Jak ograniczyć odpady w obróbce CNC?

 

Odpady materiałowe są jednym z często pomijanych kosztów obróbki CNC.

Przy pojedynczym detalu ilość niewykorzystanego materiału może wydawać się niewielka. Przy produkcji seryjnej sytuacja wygląda zupełnie inaczej – kilogramy lub tony materiału mogą każdego miesiąca trafiać do pojemnika na złom.

Problem nie zawsze wynika z samej technologii obróbki CNC. Duże znaczenie ma sposób zakupu półfabrykatu, przygotowanie detalu, naddatki oraz planowanie produkcji. Właściwa optymalizacja pozwala zmniejszyć ilość odpadów bez zmiany konstrukcji i jakości gotowego elementu.

W skrócie

Z tego artykułu dowiesz się:

• gdzie powstają największe straty materiałowe,
• jak ograniczyć ilość odpadu przy przygotowaniu półfabrykatu,
• dlaczego zbyt duże naddatki zwiększają koszty,
• jak produkcja seryjna ułatwia wykorzystanie materiału,
• kiedy warto zmienić sposób zakupu materiału.

Najwięcej tracisz jeszcze przed uruchomieniem maszyny

Część strat powstaje zanim materiał trafi do obrabiarki.

Jeżeli detal jest wykonywany z dużego bloku lub pręta, jego wymiary powinny być możliwie dobrze dopasowane do wymiarów gotowego elementu.

Zbyt duży półfabrykat oznacza:

• większą ilość materiału do usunięcia,
• dłuższy czas obróbki,
• większe zużycie narzędzi skrawających,
• większą ilość odpadu.

Dlatego już na etapie przygotowania produkcji warto sprawdzić, czy dostępny jest materiał o wymiarach lepiej dopasowanych do detalu.

Naddatek nie powinien być większy, niż potrzeba

Naddatek technologiczny jest konieczny, ale jego nadmierna wielkość zwiększa koszt produkcji.

Materiał usuwany podczas frezowania lub toczenia trzeba najpierw kupić, a następnie poświęcić czas maszyny na jego usunięcie.

Warto więc dobrać naddatki do:

• rodzaju materiału,
• dokładności wykonania,
• sposobu przygotowania półfabrykatu,
• wymaganej jakości powierzchni.

Nie oznacza to oczywiście, że należy maksymalnie ograniczać naddatki. Zbyt mały naddatek może utrudnić uzyskanie wymaganej geometrii lub jakości powierzchni.

Celem jest znalezienie wartości optymalnej.

W produkcji seryjnej liczy się każdy kilogram

Przy dużych seriach nawet niewielka zmiana ilości odpadu może przynieść znaczące oszczędności.

Jeżeli na jednej sztuce pozostaje dodatkowo 200 g materiału, przy produkcji 5000 elementów daje to już tonę niewykorzystanego surowca.

Dlatego w produkcji seryjnej warto analizować nie tylko czas cyklu, ale również masę materiału kupowanego i zużywanego na jedną sztukę.

Taka analiza pozwala szybko wskazać detale, które generują największe straty.

Czy warto zmienić sposób zakupu materiału?

Czasami największe oszczędności można uzyskać poprzez zmianę formy półfabrykatu.

Zamiast kupować duży blok materiału, można rozważyć:

• materiał cięty na wymiar,
• pręty o odpowiedniej średnicy,
• płaskowniki,
• odkuwki,
• odlewy,
• półfabrykaty przygotowane specjalnie pod dalszą obróbkę.

Im bliżej kształtu końcowego znajduje się półfabrykat, tym mniej materiału trzeba usunąć podczas obróbki.

Nie zawsze będzie to najtańsze rozwiązanie – półfabrykat może kosztować więcej – dlatego należy porównać cenę materiału z czasem obróbki i ilością odpadu.

Co zrobić z pozostałym materiałem?

Nie każdy fragment materiału po wykonaniu detalu musi być odpadem.

W przypadku drogich materiałów warto wprowadzić system identyfikacji i ponownego wykorzystania pozostałości.

Przydatne może być oznaczanie:

• rodzaju materiału,
• gatunku,
• wymiarów,
• numeru partii.

Pozwala to wykorzystać pozostałe fragmenty przy kolejnych zleceniach.

W przypadku aluminium, stali nierdzewnej, miedzi czy stopów specjalnych takie podejście może mieć szczególnie duże znaczenie ekonomiczne.

Przykład z produkcji

Firma wykonująca aluminiowe elementy maszyn kupowała materiał w standardowych blokach, które były znacznie większe od wymaganych wymiarów detalu.

Analiza wykazała, że część materiału pozostająca po obróbce nie była wykorzystywana w kolejnych zleceniach.

Po zmianie sposobu zakupu i wprowadzeniu ewidencji pozostałości udało się lepiej dopasować półfabrykaty do produkowanych elementów.

Oszczędność nie wynikała więc z szybszego frezowania, ale z ograniczenia ilości materiału kupowanego na jedną sztukę.

Co powinien wiedzieć technolog i dział zakupów?

Technolog powinien analizować nie tylko czas obróbki, ale również stosunek masy materiału wejściowego do masy gotowego detalu.

Dział zakupów powinien natomiast patrzeć na materiał razem z kosztami jego przetworzenia.

Tańszy półfabrykat może okazać się droższy w całym procesie, jeśli wymaga usunięcia dużej ilości materiału.

Najlepsze efekty daje współpraca zakupów, konstrukcji i technologii już na etapie przygotowania produkcji.

Wnioski

Ograniczenie odpadów w CNC nie musi oznaczać kosztownej inwestycji. Dużą część strat można zmniejszyć poprzez lepszy dobór półfabrykatu, optymalizację naddatków, ponowne wykorzystanie pozostałości i dokładniejsze planowanie produkcji.

Warto pamiętać, że odpad materiałowy ma podwójny koszt: najpierw trzeba za niego zapłacić, a następnie ponieść koszt jego obróbki lub zagospodarowania.

Dlatego im wcześniej firma zacznie analizować przepływ materiału, tym większy ma wpływ na końcowy koszt detalu.