DAVID LARCOMBE
Tại nhà máy Bolton, Lancashire, Anh của nhà sản xuất rơ moóc Indespension, năng suất cắt kim loại tấm đã tăng gấp đôi sau khi thay thế máy cắt laser CO2 bằng trung tâm định hình 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; HÌNH 1). Máy cắt laser sợi quang 4kW này có bệ máy kích thước 6,5 x 2m, trở thành máy cắt sợi quang lớn nhất từng được phân phối tại thị trường Anh.
Giám đốc mua hàng của Indespension, Steve Sadler, nhận xét: "Chúng tôi chủ yếu cắt thép mềm 43A và thép mạ kẽm trước, cùng một ít nhôm, với độ dày từ 1mm đến 12mm. Với độ dày lên đến 3mm, laser sợi quang cắt nhanh gấp ba lần so với CO2. Nó xuyên qua thép dày 1mm, tạo ra 10 lỗ/giây. Ưu điểm này giảm dần khi độ dày tăng lên, nhưng nhìn chung, ByStar nhanh gấp đôi trên tất cả các loại thép mà chúng tôi xử lý. Chỉ trong một nốt nhạc, nó đã loại bỏ tình trạng tắc nghẽn trong nhà máy của chúng tôi do máy CO2 không thể đáp ứng khối lượng công việc cắt laser ngày càng tăng của chúng tôi."
Máy laser sợi quang được mua để trao đổi với máy CO2 Bystronic có công suất tương đương do Indespension cung cấp vào năm 2009. Sadler xác nhận rằng đã mua được máy cũ với mức giá tốt, mặc dù máy đã hoạt động tới 20 giờ một ngày, đồng thời nhấn mạnh đến việc giữ lại 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 các nhà thầu phụ gia công kim loại tấm. Một cân nhắc quan trọng khác là hợp lý hóa quy trình tạo mẫu và thiết kế, 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 một, hai hoặc ba bộ chi tiết kim loại tấm nguyên mẫu", Sadler nói tiếp. "Các nhà thầu phụ không mặn mà với việc sản xuất số lượng nhỏ như vậy, nên giá thành thường cao và họ mất bốn đến sáu tuần để giao nguyên mẫu. Nếu chúng tôi cần thay đổi thiết kế và quay lại nhà thầu phụ để lấy thêm nguyên mẫu - có thể chỉ là một bộ chắn bùn mới - thì thời gian có thể kéo dài thêm khoảng một tháng. Giờ đây, chúng tôi có thể sản xuất các chi tiết ngay tại xưởng chỉ trong vài ngày, giảm thời gian chờ cho một chiếc rơ moóc mới từ sáu đến bảy tháng xuống còn chưa đến năm tháng, hoặc cho một chiếc rơ moóc đã được cải tiến từ ba đến bốn tháng xuống còn chưa đến hai tháng."
Sadler chỉ ra rằng một thập kỷ trước, rất ít xe kéo được trang bị tính năng cắt laser, nhưng ngày nay chúng được sử dụng rộng rãi. Thực tế, các sản phẩm được thiết kế dựa trên khả năng đáng kể của máy cắt laser hiện đại. Một lợi thế là quá trình 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 tốn thời gian lắp ráp.
Một lợi ích khác là gia công rất nhanh, đặc biệt là với laser sợi quang, nên đây là một cách tiết kiệm chi phí để giảm trọng lượng của các chi tiết bằng cách kết hợp nhiều lỗ và khe. Việc này sẽ tốn quá nhiều công sức và do đó không kinh tế nếu thực hiện thủ công.
Phòng cắt laser hoạt động cả ngày lẫn đêm, kèm theo chế độ tắt đèn trong những tháng mùa hè, tổng cộng 18 đến 20 giờ mỗi ngày, năm ngày một tuần. Trong thời gian còn lại của năm, phòng hoạt động theo ca ngày và tắt đèn từ 10 đến 12 giờ mỗi ngày.
Indespension quyết định không lắp đặt thiết bị tự động hóa vì nó xử lý nhiều kích thước tấm khác nhau, khiến việc nạp liệu tự động gặp nhiều khó khăn. Phạm vi kích thước linh kiện cũng rất lớn, 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 thủ công bằng đệm hút được sử dụng để xử lý tấm (HÌNH 2).
HÌNH 2. Việc xử lý tờ giấy trên và ngoài bàn con thoi của ByStar Fiber 6520 được thực hiện thủ công tại Indespension bằng thiết bị nâng đệm hút.
Tuy nhiên, điều này gây ra một vấn đề cho công ty nếu một mẻ sản xuất chỉ bao gồm một vài chi tiết đơn giản và chúng được cắt từ một tấm mỏng. Chu kỳ cắt trong máy laser sợi quang diễn ra rất nhanh đến nỗi người vận hành không có thời gian để hoàn thành việc lắc các chi tiết từ bộ khung trước đó trước khi tấm gia công tiếp theo sẵn sàng, hoặc không kịp đưa phôi tiếp theo lên bàn con thoi.
Vì vậy, công ty đang cân nhắc việc đưa các thẻ siêu nhỏ vào một số chương trình cắt kim loại tấm để các bộ phận được định hình vẫn gắn chặt vào khung, cho phép toàn bộ tấm đã xử lý được chuyển đến một trạm ngoại tuyến, nơi một nhân viên khác có thể giúp tháo các thành phần.
Trong số các bộ phận kim loại tấm cắt laser dùng cho xe kéo của Indespension, 80% cần phải gấp lại. Do đó, khi máy laser đầu tiên được lắp đặt, một máy ép thủy lực song song từ cùng nhà cung cấp cũng được giao kèm (HÌNH 3).
Việc mua máy cắt laser và máy chấn tôn 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 trên hệ thống CAD SolidWorks của Indespension và được xuất sang phần mềm điều khiển Bystronic, vốn có chức năng CAD/CAM 3D mạnh mẽ, mô hình sẽ tạo ra một chương trình cắt laser và một trình tự uốn linh kiện, bao gồm vị trí cữ chặn và sơ đồ dụng cụ, nhờ đó giảm thiểu độ trễ và thời gian chết.
Phần mềm này có khả năng mô phỏng đầy đủ, chịu trách nhiệm lồng ghép số lượng bộ phận tối đa từ một tấm, tạo ra các kế hoạch cắt và cung cấp tổng quan về quy trình sản xuất, bao gồm quyền truy cập tức thời vào dữ liệu sản xuất và máy móc.
"Chúng tôi cam kết dẫn đầu thị trường về đổi mới, chất lượng và các tiêu chuẩn thân thiện với môi trường", ông Sadler kết luận. "Việc mua lại máy laser sợi quang Bystronic giúp chúng tôi đạt được những mục tiêu này, đồng thời cung cấp sự gia tăng năng lực sản xuất rất cần thiết. Điều này cũng đánh dấu cam kết của chúng tôi đối với hoạt động sản xuất tại Vương quốc Anh, một phần quan trọng trong triết lý kinh doanh của chúng tôi."
