כמה מטרים יכולה מכבש חום תופי לסובלימציה לייצר ביום? מדריך לחישוב כושר הייצור לפי רוחב עבודה, מהירות, זמני השבתה ופסולת

"כמה מטרים המכונה הזו יכולה להדפיס ביום?" היא השאלה הנפוצה ביותר בעת רכישת מכבש חום תרמית עם תוף, והיא גם השאלה שבה קל ביותר להטעות על ידי נתון מהירות בודד. כדי לקבל תוצאות שניתן להשתמש בהן לתכנון הייצור, יש לשקלל יחד את מהירות הפעולה היציבה של המכשיר, זמן הפעולה היעיל היומי, שיעור התוצרים התקינים והרכב ההזמנות.

מאמר זה נוקט בסדר הבא: "ראשית הנוסחה, לאחר מכן דוגמת חישוב, ולבסוף הסבר על שיטת התיעוד בשטח". נתוני הציוד והמהירות המופיעים במאמר נלקחו מדפי המוצר המתאימים; זמני ההשבתה, שיעור התוצרים התקינים ותפוקת התרחישים הם הנחות חישוביות בלבד, ואינם מייצגים ערכים ממוצעים שנמדדו בפועל במפעלי לקוחות כלשהם.

איור 1: תיעוד בשטח של ייצור רציף בבד במכשיר ZS-BD עם תוף בקוטר 1000 מ"מ ורוחב יעיל של 1900 מ"מ; המהירות בשטח יכולה להגיע ליותר מ-1000 מ’/שעה.

א. ראשית, יש לאחד את המונחים: המהירות הנקובה אינה שווה לתפוקה היומית

טבלאות הפרמטרים של הציוד מציגות בדרך כלל מהירות התייחסות בתצורה סטנדרטית, ואילו התפוקה האפקטיבית בפועל היא "מספר המטרים של המוצר המוגמר העומד בדרישות ÷ משך הזמן הכולל של המשמרת". אם השאלה מתייחסת למספר המטרים הליניארי, אין להכפיל את התוצאה שוב ברוחב היריעה;אם יש צורך להעריך את שטח העיבוד, יש להכפיל את מספר המטרים של המוצר המאושר ברוחב היעיל. מחלוקות רבות בנושא תכנון הייצור נובעות מבלבול בין מספר המטרים הליניאריים, מספר המטרים הרבועים ומהירות השיא של הציוד, אשר מתערבבים למספר אחד.

2. ראשית, יש לבחון היטב את הפרמטרים הסטנדרטיים האמיתיים של הציוד

קיימים הבדלים משמעותיים בין הדגמים השונים מבחינת מהירות, רוחב, קוטר הגליל והספק, ולכן אין לערבב פרמטרים אלה לטבלה אופקית קשה לקריאה. להלן פירוט לפי דגם; כל המהירויות המפורטות הן בטווח הייחוס של הציוד, והמהירות היציבה בפועל נקבעת על סמך דוגמאות בד ותיעוד בשטח.

• מכונת גלילה קטנה:שטח חימום יעיל 200 × 700 מ"מ;תוף קטן עם שמן מוליך חום; מהירות התייחסות מרבית 40 מ’/שעה; הספק המכונה 6 קילוואט.
• דגם ZS-BA לבגדים:רוחב יעיל לבחירה 1700 מ"מ או 1900 מ"מ;קוטר התוף 270–800 מ"מ; מהירות התייחסות 90–620 מ’/שעה; תצורות הספק 13 / 15 / 28 / 45 / 68 קילוואט.
• ZS-BD, תמונה 1: מכונה בפועל(תצורה 1000 × 1900):רוחב יעיל 1900 מ"מ; קוטר הגליל 1000 מ"מ;טווח מהירות המכונה: 120–1200 מ’/שעה; שיא הפקת בד רציפה באתר עולה על 1000 מ’/שעה.
• ZS-BD גרסה תעשייתית:רוחב יעיל 2200 מ"מ;קוטר התוף לבחירה: 1000 מ"מ, 1200 מ"מ או 1500 מ"מ; מהירות התייחסות: 880–2000 מ’/שעה; תצורת הספק: 96 / 120 / 146 קילוואט.

הפרמטרים שלעיל הם הפרמטרים הסטנדרטיים של המכשיר, אך לא כל הבדים מאפשרים שימוש מתמשך במהירות הייצור הזו. הרכב הבד, משקל הבד, שיעור כיסוי הדפוס, נייר ההעברה, הדיו, הטמפרטורה ותנאי הגימור משפיעים על המהירות היציבה. במיוחד בבדים בעלי צפיפות גבוהה או בדפוסים כהים על שטח נרחב, יש לבצע תחילה הדפסת דוגמה, ורק לאחר מכן לקבוע את פרמטרי ההפעלה שיבטיחו תוצאות יציבות.

איור 1: תיעוד בשטח מהמכונה:בתיעוד ההפקה הרציפה בשטח של המכונה המוצגת באיור 1, תצורת הגליל ZS-BD 1000 מ"מ ורוחב יעיל של 1900 מ"מ הגיעה למהירות של מעל 1000 מ’/שעה.הנתונים המתועדים כאן מייצגים את המהירות לשעה בשטח, ואינם מעידים על כך שכל הבדים וההזמנות יוכלו לשמור על אותה מהירות לאורך כל היום; הייצור בפועל עדיין מושפע מהבד, ממשקל הבד, מכיסוי הדפוס, מהטמפרטורה, מנייר ההעברה ומתיאום בין סלילי הגלילה והפריסה.

ג. הנוסחה היחידה המעשית לחישוב תפוקת ייצור יומית

תפוקה יומית הניתנת למסירה (מטרים) = מהירות פעולה יציבה (מטרים לדקה) × מספר הדקות היעילות לפעולה ביום × שיעור התוצרת המאושרת

יש לציין כי ממספר הדקות היעילות של הפעולה יש להפחית את הזמן המוקדש לחימום מקדים, החלפת גלילים, ניקוי, כיול המכונה והשבתות לא מתוכננות. שיעור התוצרים המאושרים צריך להתבסס על נתונים בפועל מאותה אצווה של בדים, ולא להסתמך ישירות על נתונים של אחרים.

איור 2: המפעיל בודק ומתאים את מצב פעולת המכונה בלוח הבקרה.

ד. הדגמת החישוב באמצעות הנחה ברורה

הדוגמה החישובית שלהלן משמשת אך ורק להדגמת הנוסחה. נניח שימוש בתצורת התוף 600 מ"מ של דגם ZS-BA, במהירות יציבה בפועל של 4.5 מטר/דקה (השווה ל-270 מטר/שעה, הנמצאת בטווח הייחוס הסטנדרטי של דגם זה), משמרת עבודה של 8 שעות, ובזמנים הבאים:

• משך הזמן הכולל של המשמרת: 480 דקות
• זמן החימום: 45 דקות, על פי הנתונים בדף המוצר של ZS-BA, שלפיהם החימום ל-200℃ אורך כ-45 דקות;לדגמים אחרים יש להסתמך על הציוד בפועל
• החלפת משימה פעמיים: הערכה של 20 דקות לכל פעם, סך הכל 40 דקות
• ניקוי, העמסת חומר ובדיקה: 25 דקות
• תיקון תקלות והשבתה קצרה: 30 דקות
• שיעור התוצרים המאושרים בדוגמה: 90%

זמן הפעולה היעיל = 480 – 45 – 40 – 25 – 30 = 340 דקות.

תפוקה יומית לדוגמה = 4.5 × 340 × 90% = 1377 מטר.

1,377 מטר הוא תוצאת החישוב בהתבסס על הנחות אלה, ואינו מהווה את התפוקה היומית האחידה של דגם זה. אם ציוד זהה יפעל רק חצי משמרת, יהיו יותר החלפות הזמנות, יהיה מחסור ניכר בהזמנות, או שהמהירות היציבה בפועל תהיה נמוכה יותר, התוצאה תרד בהתאם; אם תיושם מהירות יציבה גבוהה יותר ותופחתו ההשבתות, התוצאה תעלה.אי אפשר להשתמש בנתונים של 4.5 מטר לדקה ו-340 דקות זמן יעיל, ובמקביל לרשום את התוצאה כ-300–600 מטר.

ח. חישוב מהירות הציוד על סמך תפוקה יעד

אם המטרה אינה הערכת תפוקת הציוד, אלא ידוע מראש כמה מטרים יש לספק מדי יום, ניתן לחשב את המהירות היציבה הנדרשת באופן הפוך:

המהירות הנדרשת (מטרים לדקה) = תפוקה יומית יעד ÷ (מספר הדקות של הפעולה היעילה × שיעור התוצרים התקינים)

לדוגמה, אם היעד הוא 1,000 מטר ליום, זמן הפעולה היעיל הוא 340 דקות ושיעור התוצרת התקינה לדוגמה הוא 90%, אזי המהירות היציבה הנדרשת היא כ-3.27 מטר/דקה, כלומר כ-196 מטר/שעה. בעת בחירת הדגם יש לוודא שהציוד מסוגל לשמור על מהירות זו באופן יציב על בדים אמיתיים, ולא להסתמך רק על הערך המרבי המופיע על לוחית הזיהוי.

ו. אילו גורמים פוגעים בתפוקה בפועל

1. החלפת דפוסים ויציבות הטמפרטורה

לאחר החלפת רוחב הבד, הבד או הדוגמה, יש צורך להשחיל את הבד מחדש, לכוון את המתח ולאמת את הטמפרטורה. ככל שתדירות החלפת ההזמנות גבוהה יותר, כך עולה שיעור הזמן המוקדש לחימום מקדים ולניסויי הפעלה. ריכוז הזמנות בעלות דוגמה ובד זהים בתכנון הייצור יכול לצמצם את זמן ההמתנה המיותר.

2. מתח, יישור סטייה ומצב הבד

סטייה, קמטים וגלגול לא אחיד עלולים לגרום להאטת המהירות, לעבודה חוזרת או לפסילת קטעים שלמים.הפונקציות המפורטות במפרט הציוד, כגון הזנה וסידור אוטומטיים, תיקון סטייה אוטומטי, גלילה סינכרונית וגלילה דו-גלגלית, הן רק תנאים חומריים; התוצאה בפועל תלויה במצב הבד ובפרמטרים. לשיטות נוספות לאיתור תקלות במתח, ניתן לעיין במדריך לבקרת מתח בהדפסה רציפה על בדים סינתטיים.

איור 3: המפעיל בודק את מצב יציאת הבד, ולאחר מכן מחליט אם יש צורך להתאים את פרמטרי תנועת הבד או המתח.

3. חוסר התאמה בין ציוד ההדפסה המקדים לציוד הבא בתהליך

מהירות מכונת הגלילה חייבת להתאים למהירות יציאת הנייר מהמדפסת, לרוחב נייר ההעברה, ליכולת הגלילה והפריסה, ולתהליכים הבאים. כאשר אספקת הנייר בשלב המקדים אינה מספקת, מכונת הגלילה נאלצת להאט את מהירותה ולהמתין.רוחב הציוד אינו בהכרח טוב יותר ככל שהוא גדול יותר: שימוש במכונה רחבה מדי להזמנות ברוחב צר יגדיל את זמן הריצה הריק ואת הפסדי החיתוך.

4. נפח ההזמנות לעומת הביקוש האפקטיבי

יכולת הציוד אינה שווה לדרישות ההזמנה.כאשר אין מספיק הזמנות, גם אם המכונה מסוגלת לפעול במהירות גבוהה בטווח הפרמטרים, אין מספיק מטרים כדי להגיע לתפוקה היומית. לפני הרכישה יש להכניס לטבלה אחת את מספר ימי ההזמנות הצפויים, תדירות החלפת ההזמנות ותפוקת היעד.

ז. תיעוד התפוקה האמיתית במשך שלושה עד חמישה ימים

בהערכה הראשונית אין להסתמך על תחושות כדי לקבוע מספרים. מומלץ לתעד ברציפות לפחות שלושה ימים, ולרשום מדי יום: זמן הפעלת המכונה, זמן תחילת הזנת החומר, מהירות הפעולה היציבה, זמני החלפת הגלילים והחלפת ההזמנות, סיבות לעצירת המכונה, מספר המטרים שהוזנו, מספר המטרים שנדרשו לעיבוד חוזר ומספר המטרים שעמדו בדרישות. לבסוף, יש לחשב את הזמן היעיל בפועל ואת שיעור התאימות לפי הנוסחה.

אם אין תיעוד של ייצור ניסיוני, ניתן להשתמש רק בהנחות שמרניות לצורך התקצוב; ברגע שיש נתוני ציוד או נתוני לקוחות, יש להחליף את ההנחות בנתונים אמיתיים. בנוגע ליכולת ההדפסה על בדים שונים, ניתן לקרוא אתמדריך להתאמת בדים להדפסת סובלימציה;לגבי צריכת אנרגיה ויציבות הציוד, ניתן להמשיך לעיין בהמדריך לייצור סדרתי יציב ולחיסכון באנרגיה.

שאלות נפוצות

האם גליל בקוטר 600 מ"מ באמת יכול לייצר 600 מטר ביום?

אי אפשר לענות על כך ישירות על סמך קוטר הגליל. 600 מטר עשויים לנבוע מכמות הזמנות נמוכה, משמרות קצרות או עצירות רבות, או שהם עשויים להיות תוצאה של מהירות יציבה נמוכה יותר.לאחר חישוב על סמך מהירות יציבה, מספר הדקות היעילות ושיעור התפוקה בפועל, 600 מטר הוא רק תוצאה של תרחיש מסוים, ולא מהווה תקן של הציוד.

האם רוחב גדול יותר פירושו בהכרח מספר מטרים רב יותר?

אם ההשוואה היא בין מספר המטרים הליניארי, במהירות ובזמן פעולה זהים, מספר המטרים שמכונות רחבות וצרות עוברות ביום זהה; אך מכונה רחבה מכסה שטח גדול יותר לכל מטר. אם ההזמנה עצמה צרה, השימוש במכונה רחבה מדי לא יגדיל אוטומטית את המכירות היעילות, אלא יגדיל את הריצות הריקות, את צריכת האנרגיה ואת חיתוך הקצוות.

האם יש להשתמש במהירות המרבית בעת החישוב?

אין להשתמש במהירות המרבית ישירות בתכנון הייצור. יש להשתמש במהירות המאפשרת ייצור רציף ויציב בתנאי הבד, הדוגמה וסטנדרטי הקבלה של הלקוח בפועל, ולבצע לפחות בדיקת ריצה רציפה אחת.

המספרים הם כולם הנחות, האם למאמר עדיין יש ערך כמקור מידע?

כן. המאמר מספק נוסחאות שניתן לחשב מחדש, שדות שיש לתעד ושיטות חישוב לאחור. כל עוד מצוין בבירור אילו מספרים נובעים מפרמטרי המוצר ואילו נובעים מהנחות החישוב, אנשי הרכש יוכלו להחליף את הדוגמאות בנתונים שלהם ולקבל תוצאות אמיתיות.

סיכום: המהירות המרבית המופיעה על לוחית הזיהוי של המכשיר מציינת רק את גבול היכולת, ואינה יכולה לשמש ישירות כנתון של תפוקה יומית. יש לאמת תחילה את המהירות היציבה, לאחר מכן לתעד את זמן הפעולה היעיל, ולבסוף לחשב את מספר המטרים של המוצר המוגמר על סמך שיעור התפוקה בפועל. רק הנתונים המחושבים בדרך זו מתאימים לשימוש בהצעות מחיר, בתכנון ייצור ובבחירת דגם.ניתן לאמת את התצורה הספציפית של הציוד באמצעותמכונת העברת תמונה תעשייתית ZS-BD, גרסת הביגוד ZS-BA וחישוב החזר ההשקעה של הציוד.