Kā materiāla atkritumi veido CNC detaļas izmaksas — un kuras dizaina izvēles tās samazina

Vai izejmateriāla atkritumi jūsu detaļai ir pirmās kārtas izmaksu veidotājs?

CNC apstrāde ir subtraktīva: detaļa sākas kā bloks vai stienis, un viss, kas nav detaļa, tiek nogriezts². Šis noņemtais materiāls — skaidas, skaidītes, atlūzas un paliekas — tika samaksāts, un nekad nenonāk pie klienta, tāpēc tā samazināšana zemāko izejmateriāla izmaksas, enerģijas patēriņu un apglabāšanas darbu⁶.

Materiāla izmaksas apstrādē tiek raksturotas kā sagataves izmaksas mīnus skaidu vērtība, tieši tāpēc atstarpe starp nopirko sagatavi un nosūtīto detaļu ir skaitlis, kam ir nozīme¹³. Cik liela tā ir, atkarīgs no detaļas.

Mazapjoma apstrādātām detaļām ar sarežģītu ģeometriju attiecība starp gatavās detaļas svaru un sākuma materiāla svaru tiek ziņota 5:1 vai sliktāka, un šo izšķērdētā materiāla izmaksas ietekmē mazapjoma ekonomiku vairāk nekā lielapjoma ražošanu, kur materiāla efektivitāti laika gaitā var iekļaut inženierijā².

Ziņotie materiāla izmantošanas diapazoni liek apstrādi 20-80%, pret 70-90% kalumam un 40-95% liešanai^{13 23} (piegādātāja ziņots skaitlis). Jūsu lēmumam praktiskais jautājums ir, cik no jūsu sagataves kļūst par skaidām.

Ja jūsu detaļa ir vienkārša prizmatiska forma, izgriezta no plāksnes ar nelielu piemaksu, atkritumi ir mazsvarīga pozīcija, un pārējais šis raksts ir vērts ierobežotu piepūli. Ja jūsu detaļa ir sarežģīta un mazapjoma, buy-to-fly atstarpe ir vieta, kur dizaina piepūle atmaksājas.

Neviens avots šajā kopā nesniedz materiāla izmaksas uz kg vai atgriezumu atgūšanas vērtību uz kg, tāpēc izmaksu ietekmi no šiem skaitļiem aprēķināt nevar — palūdziet piegādātājam piedāvājumā norādīt sagataves izmēru un gatavo svaru un salīdziniet tos.

Izvēlieties sākuma sagatavi, kas noņem vismazāk materiāla

Tā kā materiāla izmaksas ir sagataves izmaksas mīnus skaidu vērtība, lētākā sagatave ir tā, kuras piemaksa pār gatavo detaļu ir mazākā¹³.

Near-net-shape sākuma materiāls — sagatave, kas sākas tuvāk gatavajai ģeometrijai — samazina materiāla atkritumus, un forma ir svarīga: stienis virpētām detaļām, atbilstošs plāksnes biezums plakanām komponentēm un minimālas pielaides sagataves sarežģītām apstrādātām detaļām visi samazina materiāla izmaksas uz gatavo gabalu². Divi ieradumi strādā pret to.

Pārmērīga sagatave tiek pirkta, jo tā ir plauktā vai jo zīmējuma apjoms tika noapaļots uz augšu, un katrs papildu milimetrs kļūst par skaidām^21,26. Nestandarta sagataves izmēri liek pirkt izmēru, kas nav tas, ko detaļai vajag.

Detaļas orientācijas saskaņošana ar izplatītajiem presprofila, plākšņu vai stieņu izmēriem vienkāršo iepirkumu un samazina piemaksu, par ko maksājat²⁶. Norādot sagatavi, palūdziet piegādātājam izcēnot tuvāko standarta izmēru, kas joprojām satur gatavo apjomu, un pārbaudiet, vai cits sakausējums vai apstrādes stāvoklis varētu izpildīt izturības vai korozijas prasību zemākās apstrādes izmaksās²⁶.

Avoti nekvantificē, cik šīs izmaiņas ietaupa, tāpēc virzienu uztveriet kā ticamu, bet apjomu kā kas, ko apstiprināt piedāvājumā.

Iekārtojiet vairākas detaļas vienā platumā vai konsolidējiet gabalus vienā komponentē

Iekārtošanas programmatūra izvieto vairākas detaļas uz vienas loksnes, lai maksimāli izmantotu materiālu, gudri sakraujot gabalus un samazinot atgriezumus⁸. Detaļu konsolidācija uzbrūk tiem pašiem atkritumiem no otras puses: vairāku gabalu apvienošana vienā komponentē noņem materiālu un apstrādes laiku, ko katrs atsevišķs gabals būtu patērējis⁸.

Divi neatkarīgi izdevēji ziņo, ka optimizēta iekārtošana un materiālu izmantošanas stratēģijas samazina atgriezumu izmaksas^8,14. Iekārtošana nav automātiski vērta.

Tā atmaksājas, kad jūsu detaļas ir plakanas, izgrieztas no loksnes vai plāksnes un ražotas daudzumos, kas aizpilda loksni. Tai maz labuma vienai lielai detaļai, kas jau aizņem lielāko daļu sagataves, vai virpētām detaļām no stieņa, kur ģeometrija neietilpst rūdiņā.

Detaļu konsolidācijai ir sava robeža: gabalu apvienošana pievieno pazīmes un var sarežģīt apstrādes maršrutu, tāpēc ietaupījums ir materiālā un montāžas laikā, nevis obligāti cikla laikā⁸. Pirms izlemjat, palūdziet pateikt, vai mezgla detaļas varētu tikt apvienotas vienā, un vai darbnīca iekārto vairākas detaļas vienā platumā vai citē katru no savas sagataves^8,26.

Neviens avots nekvantificē izmantošanas uzlabojumu vai izmaksu ietaupījumu no iekārtošanas, tāpēc atbilde nāks no piedāvājumu salīdzināšanas, nevis no publicēta procenta.

Salīdziniet materiāla formas pēc izmantošanas un instrumentiem, pirms pieprasāt piedāvājumus

Near-net formas rāda lielāku ziņoto materiāla izmantošanu un mazāk apstrādes nekā griešana no monolīta, bet tās nes instrumentu izmaksas un investīciju liešanai garāku izpildes termiņu^13,18. Izmantošanas un instrumentu skaitļi zemāk ir ziņotie diapazoni, kas mainās pēc procesa un dizaina, tāpēc tos lietojiet formu izšķirošanai, nevis cenas prognozēšanai¹³.

Investīciju liešana var arī apvienot vairākas detaļas vienā lējumā, kas samazina gan materiāla atkritumus, gan apstrādes laiku, bet tai vajag instrumentus un procesa izstrādi, un tā nav ideāla ļoti maziem daudzumiem vai bieži mainīgiem dizainiem¹⁸.

Liešanas piemaksa no ielietuvēm un galiem parasti var tikt atkārtoti izkusīta un izmantota, kas vēl uzlabo tās materiāla efektivitāti⁷.

Vai jūsu apjoms pamato near-net instrumentus?

Instrumentu investīcija atmaksājas tikai tad, kad tā tiek izkliedēta pietiekami daudz vienību, un ziņotās apjoma joslas pēc procesiem atšķiras strauji, tāpēc apjoma josla izvēlas procesu, nevis otrādi^4,19. Tie ir ziņotie screeninga diapazoni, nevis noteicošie standarti, un neviens avots šajā kopā nesniedz apjoma slieksni kaluma instrumentiem¹⁹.

Investīciju liešana der zemam-līdz-vidējam gada apjomam un nav ideāla ļoti maziem daudzumiem vai bieži mainīgiem dizainiem¹⁸. Preses liešanas sākotnējā kalupu investīcija ir ievērojama, bet kļūst izmaksu efektīva, kad tā tiek izkliedēta pa lieliem ražošanas apjomiem⁴.

Liešana dod mēroga ekonomiju, tiklīdz dizains ir noslēgts un nav pakļauts biežām izmaiņām⁷.

Nosakiet pielaidei un apdari tikai tur, kur funkcija tās vajag

Stingras pielaidei, GD&T sakarības un pārskatu prasības pievieno apdares gājienus un kontroles darbu, kas ir kvalitātes izmaksas pa virsu apstrādei, par ko jau maksājat²¹. Kontrole ir stingras pielaidei pielietot tikai funkcionālajām pazīmēm un definēt pieņemšanas metodi, lai darbnīca neļaustu precizitāti virsmām, kurām tā nav vajadzīga²¹.

Simultāna izmēru-un-pielaides projektēšanas metode testa gadījumā samazināja ražošanas izmaksas par aptuveni 22% un ļāva brīvākas pielaides klases (IT4 līdz IT7), saderīgas ar praktisko ražošanas spēju¹⁶. Šis skaitlis nāk no viena gadījuma pētījuma, tāpēc to uztveriet kā virziena ilustrāciju, nevis gaidāmu ietaupījumu.

Mehānisms ir tas, ka brīvākas klases samazina apstrādes grūtību, un tieši tur guļ izmaksas¹⁶. Pirms izlaižat zīmējumu, atzīmējiet kritiskās pazīmes un atstājiet standarta pielaidei uz pārējām, un pārbaudiet, vai kāds izmērs nav norādīts stingrāks par ±0.05 mm tikai pateicoties noklusējuma veidnei, nevis funkcionālai vajadzībai²⁶.

Neviens avots šajā kopā nekvantificē pielaides vai virsmas apstrādes ietekmi tieši uz materiāla atkritumiem, tāpēc šeit ietaupījums ir apstrādes un kontroles laikā, nevis sagatavē.

Pārbaudiet izsekojamības, kontroles un termiņa prasības, pirms fiksējat materiāla norādi

Regulētos pielietojumos materiālu izsekojamība un AS9100D/ITAR dokumentācija pievieno procesa un dokumentācijas slogu, kas var ietekmēt materiāla izvēli un izmaksas²³. Dizaina lēmumi fiksē 70-80% no detaļas kopējā dzīves cikla izmaksām pirms apstrādes sākuma, tāpēc agrīns DFM izvērtējums, kas identificē ģeometrijas, pielaides un materiāla izmaiņas, ir lētākā vieta, kur tās veikt^{23 13} (piegādātāja ziņots skaitlis).

Garie izpildes termiņi vai minimālie pasūtījuma daudzumi var padarīt mazas partijas ļoti dārgas pat tad, ja materiāls papīrā ir pieejams, tāpēc pirms izlemjat, apstipriniet formas izpildes termiņu un MOQ²⁶.

Kur avoti nepiekrīt vai klusē

Skaitļi zemāk ir tie, ko pircējs visbiežāk atkārtosit, it kā tie būtu noskaidroti. Tie ir ziņotie diapazoni no piegādātāju līmeņa avotiem, un instrumentu diapazoni pārklājas pa procesiem, tāpēc pārbaudiet pozīciju, kas attiecas uz jūsu detaļu, nevis citējiet diapazonu kā noteikumu¹³.

Neviens avots šajā kopā nesniedz materiāla izmaksas uz kg, atgriezumu atgūšanas vērtību uz kg vai kvantificētu izmaksu ietekmi uz detaļu no atkritumiem, tāpēc nevienu no augstāk apspriestajiem ietaupījumiem nevar noguldīt kā skaitli^2,6,13.

What the sources do not establish

• Neviens avots nesniedz materiāla izmaksas uz kg vai atgriezumu atgūšanas vērtību uz kg, tāpēc kvantitatīvo sakarību starp atkritumiem un kopējām detaļas izmaksām aprēķināt nevar.
• Neviens avots nekvantificē materiāla vai izmaksu ietaupījumu no konkrētām dizaina izmaiņām, piemēram, near-net sagataves, iekārtošanas vai detaļu konsolidācijas.
• Neviens avots nesniedz salīdzināmus izpildes termiņu skaitļus pēc materiāla formas (stienis, plāksne, kalums, liejums).
• Neviens avots nesniedz apjoma slieksni kaluma instrumentu izmaksu efektivitātei.
• Neviens avots nekvantificē pielaides vai virsmas apstrādes ietekmi tieši uz materiāla atkritumiem.
• Neviens avots norāda testa paraugu vai sertifikācijas prasības, kas mainītu materiāla izvēli vai atkritumus.
• Neviens avots nesniedz tipiskus minimālos pasūtījuma daudzumus pēc materiāla formas.
• Neviens avots neaptver atgriezumu atgūšanas vērtību vai pārstrādes ieņēmumus kā izmaksu kompensāciju.