Come ridurre lo spreco di materiale nelle macchine da taglio tramite l'ottimizzazione dei parametri?

Ridurre gli sprechi di materiale nelle macchine da taglio attraverso l'ottimizzazione dei parametri è un progetto sistematico che coinvolge molteplici aspetti, come attrezzature, materiali, processi e personale. Ecco strategie e passaggi dettagliati che possono aiutarti a ridurre significativamente gli sprechi e migliorare l'efficienza produttiva.

1. Comprensione dell'origine dei rifiuti Identificazione

Innanzitutto è necessario chiarire i principali tipi di scarti di materiale nel processo di taglio per ottimizzare in modo mirato:

1. Rifili: le sezioni su entrambi i lati della materia prima che devono essere tagliate per ottenere la larghezza desiderata del prodotto finito. Questo è inevitabile, ma può essere ridotto al minimo.

2. Scarto di giunzione: quando si sostituisce una nuova bobina, le due bobine di materiale devono essere collegate all'estremità dell'estremità e questa connessione (sovrapposizione o testa a testa) diventerà uno scarto dopo il taglio.

3. Scarti di avviamento/configurazione: materiali che non soddisfano gli standard qualitativi generati durante la fase di messa in servizio dell'apparecchiatura ogni volta che la macchina viene accesa e le specifiche del prodotto (come larghezza, diametro) vengono modificate.

4. Scarti di testa e di coda: la parte di ogni rotolo principale che non può essere utilizzata a causa di un avvolgimento non uniforme o di scarsa qualità.

5. Difetti di processo generati durante il processo di taglio: tra cui bordi di taglio irregolari, cinghie di scorrimento serpentine (serpentina), graffi superficiali, deformazione da trazione, cinghie rotte, ecc.

6. Scarti del nucleo: la bobina lascia del materiale sul nucleo che non può essere ulteriormente tagliato.

2. Strategie di ottimizzazione dei parametri chiave

Per quanto riguarda le fonti di spreco sopra menzionate, ecco alcuni modi specifici per ridurle attraverso l'ottimizzazione dei parametri:

1. Ottimizzazione della larghezza

Questo è il modo più diretto ed efficace per ridurre gli sprechi di potatura.

• Utilizza un software ottimizzato per la gestione delle file di utensili: non affidarti a calcoli manuali. Utilizzando un software professionale per l'ottimizzazione del taglio, inserisci la larghezza del rotolo principale e la larghezza del prodotto finito per tutti gli ordini e il software calcolerà automaticamente la combinazione di file di utensili con il minor tasso di scarto. I suoi principi fondamentali sono:

◦ Massimizza la larghezza totale: la somma di tutte le larghezze del prodotto finito + lo spessore della fresa deve essere infinitamente vicina alla larghezza principale.

◦ Ridurre il numero di coltelli: ridurre il più possibile il numero di coltelli da taglio per soddisfare l'ordine, perché per ogni taglio aggiuntivo si verifica uno scarto in più (perdita di taglio).

• Consolidamento degli ordini e sequenziamento della produzione: concentra la produzione di ordini dello stesso materiale e delle stesse specifiche, offrendo al software di ottimizzazione maggiori possibilità di combinazione di larghezze per trovare una soluzione migliore.

2. Ottimizzazione del controllo della tensione

Una tensione non corretta è la causa principale di difetti di processo quali meandri, deformazioni da trazione e cinghie rotte.

• Impostazione precisa per zona: le moderne macchine da taglio hanno più punti di controllo come la tensione di svolgimento, la tensione di taglio, la tensione di avvolgimento, ecc. La tensione di ogni zona deve essere impostata e regolata con precisione in modo indipendente in base alle caratteristiche del materiale (ad esempio pellicola, carta, lamina), spessore e larghezza.

◦ Tensione di svolgimento: solitamente aumenta gradualmente man mano che il diametro del rotolo diminuisce (controllo della tensione conica) per mantenere costante la tensione.

◦ Tensione di taglio: deve essere sufficiente a garantire che il materiale sia dritto, ma non deve essere troppo elevata da causare allungamenti del materiale.

◦ Tensione di riavvolgimento: la più critica. Solitamente si utilizza anche il controllo della conicità, e la tensione viene gradualmente ridotta all'aumentare del diametro di avvolgimento, in modo da evitare accartocciamenti (effetto margherita) o collasso del nucleo del materiale interno.

• Utilizzare sistemi di controllo automatico della tensione: ove possibile, utilizzare sistemi di controllo della tensione a circuito chiuso dotati di servomotori o frizioni a polvere magnetica, che sono più precisi e stabili del controllo meccanico del freno.

3. Ottimizzazione della configurazione del coltello

Lo stato dell'inserto influisce direttamente sulla qualità della rifinitura e sulla durata dell'utensile.

• Selezione del tipo di lama: scegliere la lama più adatta (lama dritta, lama tonda, lama singola, lama doppia) e il materiale (acciaio al carbonio, ceramica, acciaio al tungsteno) in base al materiale. Ad esempio, le lame in ceramica sono più leggere e resistenti all'usura, il che le rende adatte al taglio di pellicole sottili e materiali ad alto contenuto di fibre.

• Sovrapposizione e angolazione delle lame:

◦ Cesoia circolare: regola la quantità di sovrapposizione e la profondità di taglio tra le lame superiore e inferiore. La profondità di taglio è solitamente compresa tra 1/2 e 2/3 dello spessore del materiale e la quantità di sovrapposizione è minima. I parametri devono essere regolati in base alla durezza del materiale.

◦ Taglio dritto: regolare l'angolazione e l'altezza della lama. Parametri non corretti possono causare sbavature sui bordi di taglio, perdita di polvere e persino usura prematura della lama.

• Manutenzione rigorosa delle lame: ispezionare, affilare o sostituire regolarmente le lame. Un coltello smussato strapperà il materiale invece di tagliarlo, causando una scarsa qualità del filo e polvere in eccesso.

4. Ottimizzazione dell'avvolgimento

La qualità dell'avvolgimento influisce sul tasso di qualificazione del prodotto finale.

• Profilo di pressione: per le apparecchiature che utilizzano l'avvolgimento a rulli, ottimizzare la curva di pressione del rullo. La pressione iniziale deve garantire che il nucleo possa "mordere" la testa del materiale, quindi la pressione deve variare gradualmente per evitare situazioni di tensione interna e allentamento esterno o allentamento interno e tensione esterna.

• Profilo conico: imposta con precisione la curva di conicità per la tensione di retrazione. Materiali diversi hanno valori di conicità ottimali diversi che devono essere determinati mediante registrazioni sperimentali.

• Parametri di allineamento: garantire il parallelismo e l'allineamento tra l'albero di riavvolgimento, il rullo di pressione, il rullo di guida, che è la base per prevenire i meandri.

5. Ottimizzazione dello splicing

Ridurre gli sprechi articolari.

• Utilizzare giuntatrici a nastro ad alte prestazioni: investire in giuntatrici a nastro automatiche di alta qualità può consentire di ottenere larghezze di sovrapposizione più strette (o persino giunzioni di testa), riducendo la lunghezza di scarto per giunzione.

• Funzionamento standardizzato delle giunzioni: gli operatori sono formati per creare un processo operativo standardizzato per garantire che ogni giunzione sia salda e allineata, evitando il primo successo e gli sprechi ripetuti causati dal guasto della giunzione.

3. Oltre i parametri: gestione del sistema e aggiornamento tecnologico

L'ottimizzazione dei parametri è fondamentale, ma richiede anche il supporto gestionale e tecnico:

1. Dati e monitoraggio:

◦ Installare un sistema di monitoraggio online (ad esempio una telecamera CCD) per rilevare in tempo reale la qualità del bordo di taglio e i difetti superficiali e individuare tempestivamente eventuali anomalie.

◦ Registrare i dati sugli scarti (metri o chilogrammi) per ogni produzione, analizzare le tendenze degli scarti e individuare la causa principale dei problemi.

2. Formazione del personale e procedure operative standard:

◦ Formazione completa per gli operatori per comprendere l'impatto di ciascun parametro sulla qualità del prodotto e sugli sprechi.

◦ Stabilire procedure operative standard (SOP), in particolare per fasi chiave quali cambio utensile, avvio e giunzione, per ridurre l'errore umano.

3. Manutenzione preventiva:

◦ Eseguire regolarmente la manutenzione della macchina da taglio e controllare lo stato dei rulli di guida, dei cuscinetti e dei sistemi di trasmissione. Un dispositivo che funzioni senza intoppi è la base per garantire la stabilità dei parametri.

4. Aggiornamenti tecnologici:

◦ Valutare l'aggiornamento delle attrezzature più vecchie. Le moderne macchine da taglio sono solitamente dotate di:

▪ Sistema di registrazione completamente automatico: per i materiali modellati, riduce gli sprechi dovuti al disallineamento.

▪ Sistema di servoazionamento più sofisticato: fornisce una risposta alla tensione più stabile e veloce.

▪ Sistema di controllo centrale integrato: i parametri di processo preimpostati possono essere richiamati con un clic, riducendo i tempi di messa in servizio e gli scarti.

Riepilogo: Passaggi d'azione

1. Misurare la base di riferimento: iniziare misurando accuratamente la quantità attuale di rifiuti di vario tipo per identificare le principali fonti di rifiuti.

2. Investire nel software: introdurre un software di ottimizzazione dello strumento di taglio per dare priorità agli scarti di pianificazione della larghezza.

3. Regolazione fine: concentrarsi sui parametri di tensione, avvolgimento e lama, condurre test DOE (Design of Experiment), trovare la migliore combinazione di parametri per diversi materiali e salvarli come ricette.

4. Manutenzione intensiva: stabilire un programma di manutenzione rigoroso per utensili e attrezzature.

5. Formare il team: consentire all'operatore di passare dalla "semplice esecuzione" alla "comprensione dell'ottimizzazione".

6. Miglioramento continuo: raccogliere dati in modo continuo e rivederli regolarmente per identificare opportunità di ulteriore ottimizzazione.

Grazie all'ottimizzazione completa dei parametri e al miglioramento della gestione sopra descritti, è possibile ridurre sistematicamente e costantemente lo spreco di materiale della macchina da taglio, il che può trasformarsi direttamente in notevoli vantaggi economici.