So sparen Sie 90 % pro Teil mit robotergestütztem inkrementellem Umformen

Warum ist die Blechumformung so teuer!? Wir erklären warum und zeigen, wie Sie berechnen können, wie viel Sie durch den Einsatz von robotergesteuertem inkrementellem Formen einsparen könnten.

Das Formen von Plattenmaterial kann teuer sein. Sofern Sie keine großen Serien identischer Teile herstellen, können die Kosten restriktiv sein, insbesondere wenn Sie ein Hersteller mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen sind.

Was sollen Sie tun? Sollten Sie auf die Verwendung von Plattenmaterialien einfach ganz verzichten? Nein.

Glücklicherweise gibt es eine Möglichkeit, die Vorteile der Blechumformung zu einem kostengünstigen Preis zu nutzen:robotergestütztes inkrementelles Umformen. Alles, was Sie brauchen, ist ein Roboter und eine Kopie von RoboDK.

In diesem Artikel erklären wir, warum die herkömmliche Blechumformung so teuer ist und wie Sie Ihre potenziellen Einsparungen berechnen können.

5 Faktoren, die die herkömmliche Blechumformung teuer machen

Eine der gebräuchlichsten Methoden zum Formen von Blechmaterial ist das Tiefziehen, bei dem Material über eine Matrize gespannt wird.

Ein Faktor beeinflusst die Kosten dieser Methode enorm:

1. Herstellung der Matrize — Der Hauptaufwand sind die Kosten für die Herstellung der Matrize selbst. Dies kann leicht ein Vielfaches der Kosten für die Herstellung jedes Teils betragen. Um diese Kosten auszugleichen, müssen Hunderte oder Tausende desselben Teils hergestellt werden.

Weitere Faktoren, die die Kosten der Blechumformung in die Höhe treiben, sind:

2. Kosten im Zusammenhang mit vielen Lieferanten — Matrizen werden oft von externen Matrizenherstellern hergestellt. Dies ist nicht optimal. Laut Untersuchungen des Beratungsunternehmens McKinsey bestand ein wesentlicher Unterschied zwischen wohlhabenden und weniger wohlhabenden Unternehmen darin, dass sie die Anzahl ihrer Lieferanten begrenzten.
3. Lange Vorlaufzeiten für Matrizen — Die Herstellung eines Stempels dauert lange, insbesondere im Vergleich zur Produktionszeit. Es kann Tage dauern, eine Matrize zu entwerfen und herzustellen. Das inkrementelle Umformen kann innerhalb von Minuten oder Stunden abgeschlossen werden (je nach Größe und Komplexität des Teils).
4. Schrott — Beim Tiefziehen entsteht mehr Ausschuss. Während Schrott weiterverkauft werden kann, um einen Teil der Kosten wieder hereinzuholen, bedeutet dies, dass Sie zusätzliches Plattenmaterial kaufen müssen, um dies zu berücksichtigen. Eine Studie ergab beispielsweise, dass die Herstellung eines Teils durch Tiefziehen 12 % mehr Material erfordert als die Herstellung des gleichen Teils durch inkrementelles Umformen.
5. Schmiermittel — Das Tiefziehen erfordert mehr und härtere Schmiermittel als das inkrementelle Umformen. Dies erhöht die Kosten auf verschiedene Weise, einschließlich des Erfordernisses spezieller Belüftungssysteme, Filter und Schutzkleidung. Es kann auch bis zu 10 % der Kosten des Teils betragen, um es anschließend zu reinigen.

Roboterbasiertes inkrementelles Umformen ermöglicht es Ihnen, diese Kosten zu reduzieren oder sie in einigen Fällen vollständig zu eliminieren.

3 Schritte zur Berechnung, ob Sie durch inkrementelles Umformen Geld sparen

Okay, robotergestütztes inkrementelles Formen kann also kostengünstiger sein. Ihre Frage ist jetzt aber wahrscheinlich:Wird es sich für mich lohnen!?

Es gibt drei einfache Schritte, um das herauszufinden:

1. Berechnen Sie die Kosten der herkömmlichen Blechumformung.
2. Berechnen Sie die Kosten für das robotergesteuerte inkrementelle Formen.
3. Berechnen Sie anhand Ihrer Antworten Ihre Gewinnschwelle. Dadurch wird die Chargengröße bestimmt, die das herkömmliche Verfahren kostengünstiger macht.

Sehen wir uns jeden dieser Schritte einzeln an.

1. Berechnen Sie die Kosten des traditionellen Umformens

Die Kosten der traditionellen Blechumformung lassen sich in zwei Teile aufteilen:Kosten für die Matrize und Kosten für jedes Teil.

Sie können die Kosten jedes hergestellten Teils mit der folgenden Gleichung berechnen:

Verwenden Sie diese Gleichung, um sowohl die Kosten für jedes geformte Blech als auch die Kosten für die Matrize zu berechnen. Für die Herstellung der Matrize wird die Zykluszeit länger und die Bearbeitungskosten werden höher sein. Die Materialkosten können je nach verwendetem Material auch höher sein.

Gesamtproduktionskosten betragen dann:

Wie oben erwähnt, entsteht beim Tiefziehen eine angemessene Menge an Ausschuss, der zu den Rohmaterialkosten hinzukommt.

Beispiel

Stellen Sie sich anhand des Beispiels aus dieser Forschungsstudie vor, dass jedes tiefgezogene Teil 3,1 kg Material zu einem Preis von 0,7 $/kg erfordert. Es kostet 25 $/h, jedes Blech zu formen, und der Tiefziehprozess kann 420 Teile pro Stunde produzieren. Gehen Sie von 10 % Ausschusskosten und 100 % Effizienz aus.

Daher betragen die Kosten für eine Charge von 50 Teilen (ohne die Kosten für die Matrize):

Die Kosten für die Matrize selbst belaufen sich jedoch auf 3000 $, zehnmal höher als die Kosten pro Teil. Daher betragen die gesamten Produktionskosten 3122,15 $.

2. Berechnen Sie die Kosten des robotergestützten inkrementellen Umformens

Die oben angegebene Gleichung kann auch verwendet werden, um die „Kosten pro Teil“ der robotergesteuerten inkrementellen Umformung zu berechnen. Die Zykluszeit und die stündlichen Umformkosten sind beim inkrementellen Umformen höher als beim Tiefziehen.

Die Gesamtkosten betragen dann:

Wie Sie sehen können, gibt es auch einmalige Einrichtungskosten; dies wird jedoch viel niedriger sein als die Herstellungskosten eines Chips. Es fallen keine Verschrottungskosten an, diese können jedoch gegebenenfalls einbezogen werden.

Beispiel

Gestützt auf dieselbe Forschungsstudie wie zuvor, nehmen wir an, dass das inkrementelle Formen desselben Teils 1,7 kg pro Teil erfordert, ebenfalls bei 0,7 $/kg. Es kostet 33 $/h für den robotergestützten Formprozess und kann 7,5 Teile pro Stunde produzieren. Es fallen einmalige Einrichtungskosten in Höhe von 41 $ an.

Für eine Charge von 50 Teilen betragen die Kosten jetzt:

Wie Sie sehen können, bedeutet das inkrementelle Umformen, obwohl es viel länger dauert als das Tiefziehen, aufgrund der hohen Werkzeugkosten, dass es 90 % günstiger ist, das inkrementelle Umformen für diese Größe zu verwenden der Charge.

3. Berechnen Sie Ihren Break-Even-Punkt

Wie groß muss Ihre Charge sein, um das Tiefziehen zu rechtfertigen?

Sie können Ihre Gewinnschwelle berechnen, indem Sie diese kombinierte Gleichung verwenden, die die Kosten für traditionelles Tiefziehen und inkrementelles Formen vergleicht:

Für das Beispiel, das wir verwendet haben, funktioniert dies bei einer Stapelgröße von 726,13. Wenn die Charge 726 oder weniger beträgt, ist das inkrementelle Formen daher kostengünstiger. Wenn die Charge 727 oder mehr beträgt, ist das traditionelle Formen besser.

Bei kleinen Chargen werden Sie häufig feststellen, dass dies der Fall ist.

Wie man mit RoboDK robotergestütztes inkrementelles Umformen erreicht

Es ist überraschend einfach, einen Roboter für das inkrementelle Formen zu verwenden. Mit RoboDK können Sie den Robotercode mit unserem Bearbeitungstool in wenigen Minuten mit Standard-G-Code generieren.

Siehe unsere Fallstudie des Institut Maupertuis für ein Beispiel und eine Anleitung, wie Sie dies selbst tun können.