selle peale veel matriits.

Otsustage, kas disain on piisavalt fikseeritud matriitsile kohustumiseks

Laserlõikamine võimaldab muudatusi CAD-faili ja lõikeprogrammi uuenduste kaudu, samal ajal kui maarstimise disainimuudatus pärast matriitsi valmimist võib nõuda tööriistade modifitseerimist ja täiendavat inseneri aega¹³. Just see erinevus on peamine põhjus, miks disaini stabiilsus, mitte ainult kogus, juhib teed.

Kui disainid muutuvad endiselt sageli või kogused on väga piiratud, võib laserlõikamine olla parem esimene samm, sest see väldib tööriistade investeeringut ja võimaldab kiiremaid disainikohandusi¹⁶. Tootmistööriistu tuleks heaks kiita ainult pärast seda, kui CAD-disain on täielikult fikseeritud²⁷.

Ka elemendikomplekt on oluline. Laserlõikamine loob peamiselt tasased 2D-profiilid ja võib vajada täiendavat painutamist, otragrindimist, keevitamist või koostut, samal ajal kui maarstimine saab ühendada lõikamise, läbiporgimise, painutamise, vormimise ja pitseerimise matriitsis¹³.

Disainielemendid, nagu painutused, keerdkõverused, hemmid, augud, sooned, sisselõiked, sakid, nurgapoolused, vabastuslõigud ja lohud, koos protsessi valikuga, määravad saavutatavad tolerantsid ja kulu ning paindenurk ja tagasijõud tuleb käsitleda disainietapis¹⁸. Kui prototüüpi lõigatakse endiselt uuesti, lukustab matriits geomeetria, mis ei pruugi järgmist disaini ülevaatust üle elada.

Kontrollige, kas detaili tolerantsi ja servade nõuded lubavad valitud teed

Tolerantsid umbes ±0.05 mm võivad olla saavutatavad õhukesel roostevabal terasel kontrollitud laseritingimustes, samal ajal kui sama tolerants paksul struktuurterasel võib nõuda sekundaarset töötlemist⁵. Kõik alla ±0.005 in vajab tavaliselt CNC-töötlemist, mitte ainult vormimist või valu²¹.

Standardset maarstimise tolerantsid vastavad enamikule nõuetest, kuid ranged töötlemistaseme tolerantsid paljudel elementidel elimineerivad suure osa maarstimise kiiruse eelist¹. Laseri näitaja taga olev mehhanism on paksus: õhuke leht reageerib kiiresti soojusandele ja võib deformeereda, kui energiatihedus on liiga suur, samal ajal kui paks plaat nõuab rohkem võimsust ja toob laiema kerfi ja võimaliku koonuse⁵.

Seega ei ole sama nominaalne tolerants võrdselt saavutatav kogu paksusvahemikus. Servade seisund erineb samuti: laserlõikamine toodab termilise lõikega servi, mis võivad sisaldada soojusmõjutatud tsoone, sulgurit või oksüdatsooni sõltuvalt seadetest, samal ajal kui maarstimine toodab mehaaniliselt lõigatud servi veeretusega, poleeritud tsooni, murrangutsooni ja võimaliku otsaga¹³.

Kui joonis nõuab töötletud viimastust või otsadeta serva, eelarvestage laseri teele sekundaarne operatsioon. Ükski allikas selles kogumikus ei anna presspargi painutuse tolerantsi ega pehme-matriitsiga maarstimise tolerantsi, seega need näitajad peavad tulema tarnijalt.

Sobitage elemendikomplekt teega ja loendage sekundaarsed operatsioonid

Tasane blank koos painutustega on laserlõikamise pluss presspargi painutamise loomulik väljund. See tähendab, et detail reljeefide, pitseeringute või mitme vormitud elemendiga ühes löögis on maarstimise-kujuline detail, samal ajal kui detail, mis on põhimõtteliselt kokku paktu klamber, on laser-ja-park detail.

Disainielemendid ja protsessi valik määravad koos saavutatavad tolerantsid ja kulu ning paksus määrab minimaalse paindenurga, aukude suuruse, flanši pikkuse ja selle, millised valmistamisprotsessid on elujõulised¹⁸. Praktiline kontroll on loetleda iga element joonisel ja märkida, kas valitud tee toodab selle primaarse operatsioonina või sekundaarse.

Iga sekundaarne operatsioon lisab seadistuse, käsitsemise sammu ja tolerantside summa. Kui loend on pikk, kitseneb kulude vahe detaili kohta teede vahel, sest laseri tee maksab samade operatsioonide eest, mida matriits oleks integreerinud.

Otsustage, kas prototüübi tee saab detaili silda tootmisse kanda

Kulu suund detaili kohta on ühtne kõigis mainitud allikates. Madalatel kogustel võidab laserlõikamine pluss presspargi painutamine paindlikkuse ja minimaalse tööriistakuluga; kui mahud tõusevad, muutub amortiseeruv spetsiaalse maarstimise tööriistade kulu konkurentsivõimeliseks; suurtel kogustel nihkub majandus tugevalt maarstimise suunas, sest pressi tsükkel jääb kiireks, samal ajal kui tööriistakulu jaotub rohkemate detailide peale¹.

Maarstimine pakub madalaimat kulu detaili kohta mahul ja mitme tuhande tüki peal võib maarstimile üleminek vähendada kulu detaili kohta 50-90%¹⁹. Alla 5,000 tüki muutuvad üheoperatsioonilised matriitsid või lihtsad astmelised tööriistad praktiliseks, kuid käsi- või robootiline transport sekundaarsete operatsioonide vahel suurendab tööjõu kulu ja käsitsemise muutujaid²⁷.

Varajased prototüübid ja väikeseeriatootmise jooksud peaksid kasutama laserlõikamist, CNC-porgimist ja standardpresspargi painutamist, sest nad nõuavad minimaalset seadistust ja võimaldavad kiireid disaini iteratsioone, kuigi ühiku hind jääb kõrgeks²⁷. Üleminekukoht, mida allikad kirjeldavad, asub mitmel tuhandel tüklil või rohkem¹⁹²⁷, üle hankija alla 500 vahemiku.

See tähendab, et prototüübi teelt ei oodata tootmise teena. Hankija peaks plaanima ülemineku, mitte eeldama, et prototüübi protsess skaleerub.

Mida igalt tarnijalt nõuda enne tellimuse vabastamist

Allikad annavad suuna, kuid mitte numbreid alla 500 tükise vahemiku jaoks, seega puuduvad näitajad peavad saabuma pakkumusega. Küsige igalt kandidaattarnijalt allolevad punktid ja võrrelge vastuseid samal detailil ja samal joonisel.

Mida allikad tegelikult kvantifitseerivad kahe leheteede jaoks

Alljärgnev tabel eraldab omadused, mida mainitud allikad väidavad laserlõikamise pluss presspargi kohta, nendest, mida nad väidavad maarstimise kohta. Rakud, mis on märgitud avaldamata, on tõendite lüked, mitte nullid.

Kus allikad ei ole nõus, kas maarstimine kuulub alla 500 tükisesse prototüüpi

Alljärgnevaid kahte positsiooni mainitud allikad ei ühita. Hankija peaks käsitlema vaidlust kui küsimust tarnijatele, mitte kui lahendatud reeglit.

What the sources do not establish

• Numbrilist tööriistade või seadistuse kulu pole laserlõikamise, presspargi, pehme-matriitsiga maarstimise või CNC-töötlemise jaoks.
• Kulu detaili kohta näitajaid pole 1-50, 50-200 ega 200-500 tükiste vahemike jaoks.
• Protsessispetsiifilisi tarneaegu tellimusest esimese detailini või tootmiskogusteni, sealhulgas tööriistade valmistamise aeg, pole.
• Presspargi painutuse tolerantsi ega pehme-matriitsiga maarstimise tolerantsi näitajaid pole.
• Pinnaviimastluse spetsifikatsioone (Ra väärtused) pole ühelegi protsessile.
• Paksuse piire ega materjalide ühilduvusmaatriitsit pole protsessi kohta.
• Numbrilisi disainireegleid (minimaalne paindenurk, auk-servi kaugus, minimaalne elemendi suurus) pole ühelegi protsessile.
• Kontrollimeetodeid ega sertifitseerimisi pole välja öeldud spetsiifiliselt laserlõikamise, presspargi painutamise, pehme-matriitsiga maarstimise ega üldise CNC-prototüübitarnija jaoks.
• Selget silla-tootmise juhendit alla 500 tükise vahemiku jaoks pole.
• Ükski allikas ei käsitle spetsiifiliselt pehme-matriitsiga maarstimist (uretaan, kirksite, 3D-prinditud tööriistad) — ainult üldist lühijooksu maarstimist.
• Kas pehme-matriitsiga maarstimine on kulutõhus alla 500 tükise, ei ole mainitud allikate poolt lahendatud; üleminekupunktid, mida nad esitavad, asuvad mitmel tuhandel tüklil või rohkem, hankija vahemikust väljaspool.