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I. Analyse der üblichen Verwendungsrate der Blechdicke und der Geräteauswahl

Eine Analyse der Blechdickenverwendung zeigt, dass 50-mm-Bleche eine sehr niedrige Verwendungsrate haben, die hauptsächlich auf den Rahmenbau beschränkt ist. Für das Schneiden von 50-mm-Blechen ist eine 600-A-Plasmastromversorgung erforderlich, die im Vergleich zur 440-A-Alternative mit einem erheblichen Kostenaufschlag verbunden ist (850.000 CNY gegenüber 630.000 CNY).

In Anbetracht der geringen Nutzungsrate von 50-mm-Platten und des erheblichen Preisunterschieds zwischen 600A- und 440A-Plasmaanlagen wird empfohlen, sich für die 440A-Plasmaanlage zu entscheiden. Diese Entscheidung stellt ein Gleichgewicht zwischen Leistungsfähigkeit und Kosteneffizienz her und orientiert sich an den tatsächlichen Schneidanforderungen der Werkstatt.

Aktueller Stand der Ausrüstung:

1. CNC-Brennschneidmaschine (Inbetriebnahme August 2005) - derzeit nicht in Betrieb
2. CNC-Plasma-/Brennschneidmaschine (Inbetriebnahme Dezember 2013) - in Betrieb, mit Plasma- und Doppelbrennschneidbrennern

Upgrade-Optionen für die Ausrüstung:

1. Nachrüstung der Brennschneidmaschine von 2005:
   • Aufrüstung auf 440A-Plasma mit Doppelflammen-Schneidbrennern
   • Geschätzte Kosten: 550.000 CNY
2. Anschaffung neuer Ausrüstung:
   • Neue 440A-Plasmaanlage mit einflammigem Schneidbrenner
   • Geschätzte Kosten: 630.000 CNY

Trotz eines marginalen Preisunterschieds von 80.000 CNY ist die Investition in neue Geräte aus mehreren Gründen empfehlenswert:

• Verbesserte Zuverlässigkeit und Leistung moderner Schneidsysteme
• Verbesserte Energieeffizienz und geringere Wartungskosten
• Zugang zu den neuesten Steuerungssoftwares und Schneidtechnologien
• Potenzial für höhere Produktivität und Präzision bei Schneidvorgängen

Darüber hinaus würde die neue Ausrüstung die vorhandene CNC-Plasma-/Brennschneidmaschine aus dem Jahr 2013 ergänzen und so für Redundanz und höhere Kapazitäten in der Werkstatt sorgen. Diese strategische Investition entspricht den besten Praktiken der Branche, um wettbewerbsfähige Produktionskapazitäten zu erhalten und eine langfristige betriebliche Effizienz zu gewährleisten.

II. Analyse der Effizienz

Die Schnittgeschwindigkeit in der Metallverarbeitung ist umgekehrt proportional zur Blechdicke, wobei dickere Materialien langsamere Schnittgeschwindigkeiten erfordern, um Qualität und Präzision zu gewährleisten. Dieses Verhältnis ist entscheidend für die Optimierung der Produktionseffizienz und die Gewährleistung einer gleichbleibenden Schnittqualität bei unterschiedlichen Materialstärken.

Auf der Grundlage einer umfassenden Analyse der Schnittgeschwindigkeiten für verschiedene Blechdicken wurden die folgenden Durchschnittsgeschwindigkeiten ermittelt:

1. CNC-Brennschneiden: Ungefähr 320 mm/min

• Diese Geschwindigkeit stellt einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Schnittqualität und Produktivität für typische Stahldicken dar, die mit Autogenschneiden bearbeitet werden.
• Das Brennschneiden eignet sich hervorragend für die Bearbeitung dickerer Materialien (>25 mm), da seine thermischen Eigenschaften ein effizientes Schneiden von Grobblechen ermöglichen.

2. CNC-Plasmaschneiden: Ungefähr 1800 mm/min (für 440A-Plasmaanlage)

• Diese deutlich höhere Geschwindigkeit unterstreicht den Vorteil des Plasmaschneidens bei der Bearbeitung dünner bis mittelstarker Materialien (typischerweise bis 25 mm).
• Die 440A-Plasmaanlage ist eine industrielle Hochleistungsanlage, die diese Geschwindigkeit beibehält und gleichzeitig hochwertige Schnitte mit minimaler Krätze und ausgezeichneter Kantenqualität gewährleistet.

Dabei ist zu beachten, dass es sich bei diesen Geschwindigkeiten um Durchschnittswerte handelt, die von verschiedenen Faktoren abhängen können, wie z. B:

• Spezifische Materialeigenschaften (z. B. Legierungszusammensetzung, Härte)
• Gewünschte Schnittqualität und Toleranzanforderungen
• Leistungsfähigkeit und Zustand der Maschine
• Qualität und Zustand des Verbrauchsmaterials (besonders kritisch beim Plasmaschneiden)

Um eine optimale Effizienz zu erzielen, sollten die Verarbeiter diese Durchschnittsgeschwindigkeiten als Richtwerte betrachten, die Parameter auf der Grundlage der spezifischen Auftragsanforderungen anpassen und ihre Geräte regelmäßig kalibrieren, um die Spitzenleistung aufrechtzuerhalten.

III. Qualitätsanalyse

Sowohl das CNC-Brennschneiden als auch das Plasmaschneiden können die Anforderungen an die Oberflächenglätte erfüllen, unterscheiden sich aber in der Maßgenauigkeit und der Kantenqualität.

Beim Brennschneiden wird in der Regel eine Maßgenauigkeit von ±2 mm erreicht, wobei es schwierig ist, durchgängig eine Toleranz von ±1 mm zu erreichen. Die Schnittfuge (Schnittbreite) ist im Allgemeinen breiter als beim Plasmaschneiden, aber die Schnittkante weist nur eine minimale Fase oder Neigung auf, was den meisten Anforderungen der Baustahlfertigung entspricht.

Das Plasmaschneiden hingegen bietet eine höhere Maßgenauigkeit. Während der maximale Fehler 2 mm erreichen kann, lässt sich durch Feinabstimmung der Prozessparameter (wie Schneidgeschwindigkeit, Stromstärke und Brennerhöhe) relativ leicht eine Toleranz von ±1 mm erreichen. Diese Präzision macht das Plasmaschneiden vorteilhaft für Anwendungen, die engere Toleranzen erfordern.

Beim Plasmaschneiden entsteht jedoch in der Regel ein ausgeprägterer Schrägungswinkel an der Schnittkante, insbesondere bei dickeren Materialien. Beim Schneiden von 50 mm dicken Blechen zum Beispiel überschreitet die Kantenneigung oft die für die Präzisionsfertigung akzeptablen Grenzen. Im Gegensatz dazu erfüllen 30 mm dicke Bleche in der Regel die Anforderungen an die Neigung, was zeigt, dass die Qualität des Plasmaschneidens von der Dicke abhängt.

Die Wahl zwischen diesen Methoden hängt von den spezifischen Projektanforderungen ab:

1. Bei dickeren Materialien (>30 mm), bei denen die Rechtwinkligkeit der Kanten entscheidend ist, kann das Brennschneiden trotz geringerer Genauigkeit bevorzugt werden.
2. Bei dünneren Materialien (<30 mm) oder wenn es auf höhere Genauigkeit ankommt, bietet das Plasmaschneiden Vorteile hinsichtlich Geschwindigkeit und Präzision.
3. In Fällen, in denen sowohl eine hohe Genauigkeit als auch eine minimale Fase erforderlich sind, kann unabhängig von der gewählten Schneidmethode eine zusätzliche Nachbearbeitung (z. B. maschinelle Bearbeitung) notwendig sein.

Letztendlich sollten bei der Auswahl Faktoren wie Materialstärke, erforderliche Toleranzen, Produktionsvolumen und nachgelagerte Fertigungsprozesse berücksichtigt werden, um die Gesamteffizienz und Qualität der Fertigung zu optimieren.

IV. Kostenanalyse

1. Plasma Kosten

Die stündlichen Nutzungskosten im kontinuierlichen Schneidemodus:

Stromverbrauch 55 Grad 60 CNY + Kosten für die wichtigsten Verbrauchsmaterialien 120 CNY + Kosten für andere Verbrauchsmaterialien 2,4 CNY + Luft 6 Kubikmeter 6 CNY + Sauerstoff 5 Kubikmeter 18 CNY + Staubentfernung 2,2 Grad Strom 2,42 CNY = stündliche Nutzungskosten 209,42 CNY.

2. Kosten des CNC-Brennschneidens

Kosten pro Stunde im kontinuierlichen, ununterbrochenen Schneidemodus:

Propan CNY30 + Sauerstoff CNY56 + Stromverbrauch (3 Einheiten) CNY3,3 + Verbrauchskomponenten CNY3 = CNY92,3.

Anmerkung: Die Geschwindigkeit des Plasmaschneidens ist 5,62 mal so hoch wie die des Brennschneidens, und die Kosten sind 2,27 mal so hoch wie die des Brennschneidens.

Wenn man bedenkt, dass die meisten Werkstücke mit einem Zweibrenner im CNC-Brennschneidverfahren geschnitten werden können, ist der Wirkungsgrad des Plasmas 2,81-mal höher als der des Zweibrenner-Brennschneidens.

Die Kosten für das Brennschneiden mit zwei Brennern im Dauerbetrieb für eine Stunde liegen bei 184,6 CNY, während die Kosten für das Plasmaschneiden 209,42 CNY betragen.

3. Arbeitskosten

Nach der Standardarbeitszeitquote des Unternehmens betragen die Arbeitskosten für einen CNC-Fräser, der eine Stunde lang ununterbrochen arbeitet, 18 CNY.

4. Abschreibungsaufwand für Ausrüstung

5. Gesamtkosten

Aus der obigen Tabelle kann geschlossen werden, dass die Gesamtkosten für eine Stunde Dauerbetrieb 239,74 CNY für das Plasmaverfahren und 115,5 CNY für das CNC-Flammenverfahren betragen.

Anhang: Ein Zeit- und Kostenvergleich zwischen Plasma- und Brennschneiden für ein Gerüst.

Tabelle zur Schätzung der Produktionskapazität für Fahrgestelle und Rahmen

Anhang

Vergleich der typischen Blechdicke zwischen Plasma- und Brennschneiden