יצרן מכונות תעשייתיות לא מייצר רק "מכונה".

מאחורי כמעט כל מערכת אוטומציה, מסוע, מכונת אריזה, מערכת רובוטית או קו ייצור נמצאים עשרות ולעיתים מאות חלקים: פחים, שלדות, תושבות, פאנלים, דלתות, מגנים, פרופילים, צינורות, חלקי חיבור ומכלולים.

לכן עבור יצרני מכונות וציוד תעשייתי, היכולת לייצר חלקי מתכת במהירות, בדיוק ובחזרתיות משפיעה ישירות על קצב בניית המכונה ועל זמני האספקה ללקוח.

אחת הטכנולוגיות המרכזיות לייצור חלקים אלה היא חיתוך לייזר פייבר (Fiber Laser).

אבל כדי לבנות מערך ייצור יעיל, צריך להסתכל מעבר למכונת החיתוך עצמה.

צריך להבין את כל שרשרת הייצור:

תכנון → חיתוך פח → חיתוך צינורות ופרופילים → כיפוף → עיבוד שבבי → ריתוך → גימור → הרכבה

במאמר זה נבחן כיצד יצרני מכונות, חברות אוטומציה, אינטגרטורים ויצרני קווי ייצור יכולים להשתמש בטכנולוגיות חיתוך ועיבוד מתכת כדי לשפר את תהליך הייצור שלהם.

מי צריך מכונת חיתוך לייזר לייצור מכונות?

קהל היעד רחב מאוד.

בין היתר:

• יצרני מכונות לתעשייה

• Machine Builders

• יצרני קווי ייצור

• חברות אוטומציה

• אינטגרטורים

• יצרני מערכות רובוטיות

• יצרני מסועים

• יצרני מכונות אריזה

• יצרני ציוד למפעלי מזון

• יצרני ציוד לוגיסטי

• יצרני מערכות שינוע

• יצרני מתקנים וג'יגים

• יצרני ציוד חקלאי

• יצרני מערכות מיוחדות לפי דרישת לקוח

המשותף לכולם הוא הצורך להפוך תכנון הנדסי לחלקים פיזיים שאפשר להרכיב למערכת עובדת.

אילו חלקים ניתן לייצר בחיתוך לייזר?

מכונות תעשייתיות כוללות מגוון עצום של חלקי מתכת.

לדוגמה:

פאנלים

פאנלים למכונות, כיסויים, דפנות ודלתות.

תושבות

Brackets עבור מנועים, חיישנים, מסילות, בוכנות, מצלמות ורכיבים מכניים.

בסיסים

פלטות בסיס למכלולים ולמערכות.

מגני מכונה

חלקים המיועדים למעטפת ולהפרדה בהתאם לתכנון המכונה.

חלקי מסועים

פלטות, חיבורים, תושבות ומבנים למערכות שינוע.

מארזים

מארזים לרכיבים חשמליים, אלקטרוניים ומכניים.

חלקים לשלדות

פלטות וחלקי מתכת המתחברים לשלדה או למסגרת המכונה.

חלקים להרכבה

חלקים בעלי חורים, חריצים וממשקים שנועדו להתחבר למכלולים אחרים.

במקום לייצר כל חלק בתהליך ידני, ניתן להעביר קובץ דיגיטלי למערכת החיתוך ולייצר את הגיאומטריה בהתאם לתכנון.

למה Fiber Laser מתאים במיוחד ליצרני מכונות?

יצרן מכונות מתמודד בדרך כלל עם אתגר שונה ממפעל שמייצר מיליוני חלקים זהים.

לעיתים הוא מייצר:

מכונה אחת.

לאחר מכן:

שלוש מכונות.

ואז מגיע לקוח שמבקש שינוי.

פתאום צריך להאריך את השלדה, להזיז חיישן, לשנות פאנל או להוסיף מנוע.

כאן נכנס אחד היתרונות החשובים של ייצור דיגיטלי.

במקום לייצר כלי או תבנית חדשים לכל שינוי, ניתן לעדכן את התכנון ולהפיק תוכנית חיתוך חדשה.

לכן חיתוך לייזר יכול להתאים במיוחד לסביבה שבה קיימים:

• הרבה מק"טים

• סדרות קטנות ובינוניות

• שינויים תכופים

• מוצרים בהתאמה אישית

• אבות טיפוס

• פיתוח מתמשך

מפיתוח הנדסי לחלק מתכת

אצל יצרני מכונות, התהליך מתחיל בדרך כלל במחלקת ההנדסה.

המהנדס מתכנן את המערכת באמצעות תוכנת CAD.

משם נוצרים החלקים הנדרשים לייצור.

לדוגמה:

CAD → CAM / Nesting → חיתוך לייזר → כיפוף → ריתוך → גימור → הרכבה

ככל שהתהליך הזה מחובר יותר, כך ניתן לצמצם פעולות ידניות ומעברים מיותרים בין שלבים.

חיתוך פחים בלייזר לייצור מכונות

פח הוא אחד מחומרי הגלם המרכזיים בעולם בניית המכונות.

ניתן להשתמש בו עבור:

• מעטפות

• דלתות

• פאנלים

• תושבות

• פלטות בסיס

• חלקי מבנה

• מגנים

• ארונות

• מכלולים

מערכות Fiber Laser מאפשרות לחתוך מגוון מתכות, בהתאם לתצורת המכונה, ההספק, עובי החומר ותהליך החיתוך.

בין החומרים הנפוצים בתעשייה:

• פלדה

• נירוסטה

• אלומיניום

• פלדה מגולוונת

• ומתכות נוספות בהתאם ליישום

חיתוך לייזר לנירוסטה עבור מכונות לתעשיית המזון

יצרני מכונות עבור מפעלי מזון, תרופות, קוסמטיקה ותעשיות נוספות עשויים להשתמש בכמויות משמעותיות של נירוסטה.

מסועים, כיסויים, פאנלים, תושבות וחלקי מבנה יכולים להיות מיוצרים מנירוסטה בהתאם לדרישות המערכת.

כאן חשוב לבחון לא רק את החיתוך אלא גם את תהליך ההמשך:

חיתוך → כיפוף → ריתוך → השחזה / ליטוש → הרכבה

לכן איכות החלק היוצא ממכונת הלייזר משפיעה גם על השלבים הבאים.

לא רק פחים – מכונות בנויות גם מצינורות ופרופילים

אחת הטעויות היא לחשוב שיצרן מכונות צריך רק מכונת לייזר לפחים.

בפועל, שלדות ומבנים רבים בנויים מצינורות ופרופילים.

לדוגמה:

• פרופילים מרובעים

• פרופילים מלבניים

• צינורות עגולים

• מסגרות

• קורות

• חלקי שלדה

בתהליך מסורתי ניתן לחתוך פרופיל לאורך, להעביר אותו לקידוח, לבצע חריצים ולהכין אותו לריתוך.

מערכת Tube Laser יכולה במקרים המתאימים לרכז מספר פעולות בתהליך ממוחשב אחד.

חיתוך צינורות ופרופילים בלייזר ליצרני מכונות

מכונת לייזר לצינורות יכולה לבצע, בהתאם לדגם וליכולות המערכת:

• חיתוך לאורך

• חורים

• חריצים

• פתחים

• קונטורים

• חיתוכים בזוויות מסוימות

• הכנות לחיבור בין חלקים

זה יכול להיות משמעותי במיוחד בייצור שלדות.

לדוגמה, במקום למדוד ידנית את המיקום של כל חלק לפני הריתוך, ניתן לתכנן נקודות חיבור והתאמות כחלק מהגיאומטריה.

כך ניתן להפוך את החלק עצמו לחכם יותר מבחינת ההרכבה.

Design for Assembly – לתכנן חלקים שקל יותר להרכיב

חיתוך לייזר אינו רק דרך לחתוך מהר יותר.

הוא יכול לשנות גם את הדרך שבה מתכננים מכונה.

נניח שיש שתי פלטות שצריכות להתחבר בזווית מסוימת.

אפשר לתכנן:

• Tabs

• Slots

• חריצי מיקום

• נקודות חיבור

• פינים

• הכנות לריתוך

כך החלקים יכולים להתמקם בצורה פשוטה ומדויקת יותר לפני הריתוך.

גישה זו נקראת בין היתר Design for Assembly – DFA.

המטרה היא לתכנן את החלקים כך שההרכבה תהיה פשוטה, מהירה וחוזרת יותר.

פחות זמן מדידה, סימון וקידוח

בתהליכי ייצור מסורתיים, עובד עשוי לקבל פלטה או פרופיל ואז לבצע:

1. מדידה

2. סימון

3. קידוח

4. חיתוך

5. בדיקה

6. התאמה

כאשר הגיאומטריה נוצרת כבר בשלב החיתוך הממוחשב, ניתן במקרים רבים לצמצם חלק מהפעולות האלה.

זה אינו רק חיסכון בזמן מכונה.

זה יכול להפחית גם את מספר נקודות ההתערבות הידניות בתהליך.

חזרתיות חשובה במיוחד בבניית סדרת מכונות

כאשר מייצרים אב-טיפוס יחיד, ניתן לעיתים לבצע התאמות ידניות.

אבל כאשר לקוח מזמין:

10 מכונות,

20 מכונות,

או סדרת מערכות זהות,

צריך שכל החלקים יתחברו בצורה עקבית.

לכן יצרן מכונות צריך לחשוב על Repeatability – חזרתיות.

המטרה אינה רק שהחלק הראשון יתאים.

המטרה היא שגם החלק ה-50 והחלק ה-500 ייוצרו בהתאם לתהליך ולמפרט שנקבעו.

חיתוך לייזר + מכונת כיפוף CNC

חלק גדול מחלקי הפח במכונה אינם נשארים שטוחים.

אחרי החיתוך הם עוברים לכיפוף.

לכן שילוב של:

Fiber Laser + CNC Press Brake

יכול ליצור תא ייצור משמעותי עבור יצרני מכונות.

לדוגמה:

קובץ חלק → חיתוך → כיפוף → חלק מוכן לריתוך או להרכבה.

כאשר מתכננים מערך כזה, חשוב לבחון את התאמת שלב החיתוך לשלב הכיפוף כבר בתכנון החלק.

ומה לגבי CNC?

לא כל חלק במכונה מתאים לחיתוך לייזר.

חלקים תלת-ממדיים, חלקים הדורשים כרסום, משטחים מדויקים, כיסים, הברגות וגיאומטריות אחרות עשויים לדרוש עיבוד שבבי CNC.

לכן אצל יצרני מכונות ניתן לראות שילוב בין מספר טכנולוגיות:

Laser Cutting + CNC Machining + Bending + Welding

כל טכנולוגיה מבצעת את הפעולה שבה היא יעילה ומתאימה ביותר.

ייצור In-House או קבלני משנה?

זו אחת השאלות החשובות ביותר עבור יצרני מכונות.

יצרן בתחילת הדרך יכול לשלוח את כל חלקי המתכת לספק חיצוני.

זה יכול להיות פתרון מצוין כאשר היקף העבודה קטן.

אבל ככל שהחברה גדלה, עשויים להופיע אתגרים.

זמני המתנה

חלק קטן שחסר יכול לעכב הרכבה של מכונה שלמה.

שינויים הנדסיים

המהנדס משנה את התכנון, אבל עכשיו צריך להוציא שוב הזמנה לקבלן.

סדרי עדיפויות

הספק החיצוני עובד גם עבור לקוחות אחרים.

אבות טיפוס

כל שינוי דורש סבב ייצור נוסף.

עלויות מצטברות

כאשר נפח החיתוך גדל, כדאי לבדוק את העלות הכוללת לאורך זמן.

בשלב מסוים יכולה לעלות השאלה:

האם הגיע הזמן להעביר חלק מהייצור פנימה?

היתרון הגדול של ייצור פנימי – שליטה בקצב הפיתוח

אצל Machine Builders, היתרון של מכונת לייזר פנימית אינו בהכרח רק "כמה עולה לחתוך מטר".

לעיתים היתרון הגדול יותר הוא זמן.

מהנדס משנה חלק בבוקר.

התוכנית מתעדכנת.

החלק נכנס לייצור.

ואפשר לבדוק את הגרסה החדשה כחלק מתהליך הפיתוח.

עבור חברה שבונה מערכות בהתאמה ללקוח, קיצור מחזור:

Design → Manufacture → Test → Improve

יכול להיות בעל משמעות תפעולית גדולה.

אוטומציה במערך חיתוך הלייזר

כאשר נפח הייצור גדל, ניתן לבחון מעבר ממכונת חיתוך עצמאית למערכת אוטומטית יותר.

בהתאם למכונה ולתצורה ניתן לבחון פתרונות כגון:

• החלפת משטחים

• טעינת חומר

• פריקת חלקים

• אחסון חומר

• מערכות שינוע

• אינטגרציה עם תהליכי ייצור נוספים

המטרה היא להגדיל את הזמן שבו המכונה מייצרת ולהפחית זמני המתנה סביב התהליך.

איך לבחור מכונת Fiber Laser ליצרן מכונות?

אחת הטעויות הנפוצות היא להתחיל מהשאלה:

"כמה קילוואט צריך?"

הספק הוא פרמטר חשוב, אבל הוא רק חלק מהתמונה.

לפני בחירת המכונה צריך לבדוק:

אילו חומרים אתם חותכים?

פלדה? נירוסטה? אלומיניום? חומרים נוספים?

אילו עוביים?

צריך לבחון גם את העובי הנפוץ ביותר וגם את הטווח הכולל.

מה גודל הפחים?

גודל משטח העבודה צריך להתאים לחומרי הגלם ולחלקים שאתם מייצרים.

כמה עבודה יש?

מכונה לייצור מזדמן שונה ממכונה שצריכה לעבוד לאורך משמרות ייצור.

האם צריך אוטומציה?

ייתכן שהיום לא, אבל חשוב לחשוב גם על הצמיחה העתידית.

אילו גזי חיתוך נדרשים?

בחירת גז החיתוך והתשתית צריכה להיעשות בהתאם לחומרים ולתהליך.

מה קורה אחרי החיתוך?

אם רוב החלקים עוברים לכיפוף, ריתוך והרכבה, צריך לתכנן את התהליך כמערכת שלמה.

3KW, 6KW, 12KW או 24KW – האם יותר כוח תמיד טוב יותר?

לא בהכרח.

מערכות Fiber Laser זמינות בטווח רחב של הספקים.

הבחירה צריכה להיעשות לפי:

• חומר

• עובי

• קצב ייצור

• איכות נדרשת

• תמהיל עבודות

• תשתיות

• עלות הפעלה

• צפי עתידי

מפעל שחותך בעיקר פחים דקים אינו בהכרח צריך אותה מערכת כמו יצרן שחייב לחתוך פלטות עבות באופן קבוע.

לכן במקום לבחור את ההספק הגבוה ביותר באופן אוטומטי, כדאי לבחור תצורה שמתאימה לתמהיל הייצור בפועל.

מכונת לייזר היא חלק ממערכת ייצור – לא אי בודד

לפני רכישת מכונה צריך להסתכל על רצפת הייצור.

איפה יונחו חומרי הגלם?

איך ייכנסו הפחים?

איפה יונחו החלקים לאחר החיתוך?

מה המרחק ממכונת הכיפוף?

איך מתבצע השינוע?

האם נדרש מקום למשטחים?

האם בעתיד תתווסף אוטומציה?

אפילו כיוון הטעינה והפריקה יכול להשפיע על התאמת המכונה למפעל.

לכן תכנון נכון של Layout הוא חלק מהחלטת הרכישה.

כמה עולה להכניס חיתוך לייזר לתוך המפעל?

אין תשובה אחת שמתאימה לכל יצרן מכונות.

מערכת חיתוך תעשייתית יכולה להשתנות משמעותית לפי:

• הספק

• גודל שולחן

• תצורת המכונה

• מקור הלייזר

• ראש החיתוך

• רמת האוטומציה

• החלפת משטחים

• מערכות טעינה ופריקה

• דרישות בטיחות

• תוכנה

• תשתיות

אבל השאלה החשובה יותר היא לא רק:

כמה עולה המכונה?

אלא:

כמה עולה לנו היום לא להחזיק את יכולת הייצור הזו?

צריך לחשב:

• עלויות קבלני משנה

• הובלות

• זמני המתנה

• מלאי

• חלקים דחופים

• שעות עבודה

• פסילות

• קיבולת

• זמני פיתוח

• תחזוקה

• כוח אדם

• צריכת גז וחשמל

• פחת

רק לאחר מכן ניתן לבצע חישוב ROI משמעותי.

Han's Laser ליצרני מכונות וציוד תעשייתי

JAR Engineering מספקת בישראל פתרונות Fiber Laser של Han's Laser למפעלי תעשייה ויצרנים.

ניתן לבחון מערכות חיתוך בתצורות והספקים שונים בהתאם ליישום, לרבות פתרונות לחיתוך פחים ופתרונות לחיתוך צינורות ופרופילים.

בהתאם לצורכי המפעל ניתן לבחון גם אפשרויות כגון:

• שולחנות עבודה בגדלים שונים

• הספקי לייזר שונים

• החלפת משטחים

• פתרונות אוטומציה

• טעינה ופריקה

• תצורות בטיחות שונות

• התאמה ל-Layout של המפעל

המטרה אינה לבחור את המכונה הגדולה או החזקה ביותר, אלא להתאים את מערכת הייצור לעבודה שהמפעל צריך לבצע.

לא רק לייזר – לחשוב על כל רצפת הייצור

עבור יצרן מכונות, חיתוך הלייזר הוא בדרך כלל רק תחילת התהליך.

לכן כדאי לבחון את מערך הייצור כולו:

Fiber Laser לחיתוך פחים

↓

Tube Laser לצינורות ופרופילים

↓

CNC Press Brake לכיפוף

↓

CNC לעיבוד שבבי

↓

ריתוך וגימור

↓

הרכבה

כאשר שלבי הייצור מתוכננים יחד, ניתן לבנות תהליך יעיל יותר מהתכנון ההנדסי ועד למכונה המוגמרת.

האם הגיע הזמן להעביר את ייצור חלקי המכונה פנימה?

אם אתם יצרני מכונות, חברות אוטומציה, אינטגרטורים או יצרני קווי ייצור, שאלו את עצמכם:

כמה חלקי פח אנחנו מזמינים בחודש?

כמה צינורות ופרופילים אנחנו מעבדים?

כמה פעמים פרויקט נעצר בגלל חלק שחסר?

כמה שינויים הנדסיים אנחנו מבצעים במהלך פיתוח מכונה?

כמה זמן עובר משליחת קובץ ועד שהחלק מגיע אלינו?

כמה כסף אנחנו מוציאים על קבלני חיתוך ועיבוד?

האם נפח העבודה צפוי לגדול בשנים הקרובות?

אם התשובות מצביעות על נפח עבודה משמעותי ותלות גבוהה בספקים חיצוניים, כדאי לבצע בדיקה כלכלית והנדסית של מעבר לחלק מהייצור In-House.

מחפשים מכונת לייזר לייצור מכונות וציוד תעשייתי?

בחירת מערכת חיתוך לייזר צריכה להתחיל מהחלקים שאתם מייצרים – לא מקטלוג המכונות.

ב-JAR Engineering ניתן לבחון את תמהיל העבודה שלכם:

חומרים → עוביים → מידות → כמויות → חלקים → קצב ייצור → תהליכי המשך → אוטומציה

ומתוך הנתונים לבחון איזו מערכת Fiber Laser או מערכת לחיתוך צינורות ופרופילים מתאימה לתהליך.

אם אתם בונים מכונות תעשייתיות, מערכות אוטומציה, מסועים, קווי ייצור או ציוד מיוחד למפעלים, שלחו לנו דוגמאות של החלקים, חומרי הגלם והעוביים שאתם מייצרים.

JAR Engineering – פתרונות לייזר, CNC ואוטומציה ליצרנים שרוצים לבנות יותר מהייצור בתוך המפעל.