DAVID LARCOMBE
Tại nhà máy Indespension ở Bolton, Lancashire, Anh, nhà sản xuất rơ moóc, năng suất cắt kim loại tấm đã tăng gấp đôi sau khi thay thế máy cắt laser CO2 bằng trung tâm cắt laser sợi quang Bystronic ByStar Fiber 6520 vào tháng 12 năm 2016, với chi phí gần 800.000 bảng Anh (khoảng 1,3 triệu đô la Mỹ; HÌNH 1). Laser sợi quang 4kW này có kích thước bàn làm việc 6,5 × 2m, trở thành máy laser sợi quang lớn nhất được giao đến thị trường Anh cho đến nay.
Giám đốc thu mua của Indespension, Steve Sadler, nhận xét: "Chúng tôi chủ yếu cắt thép mềm 43A và thép mạ kẽm sẵn, cùng với một ít nhôm, với độ dày từ 1mm đến 12mm. Ở độ dày lên đến 3mm, máy cắt laser sợi quang cắt nhanh hơn gấp ba lần so với máy CO2. Nó cắt xuyên qua thép 1mm rất nhanh, tạo ra 10 lỗ/giây. Ưu điểm giảm dần khi độ dày tăng lên, nhưng nhìn chung, máy ByStar nhanh gấp đôi so với máy CO2 ở tất cả các độ dày mà chúng tôi gia công. Ngay lập tức, nó đã loại bỏ được nút thắt cổ chai trong nhà máy của chúng tôi do máy CO2 không thể đáp ứng được khối lượng công việc cắt laser ngày càng tăng của chúng tôi."
Máy laser sợi quang được mua bằng hình thức đổi một phần lấy máy laser CO2 Bystronic có công suất tương đương mà Indespension đã cung cấp vào năm 2009. Sadler xác nhận rằng họ đã bán được máy cũ với giá tốt, mặc dù máy đã hoạt động tới 20 giờ mỗi ngày, nhấn mạnh khả năng giữ giá trị là một lợi thế khi mua thiết bị từ nhà sản xuất này.
Ban đầu, lý do chính để đầu tư vào công nghệ cắt laser là để đạt được mức độ kiểm soát nội bộ cao hơn đối với việc sản xuất rơ moóc và tiết kiệm chi phí thuê ngoài gia công kim loại tấm. Một yếu tố quan trọng khác là để tối ưu hóa quy trình thiết kế và tạo mẫu thử nghiệm, đồng thời đưa sản phẩm mới ra thị trường nhanh hơn.
"Trước năm 2009, trong quá trình phát triển sản phẩm, chúng tôi phải mua từ bên ngoài một, hai hoặc ba bộ phận kim loại tấm nguyên mẫu," Sadler tiếp tục. "Các nhà thầu phụ không mấy mặn mà với việc sản xuất số lượng nhỏ như vậy, nên giá thành thường cao và họ mất từ bốn đến sáu tuần để giao hàng nguyên mẫu. Nếu chúng tôi cần thay đổi thiết kế và quay lại nhà thầu phụ để đặt thêm nguyên mẫu—có thể chỉ là một bộ chắn bùn mới đơn giản—thì thời gian có thể kéo dài thêm khoảng một tháng nữa. Giờ đây, chúng tôi có thể tự sản xuất các bộ phận chỉ trong vài ngày, rút ngắn thời gian sản xuất một chiếc rơ moóc mới từ sáu hoặc bảy tháng xuống còn chưa đến năm tháng, hoặc từ ba hoặc bốn tháng xuống còn chưa đến hai tháng."
Sadler chỉ ra rằng cách đây một thập kỷ, rất ít rơ moóc tích hợp các chi tiết cắt bằng laser, trong khi ngày nay chúng được sử dụng rộng rãi. Thật vậy, các sản phẩm được thiết kế dựa trên khả năng đáng kể của các máy cắt laser hiện đại. Một lợi thế là gia công chính xác đến mức các bộ phận khớp với nhau một cách chính xác và nhanh chóng trong quá trình lắp ráp, mà không cần đến các bước lắp ráp tốn thời gian.
Một lợi ích khác là gia công rất nhanh, đặc biệt là với laser sợi quang, giúp giảm trọng lượng của các bộ phận bằng cách tích hợp nhiều lỗ và rãnh một cách hiệu quả về chi phí. Việc thực hiện thủ công sẽ tốn nhiều công sức và do đó không kinh tế.
Dây chuyền cắt laser hoạt động theo ca ngày và đêm, cộng thêm thời gian tắt đèn trong những tháng hè, tổng cộng từ 18 đến 20 giờ mỗi ngày, năm ngày một tuần. Trong thời gian còn lại của năm, dây chuyền hoạt động theo ca ngày và tắt đèn từ 10 đến 12 giờ mỗi ngày.
Công ty Indespension quyết định không lắp đặt thiết bị tự động hóa vì họ xử lý nhiều kích thước tấm kim loại khác nhau, khiến việc tự động hóa bốc xếp trở nên khó khăn. Kích thước các linh kiện cũng rất đa dạng, từ hơn 5,8m trở xuống. Do đó, cần có sự giám sát của người vận hành để quản lý sự đa dạng này, vì vậy hệ thống nâng hạ bằng tay sử dụng miếng hút chân không được dùng để xử lý tấm kim loại (HÌNH 2).
HÌNH 2. Việc đưa giấy lên và xuống bàn chuyển giấy của máy ByStar Fiber 6520 được thực hiện thủ công tại Indespension bằng thiết bị nâng có giác hút.
Tuy nhiên, điều này lại gây ra vấn đề cho công ty nếu một đợt sản xuất chỉ bao gồm một vài chi tiết đơn giản và chúng được cắt từ tấm kim loại mỏng. Chu kỳ cắt trên máy cắt laser sợi quang diễn ra quá nhanh đến nỗi người vận hành không kịp gỡ các chi tiết ra khỏi khung trước khi tấm kim loại đã gia công tiếp theo sẵn sàng, hoặc không kịp đặt phôi tiếp theo lên bàn vận chuyển.
Vì vậy, công ty đang cân nhắc việc tích hợp các thẻ siêu nhỏ vào một số chương trình cắt kim loại tấm để các chi tiết đã được định hình vẫn được gắn liền với khung, cho phép toàn bộ tấm kim loại đã qua xử lý được chuyển đến một trạm ngoại tuyến, nơi một nhân viên khác có thể hỗ trợ tháo các bộ phận.
Trong số các bộ phận kim loại tấm được cắt bằng laser dùng cho rơ moóc của Indespension, 80% cần phải gấp. Do đó, khi máy cắt laser đầu tiên được lắp đặt, một máy ép phanh kép từ cùng nhà cung cấp cũng được giao kèm theo (HÌNH 3).
Việc mua máy cắt laser và máy uốn kim loại từ cùng một nhà cung cấp mang lại lợi ích về năng suất vì tất cả đều sử dụng cùng một phần mềm BySoft 7. Khi một linh kiện mới được thiết kế trong hệ thống CAD SolidWorks của Indespension và xuất sang phần mềm điều khiển Bystronic, bản thân phần mềm này cũng chứa chức năng CAD/CAM 3D mạnh mẽ, mô hình sẽ tạo ra chương trình cắt laser và trình tự uốn linh kiện, bao gồm vị trí thước đo và kế hoạch dụng cụ, do đó giảm thiểu sự chậm trễ và thời gian ngừng hoạt động.
Phần mềm này, với đầy đủ khả năng mô phỏng, chịu trách nhiệm sắp xếp tối đa số lượng chi tiết từ một tấm vật liệu, tạo kế hoạch cắt và cung cấp tổng quan về quy trình sản xuất, bao gồm cả việc truy cập tức thời vào dữ liệu sản xuất và máy móc.
Ông Sadler kết luận: "Chúng tôi cam kết dẫn đầu thị trường về đổi mới, chất lượng và các tiêu chí bảo vệ môi trường. Việc mua lại máy khắc laser sợi quang Bystronic giúp chúng tôi hiện thực hóa những mục tiêu này, đồng thời tăng cường đáng kể năng lực sản xuất. Điều này cũng thể hiện cam kết của chúng tôi đối với ngành sản xuất tại Anh, một phần quan trọng trong triết lý kinh doanh của công ty chúng tôi."
