Maloserijska proizvodnja: kdaj se izplača od enega kosa do nekaj sto

Maloserijska proizvodnja je ekonomsko smiselna vselej, kadar je del mogoče izdelati brez orodja, namenjenega prav temu delu. Množična proizvodnja je poceni na kos, ker se kalup, štancno orodje ali namensko vpenjalo plača enkrat, strošek pa se porazdeli na desettisoče kosov. Če to orodje odpravite z digitalnim štancanjem in upogibanjem, večosno obdelavo v enem vpetju ali selektivnim laserskim sintranjem, se fiksni strošek serije skrči na pripravo in programiranje. Takrat so en kos, deset kosov ali nekaj sto enako smiselne količine. Ta vodnik pojasni, od kod v resnici izvira strošek male serije, kako izbrati postopek in kdaj je storitev s takojšnjo ponudbo boljša pot od projekta po meri.

Zakaj ekonomika množične proizvodnje tu ne velja

Cena dela ima dve sestavini: fiksni strošek na serijo ali projekt in variabilni strošek na kos.

• Fiksni strošek — orodja, vpenjala, programiranje, priprava stroja, kontrola prvega kosa.
• Variabilni strošek — material, strojni čas na kos, manipulacija, dodelava.

Pri množični proizvodnji je fiksni del velik (orodje za brizganje ali progresivno orodje je resna naložba), a se porazgubi v zelo veliki količini. Pri mali seriji bi isto orodje prevladalo v ceni vsakega dela. Zato vprašanje nikoli ni samo „koliko kosov?“, temveč „kateri postopek mi pri tej količini omogoča, da se orodju izognem?“.

Sodobna oprema odgovor spremeni. Kadar je priprava avtomatizirana, programi pa nastajajo neposredno iz CAD-modela, se fiksni strošek serije zmanjša toliko, da posamezni kosi in male serije postanejo običajno delo in ne draga izjema.

Postopki, ki ne potrebujejo orodja, namenjenega delu

Pločevina: digitalno štancanje in upogibanje

Na stroju TRUMPF TruMatic 1000 se del po programu izštanca, preoblikuje in dobi navoje neposredno v pločevini — brez štancnega orodja, namenjenega temu delu. Geometrija se v programski opremi preveri glede na zaporedje upogibanja, še preden se razreže kakršen koli material. Na upogibni stiskalnici TruBend 5170 lasersko merjenje kota ACB že prvi del spravi v toleranco, ToolMaster pa v nekaj minutah samodejno sestavi celoten komplet orodij za zgornjo in spodnjo gredo. Prav samodejna priprava orodja naredi upogibanje posameznih kosov in malih serij resnično ekonomično: pripravo ni več treba amortizirati na veliki seriji.

CNC-obdelava: struženje in rezkanje v enem vpetju

Mazak INTEGREX struži, rezka, vrta in vrezuje navoje na devetih krmiljenih oseh v enem vpetju. Manj vpetij pomeni krajšo pripravo na serijo in tolerance, ki se zaradi ponovnega vpenjanja ne seštevajo. Surovce na mero razreže popolnoma avtomatska žaga Kasto, kolaborativni roboti FANUC CRX pa strežejo stroju z nalaganjem in razlaganjem, zato strojni čas ni vezan na upravljavca, ki stoji ob stroju.

SLS 3D-tiskanje namesto orodij za brizganje

Selektivno lasersko sintranje iz PA12 na EOS FORMIGA P110 Velocis izdela dele proizvodne kakovosti neposredno iz modela. Pri serijah od deset do sto kosov nadomesti orodje za brizganje, ki se pri tej količini ne bi izplačalo, in doseže geometrije, ki jih orodje ne more. Dodelava na opremi DyeMansion zagotavlja enakomerno površino v vseh serijah — to je korak med natisnjenim delom, ki ga pokažete, in delom, ki ga odpremite.

Robotsko lasersko varjenje

Varjeni sklopi so nekoč pomenili ročno delo, ki ga je bilo težko prenesti na večje količine. Vlakenski laser, ki ga nosi robot, sledi natančni poti z natančno hitrostjo, z nizko toplotno deformacijo in minimalnim brušenjem po varjenju, zato je mala serija varjenih podsklopov ponovljiva od prvega do zadnjega kosa.

Kako izbrati postopek

Le redko obstaja en sam pravilen odgovor, a geometrija in material izbiro običajno hitro zožita.

Vaš del	Običajno prva izbira	Zakaj ustreza mali seriji
Raven ali upognjen del iz pločevine: nosilec, panel, ohišje, okvir	Štancanje, preoblikovanje in upogibanje na upogibni stiskalnici	Brez štancnih orodij, namenjenih delu; navoji in vtiski, oblikovani v pločevino
Natančen rotacijski ali prizmatični del: ohišje, adapter, priključek gredi	Devetosno struženje in rezkanje	Eno vpetje, brez vpenjal za vsako operacijo
Zahteven plastični del, notranji kanali, organske oblike	SLS iz PA12	Brez orodja za brizganje; serije od deset do sto kosov
Sklop delov iz pločevine, ki mora biti tog	Upognjena pločevina in robotsko lasersko varjenje	Nizka deformacija, ponovljivi zvari
Del, ki ga ni mogoče izdelati z enim postopkom	Kombinacija postopkov, načrtovanih skupaj	Vsak element izdelan tam, kjer je najceneje

Zadnja vrstica je najpomembnejša. Deli v malih serijah so pogosto cenejši, če so zasnovani za postopke, s katerimi bodo izdelani — obdelan blok, nadomeščen z upognjenim in varjenim delom, ali večdelni sklop, nadomeščen z eno komponento SLS. Kaj zmore posamezen postopek, si oglejte na straneh Zmogljivosti in Tehnologija.

Kaj določa strošek male serije

Kadar ni treba plačati orodja, strošek serije izhaja iz krajšega seznama dejavnikov:

1. Število operacij in vpetij. Vsaka dodatna priprava in vsak prehod med stroji dodata čas. Konstrukcije, ki jih je mogoče izdelati v enem vpetju ali v enem zaporedju upogibanja, so cenejše.
2. Programiranje in priprava. Čist 3D-model in jasna risba skrajšata pripravo. Nejasnosti stanejo več kot zapletenost.
3. Tolerance. Ozke tolerance tam, kjer so pomembne, so povsem v redu; ozke tolerance povsod dodajo kontrolo in strojni čas, vrednosti pa ne.
4. Material. Standardne debeline pločevine in običajne vrste materiala je laže nabaviti in obdelati kot eksotične.
5. Dodelava. Naknadna obdelava, premazi in estetske zahteve lahko stanejo toliko kot sam del. Opredelite jih premišljeno.
6. Montaža. Manj delov in manj veznih elementov — na primer navoji, oblikovani neposredno v pločevino, namesto ločenih matic — zmanjša tako ceno dela kot čas montaže.

Praktičen primer iz naše lastne proizvodnje: ko je bila strojna oprema PhotoRobot na novo zasnovana za lastno avtomatizirano proizvodnjo, se je montaža FRAME V6 skrajšala na 2,5 dneva z enim delavcem, montaža CUBE COMPACT pa na 4 ure z enim delavcem. O strošku male serije se odloča pri konstruiranju za postopek.

Takojšnja ponudba ali projekt po meri?

Ne potrebuje vsaka mala serija pogovora z inženirjem. Preproste primere na spletu rešujeta naši sestrski strani:

• sheetparts.com — takojšnji deli iz pločevine. Naložite datoteko in dobite del.
• sls.market — takojšnje SLS 3D-tiskanje iz PA12.

Projekt po meri je boljša pot, kadar:

• del združuje več postopkov (pločevina, strojna obdelava, varjenje, SLS);
• je treba konstrukcijo pred izdelavo prilagoditi proizvodnji;
• je serija del večjega sklopa ali stroja;
• potrebujete nekoga, ki prevzame odgovornost za rezultat, ne le za dele.

Če so deli namenjeni opremi, ki jo gradite, naš članek o namenskih strojih opisuje, kako celoten stroj vodimo od naloge do namestitve.

Pogosta vprašanja

Ali obstaja najmanjša količina naročila?

Ne. Delamo od enega kosa naprej; male serije so enako dobrodošle.

Kdaj maloserijska proizvodnja ni več smiselna?

Ko je količina dovolj velika, da se namensko orodje povrne — prihranki na kos, ki jih prinese kalup ali štancno orodje, tedaj začnejo presegati njegovo ceno. Kje natanko je ta meja, je odvisno od dela, zato jo je vredno preveriti, ko se količine povečujejo.

Ali so deli iz malih serij slabše kakovosti kot deli iz množične proizvodnje?

Ne bi smeli biti. Isti stroji izdelujejo posamezne kose in serije, prvi del pa nastane v enakih pogojih kot zadnji — na upogibni stiskalnici na primer merjenje kota že prvi del spravi v toleranco.

Ali lahko prototip preide neposredno v malo serijo?

Običajno da, če je izdelan na isti proizvodni opremi. Ni orodja, ki bi ga bilo treba zagnati, zato je korak od enega kosa do male serije večinoma vprašanje količine.

Naslednji korak

Če imate del ali sklop v razponu od enega kosa do nekaj sto, nam pošljite model in količino. Za preproste dele iz pločevine ali SLS najprej preizkusite sheetparts.com ali sls.market; za vse, kar združuje več postopkov ali potrebuje konstrukcijsko podporo, začnite na strani Kontakt.