La determinazione dei prezzi basata esclusivamente sul tempo di taglio laser può portare a ordini di produzione, ma può anche rivelarsi un'operazione in perdita, soprattutto quando i margini del produttore di lamiera sono bassi.
Quando si parla di fornitura nel settore delle macchine utensili, solitamente si parla di produttività delle macchine utensili. Quanto velocemente l'azoto taglia l'acciaio di mezzo pollice? Quanto dura un piercing? Tasso di accelerazione? Facciamo uno studio sul tempo e vediamo come appare il tempo di esecuzione! Sebbene questi siano ottimi punti di partenza, sono davvero variabili che dobbiamo considerare quando pensiamo alla formula del successo?
Il tempo di attività è fondamentale per costruire un buon business nel settore laser, ma dobbiamo pensare a qualcosa di più del semplice tempo necessario per ridurre il lavoro. Un'offerta basata esclusivamente sulla riduzione del tempo può spezzarti il cuore, soprattutto se il profitto è piccolo.
Per scoprire eventuali costi nascosti nel taglio laser, dobbiamo esaminare l’utilizzo della manodopera, il tempo di attività della macchina, la coerenza dei tempi di consegna e della qualità delle parti, qualsiasi potenziale rilavorazione e utilizzo dei materiali. In generale, i costi delle parti rientrano in tre categorie: costi delle attrezzature, costi della manodopera (come materiali acquistati o gas ausiliario utilizzato) e manodopera. Da qui i costi possono essere suddivisi in elementi più dettagliati (vedere Figura 1).
Quando calcoliamo il costo di una manodopera o il costo di una parte, tutte le voci nella figura 1 faranno parte del costo totale. Le cose diventano un po’ confuse quando teniamo conto dei costi in una colonna senza tenere adeguatamente conto dell’impatto sui costi in un’altra colonna.
L’idea di sfruttare al massimo i materiali potrebbe non ispirare nessuno, ma dobbiamo valutare i suoi vantaggi rispetto ad altre considerazioni. Quando calcoliamo il costo di una parte, scopriamo che nella maggior parte dei casi, il materiale rappresenta la parte più importante.
Per ottenere il massimo dal materiale, possiamo implementare strategie come il Taglio Collineare (CLC). CLC consente di risparmiare materiale e tempo di taglio, poiché due bordi della parte vengono creati contemporaneamente con un solo taglio. Ma questa tecnica presenta alcune limitazioni. Dipende molto dalla geometria. In ogni caso, per garantire la stabilità del processo è necessario assemblare piccole parti soggette a ribaltamento e qualcuno deve smontarle ed eventualmente sbavarle. Aggiunge tempo e lavoro che non sono gratuiti.
La separazione delle parti è particolarmente difficile quando si lavora con materiali più spessi e la tecnologia di taglio laser aiuta a creare etichette “nano” con uno spessore superiore alla metà dello spessore del taglio. La loro creazione non influisce sul tempo di esecuzione perché le travi rimangono nel taglio; dopo aver creato le schede, non è necessario reinserire i materiali (vedi Fig. 2). Tali metodi funzionano solo su alcune macchine. Tuttavia, questo è solo un esempio dei recenti progressi che non si limitano più a rallentare le cose.
Ancora una volta, il CLC dipende molto dalla geometria, quindi nella maggior parte dei casi cerchiamo di ridurre la larghezza della rete nel nido anziché farla scomparire completamente. La rete si sta restringendo. Questo va bene, ma cosa succede se la parte si inclina e provoca una collisione? I produttori di macchine utensili offrono varie soluzioni, ma un approccio disponibile a tutti è l’aggiunta di un offset dell’ugello.
La tendenza degli ultimi anni è stata quella di ridurre la distanza tra l'ugello e il pezzo da lavorare. Il motivo è semplice: i laser a fibra sono veloci e i laser a fibra di grandi dimensioni sono davvero veloci. Un aumento significativo della produttività richiede un simultaneo aumento del flusso di azoto. I potenti laser a fibra vaporizzano e fondono il metallo all'interno del taglio molto più velocemente dei laser a CO2.
Invece di rallentare la macchina (il che sarebbe controproducente), regoliamo l’ugello per adattarlo al pezzo da lavorare. Ciò aumenta il flusso del gas ausiliario attraverso la tacca senza aumentare la pressione. Sembra un vincitore, tranne per il fatto che il laser si muove ancora molto velocemente e l'inclinazione diventa più un problema.
Figura 1. Tre aree chiave che influiscono sul costo di una parte: attrezzature, costi operativi (compresi i materiali utilizzati e il gas ausiliario) e manodopera. Questi tre saranno responsabili di una parte del costo totale.
Se il tuo programma ha particolari difficoltà nel capovolgere la parte, è opportuno scegliere una tecnica di taglio che utilizzi un offset dell'ugello maggiore. Se questa strategia abbia senso dipende dall'applicazione. Dobbiamo bilanciare la necessità di stabilità del programma con l’aumento del consumo di gas ausiliario che deriva dall’aumento della cilindrata degli ugelli.
Un'altra opzione per evitare il ribaltamento delle parti è la distruzione della testata, creata manualmente o automaticamente tramite software. E anche qui ci troviamo di fronte ad una scelta. Le operazioni di distruzione delle intestazioni di sezione migliorano l'affidabilità del processo, ma aumentano anche i costi dei materiali di consumo e rallentano i programmi.
Il modo più logico per decidere se utilizzare la distruzione degli slug è considerare l'eliminazione dei dettagli. Se ciò è possibile e non possiamo programmare in modo sicuro per evitare una potenziale collisione, abbiamo diverse opzioni. Possiamo fissare le parti con micro-fermi o tagliare pezzi di metallo e lasciarli cadere in sicurezza.
Se il profilo del problema è l'intero dettaglio stesso, allora non abbiamo davvero altra scelta, dobbiamo contrassegnarlo. Se il problema riguarda il profilo interno, è necessario confrontare i tempi e i costi di riparazione e rottura del blocco metallico.
Ora la questione diventa costo. L'aggiunta di microtag rende più difficile l'estrazione di una parte o di un blocco da un nido? Se distruggiamo la testata, allungheremo la durata del laser. È più economico aggiungere manodopera extra a parti separate o è più economico aggiungere tempo di manodopera alla tariffa oraria di una macchina? Data l'elevata produttività oraria della macchina, probabilmente dipende da quanti pezzi devono essere tagliati in pezzi piccoli e sicuri.
Il lavoro è un fattore di costo enorme ed è importante gestirlo quando si cerca di competere in un mercato a basso costo del lavoro. Il taglio laser richiede manodopera associata alla programmazione iniziale (anche se i costi vengono ridotti nei successivi riordini) nonché manodopera associata al funzionamento della macchina. Più le macchine sono automatizzate, meno possiamo ricavare dalla paga oraria dell'operatore laser.
L’“automazione” nel taglio laser si riferisce solitamente alla lavorazione e allo smistamento dei materiali, ma i laser moderni hanno anche molti altri tipi di automazione. Le macchine moderne sono dotate di cambio automatico degli ugelli, controllo attivo della qualità di taglio e controllo della velocità di avanzamento. È un investimento, ma il conseguente risparmio di manodopera può giustificare il costo.
Il pagamento orario delle macchine laser dipende dalla produttività. Immaginate una macchina che possa fare in un turno ciò che prima richiedeva due turni. In questo caso, passando da due turni ad uno solo, è possibile raddoppiare la produzione oraria della macchina. Poiché ogni macchina produce di più, riduciamo il numero di macchine necessarie per svolgere la stessa quantità di lavoro. Dimezzando il numero di laser, dimezzeremo i costi della manodopera.
Naturalmente, questi risparmi andranno in malora se le nostre apparecchiature si rivelano inaffidabili. Una varietà di tecnologie di elaborazione aiutano a mantenere il taglio laser senza intoppi, incluso il monitoraggio delle condizioni della macchina, l'ispezione automatica degli ugelli e i sensori di luce ambientale che rilevano lo sporco sul vetro protettivo della testa di taglio. Oggi possiamo utilizzare l’intelligenza delle moderne interfacce macchina per mostrare quanto tempo manca alla prossima riparazione.
Tutte queste funzionalità aiutano ad automatizzare alcuni aspetti della manutenzione della macchina. Sia che possediamo macchine con queste capacità o che manteniamo le attrezzature alla vecchia maniera (duro lavoro e atteggiamento positivo), dobbiamo garantire che le attività di manutenzione siano completate in modo efficiente e puntuale.
Figura 2. I progressi nel taglio laser sono ancora focalizzati sul quadro generale, non solo sulla velocità di taglio. Ad esempio, questo metodo di nanobonding (unione di due pezzi tagliati lungo una linea comune) facilita la separazione delle parti più spesse.
Il motivo è semplice: le macchine devono essere nelle migliori condizioni operative per mantenere un’elevata efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE): disponibilità x produttività x qualità. Oppure, come dice il sito web oee.com: “[OEE] definisce la percentuale di tempo di produzione veramente efficace. Un OEE del 100% significa qualità al 100% (solo componenti di qualità), prestazioni al 100% (prestazioni più veloci). ) e disponibilità al 100% (nessun tempo di inattività).” Nella maggior parte dei casi è impossibile raggiungere il 100% di OEE. Lo standard di settore si avvicina al 60%, anche se l’OEE tipico varia in base all’applicazione, al numero di macchine e alla complessità del funzionamento. In ogni caso, l’eccellenza OEE è un ideale per cui vale la pena lottare.
Immaginiamo di ricevere una richiesta di preventivo per 25.000 pezzi da un cliente grande e noto. Garantire il regolare svolgimento di questo lavoro può avere un impatto significativo sulla crescita futura della nostra azienda. Quindi offriamo $ 100.000 e il cliente accetta. Questa è una buona notizia La cattiva notizia è che i nostri margini di profitto sono piccoli. Pertanto, dobbiamo garantire il livello più alto possibile di OEE. Per fare soldi, dobbiamo fare del nostro meglio per aumentare l’area blu e diminuire l’area arancione nella figura 3.
Quando i margini sono bassi, qualsiasi sorpresa può minare o addirittura annullare i profitti. Una cattiva programmazione rovinerà il mio ugello? Un calibro di taglio difettoso contaminerà il mio vetro di sicurezza? Ho un tempo di inattività non pianificato e ho dovuto interrompere la produzione per la manutenzione preventiva. In che modo ciò influirà sulla produzione?
Una programmazione o una manutenzione inadeguate possono far sì che la velocità di avanzamento prevista (e la velocità di avanzamento utilizzata per calcolare il tempo di elaborazione totale) sia inferiore. Ciò riduce l’OEE e aumenta i tempi di produzione complessivi, anche senza che l’operatore debba interrompere la produzione per regolare i parametri della macchina. Dì addio alla disponibilità dell'auto.
Inoltre, le parti che produciamo vengono effettivamente inviate ai clienti o alcune parti vengono gettate nel cestino? Punteggi di qualità scadenti nei calcoli dell’OEE possono davvero essere dannosi.
I costi di produzione del taglio laser vengono considerati in modo molto più dettagliato rispetto alla semplice fatturazione del tempo impiegato dal laser. Le macchine utensili di oggi offrono molte opzioni per aiutare i produttori a raggiungere l'elevato livello di trasparenza di cui hanno bisogno per rimanere competitivi. Per rimanere redditizi, dobbiamo solo conoscere e comprendere tutti i costi nascosti che paghiamo quando vendiamo widget.
Immagine 3 Soprattutto quando utilizziamo margini molto sottili, dobbiamo ridurre al minimo l'arancione e massimizzare il blu.
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Orario di pubblicazione: 28 agosto 2023