DAVID LARCOMBE
في مصنع شركة إندسبنشن لتصنيع المقطورات في بولتون، لانكشاير، إنجلترا، تضاعفت إنتاجية قطع الصفائح المعدنية بعد استبدال آلة تعمل بليزر ثاني أكسيد الكربون بمركز تشكيل ليزر الألياف Bystronic ByStar Fiber 6520 في ديسمبر 2016، بتكلفة تقارب 800 ألف جنيه إسترليني (حوالي 1.3 مليون دولار أمريكي؛ الشكل 1). يتميز ليزر الألياف بقدرة 4 كيلوواط وسعة سطح تبلغ 6.5 × 2 متر، مما يجعله أكبر آلة ليزر ألياف يتم توريدها إلى السوق البريطانية حتى الآن.
علّق ستيف سادلر، مدير المشتريات في شركة إندسبنشن، قائلاً: "نقوم بشكل أساسي بقطع الفولاذ الطري 43A والفولاذ المجلفن مسبقًا، بالإضافة إلى بعض الألومنيوم، بسماكات تتراوح من 1 مم إلى 12 مم. حتى سماكة 3 مم، يقطع ليزر الألياف أسرع بثلاث مرات من ليزر ثاني أكسيد الكربون. فهو يخترق الفولاذ بسماكة 1 مم بسرعة فائقة، مُنتجًا 10 ثقوب في الثانية. تتضاءل هذه الميزة مع زيادة السماكة، ولكن بشكل عام، يُعدّ جهاز ByStar أسرع بمرتين في جميع السماكات التي نعالجها. لقد قضى هذا الجهاز، دفعة واحدة، على الاختناق الذي كان يُعيق عمل مصنعنا والذي كان ناتجًا عن عدم قدرة آلة ثاني أكسيد الكربون على مواكبة حجم العمل المتزايد باستمرار في مجال القطع بالليزر."
تم شراء ليزر الألياف كجزء من عملية تبادل مع نموذج Bystronic CO2 ذي سعة مكافئة تم توريده لشركة Indespension في عام 2009. وأكد سادلر أنه تم الحصول على سعر جيد للآلة القديمة، على الرغم من أنها كانت تعمل لمدة تصل إلى 20 ساعة في اليوم، مما يسلط الضوء على الاحتفاظ بالقيمة كميزة لشراء المعدات من هذا المصنع.
في البداية، كان الدافع الرئيسي للاستثمار في تقنية القطع بالليزر هو تحقيق مستوى أعلى من التحكم الداخلي في إنتاج المقطورات وتوفير تكلفة إسناد العمل إلى مقاولي الصفائح المعدنية. ومن الاعتبارات المهمة الأخرى تبسيط عملية تصميم النماذج الأولية وطرح المنتجات الجديدة في السوق بشكل أسرع.
وتابع سادلر قائلاً: "قبل عام 2009، كنا نضطر خلال مرحلة تطوير المنتج إلى شراء مجموعة أو مجموعتين أو ثلاث مجموعات من نماذج الأجزاء المعدنية الأولية. لم يكن المقاولون الفرعيون متحمسين لإنتاج هذه الكميات الصغيرة، لذا كان السعر مرتفعًا في الغالب، وكانوا يستغرقون من أربعة إلى ستة أسابيع لتسليم النماذج الأولية. وإذا احتجنا إلى إجراء تغيير في التصميم والعودة إلى المقاول الفرعي للحصول على نماذج أولية إضافية - حتى لو كان الأمر بسيطًا مثل مجموعة جديدة من واقيات الطين - فقد يستغرق ذلك شهرًا آخر أو نحو ذلك. أما الآن، فيمكننا إنتاج الأجزاء داخليًا في غضون أيام، مما يقلل وقت التسليم لمقطورة جديدة من ستة أو سبعة أشهر عادةً إلى أقل من خمسة أشهر، أو لمقطورة معدلة من ثلاثة أو أربعة أشهر إلى أقل من شهرين."
أشار سادلر إلى أنه قبل عقد من الزمن، كانت المقطورات قليلة الاستخدام بتقنية القطع بالليزر، بينما تُستخدم اليوم على نطاق واسع. في الواقع، تُصمَّم المنتجات بناءً على الإمكانيات الهائلة لآلات القطع بالليزر الحديثة. ومن مزاياها دقة التصنيع العالية التي تسمح بتجميع المكونات بدقة وسرعة، دون الحاجة إلى عمليات تركيب تستغرق وقتًا طويلاً.
ومن المزايا الأخرى أن عملية التصنيع سريعة للغاية، لا سيما باستخدام ليزر الألياف، مما يجعلها طريقة فعالة من حيث التكلفة لتقليل وزن المكونات عن طريق دمج العديد من الثقوب والفتحات. إذ أن القيام بذلك يدويًا سيكون مُرهقًا للغاية وبالتالي غير اقتصادي.
تعمل وحدة القطع بالليزر بنظام المناوبات الليلية والنهارية، بالإضافة إلى إيقاف تشغيلها خلال أشهر الصيف، بإجمالي 18 إلى 20 ساعة يوميًا، خمسة أيام في الأسبوع. أما في بقية أيام السنة، فتعمل بنظام المناوبة النهارية مع إيقاف تشغيلها لمدة 10 إلى 12 ساعة يوميًا.
قررت شركة إندسبنشن عدم تركيب معدات التشغيل الآلي نظرًا لتنوع أحجام الألواح التي تعالجها، مما يجعل التحميل الآلي أمرًا صعبًا. كما أن نطاق أحجام المكونات واسع، حيث يتراوح من أكثر من 5.8 متر إلى أقل من ذلك. لذا، فإن وجود المشغل ضروري لإدارة هذا التنوع، ولذلك يُستخدم نظام رفع يدوي يعتمد على وسادات الشفط لمعالجة الألواح (الشكل 2).
الشكل 2. يتم التعامل مع الأوراق من وإلى طاولة النقل الخاصة بجهاز ByStar Fiber 6520 يدويًا في شركة Indespension باستخدام جهاز رفع مزود بوسادة شفط.
لكن هذا يُشكّل مشكلة للشركة إذا كانت عملية الإنتاج تتضمن مجموعة من بضعة أجزاء بسيطة تُقطع من صفيحة رقيقة. فدورة القطع في آلة الليزر الليفي سريعة للغاية لدرجة أن المشغل لا يملك الوقت الكافي لإنهاء فصل الأجزاء عن الهيكل السابق قبل أن تصبح الصفيحة المشغولة التالية جاهزة، أو لتحميل القطعة الخام التالية على طاولة النقل.
لذا، تفكر الشركة في تضمين علامات دقيقة في بعض برامج قطع الصفائح المعدنية بحيث تظل الأجزاء المشكلة متصلة بالهيكل، مما يسمح بنقل الصفيحة المعالجة بالكامل إلى محطة خارج الخط، حيث يمكن لعضو آخر من الموظفين المساعدة في إزالة المكونات.
من بين أجزاء الصفائح المعدنية المقطوعة بالليزر التي تدخل في صناعة مقطورات شركة إندسبنشن، يتطلب 80% منها عملية طي. وبناءً على ذلك، عند تركيب أول آلة ليزر، تم توريد مكبس ثني مزدوج من نفس المورد أيضاً (الشكل 3).
يُحقق استخدام آلة القطع بالليزر ومكابس الثني من نفس المورد فوائد إنتاجية، حيث تستخدم جميعها برنامج BySoft 7 نفسه. عند تصميم مكون جديد في نظام SolidWorks CAD الخاص بشركة Indespension وتصديره إلى برنامج التحكم Bystronic، الذي يتميز بوظائف CAD/CAM ثلاثية الأبعاد متطورة، يُنشئ النموذج برنامجًا للقطع بالليزر وتسلسلًا لثني المكون، بما في ذلك موضع المقياس الخلفي وخطة الأدوات، مما يقلل من التأخير ووقت التوقف.
البرنامج نفسه، الذي يتمتع بقدرات محاكاة كاملة، مسؤول عن ترتيب أكبر عدد ممكن من الأجزاء من ورقة واحدة، وإنشاء خطط القطع، وتقديم نظرة عامة على عملية التصنيع، بما في ذلك الوصول الفوري إلى بيانات الإنتاج والآلات.
واختتم سادلر قائلاً: "نحن ملتزمون بريادة السوق من حيث الابتكار والجودة والمعايير البيئية. ويساعدنا الاستحواذ على ليزر الألياف من شركة بايسترونيك على تحقيق هذه الأهداف، فضلاً عن توفير زيادة ضرورية في الطاقة الإنتاجية. كما أنه يؤكد التزامنا بالتصنيع في المملكة المتحدة، الذي يُعدّ جزءًا أساسيًا من قيم شركتنا."
