Czy cena za kilogram materiału to faktyczny koszt Twojego detalu? Mosiądz w przemyśle samochodowym

Czy przy wyborze materiału do produkcji wielkoseryjnej nadal głównym kryterium oceny jest cena za kilogram? W nowoczesnym przemyśle samochodowym takie podejście sprawdza się coraz rzadziej. Mosiądz od wielu lat znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle samochodowym. Z powodzeniem wykorzystuje się go między innymi do produkcji złączy pneumatycznych, króćców, korpusów zaworów, przyłączy, tulei, nakrętek oraz innych precyzyjnych elementów, które wymagają dobrej szczelności i dokładności wykonania.

O jego popularności na rynku automotive decyduje doskonałe połączenie kilku istotnych cech: dobrej skrawalności, odporności na korozję, odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej oraz możliwości wykonywania dokładnych powierzchni, gwintów i gniazd pod uszczelnienia. Należy jednak pamiętać, że w produkcji seryjnej liczy się nie tylko funkcjonalność gotowego elementu. Równie istotne z punktu widzenia biznesu jest to, jak materiał zachowuje się podczas obróbki i jaki jest rzeczywisty koszt wykonania jednej zgodnej sztuki.

Tani w zakupie materiał może oznaczać drogi proces

W produkcji wielkoseryjnej nawet niewielkie różnice w czasie obróbki pojedynczego elementu mogą mieć duży wpływ na całkowity koszt. Dlatego podczas analizy opłacalności należy brać pod uwagę nie tylko cenę pręta lub odkuwki. Równie mocno, a czasem nawet bardziej, na wynik finansowy wpływają:

• czas cyklu

• trwałość narzędzi i częstotliwość ich wymiany

• stabilność procesu

• sposób powstawania i odprowadzania wiórów

• jakość uzyskiwanych powierzchni

• ilość materiału usuwanego podczas obróbki

• liczba potrzebnych operacji technologicznych

W praktyce oznacza to, że materiał, który jest droższy w zakupie, może finalnie okazać się korzystniejszy, jeśli pozwala skrócić czas cyklu lub ograniczyć liczbę problemów produkcyjnych. Właśnie dlatego jednym z lepszych kryteriów oceny nie jest cena kilograma materiału, ale całkowity koszt wykonania jednej zgodnej sztuki.

CuZn40Pb2: Wydajność ukryta w stabilnym materiale

Jednym z najczęściej stosowanych mosiądzów w produkcji komponentów dla branży automotive jest stop CuZn40Pb2 (CW617N). Jego ogromną zaletą jest połączenie bardzo dobrej skrawalności z dobrą podatnością na obróbkę plastyczną na gorąco. Dzięki tym właściwościom materiał może być stosowany zarówno w postaci prętów, jak i odkuwek przeznaczonych do dalszej obróbki CNC.

Z punktu widzenia inżynierii procesu, kluczowe znaczenie podczas skrawania ma dodatek ołowiu. To on ułatwia powstawanie krótkiego i łamliwego wióra, który można znacznie łatwiej odprowadzić ze strefy obróbki. W zautomatyzowanym środowisku ma to szczególne znaczenie, ponieważ wszelkie problemy z wiórem mogą prowadzić do zatrzymań maszyny, uszkodzeń narzędzi lub znacznego pogorszenia jakości powierzchni.

Stop ten doskonale sprawdza się przy toczeniu, wierceniu, wykonywaniu gwintów oraz obróbce powierzchni przeznaczonych pod elementy uszczelniające. Stosuje się go w produkcji takich detali, jak:

• korpusy złączy pneumatycznych

• kolanka i trójniki

• króćce i przyłącza

• tuleje i nakrętki

• elementy gwintowane

• gniazda oraz powierzchnie współpracujące z uszczelnieniami typu O-ring

Przy elementach o bardziej skomplikowanej geometrii, ogromną przewagą technologiczną jest możliwość wykorzystania odkuwek. Takie detale jak kolanko czy trójnik mogą zostać najpierw uformowane w procesie kucia, a następnie poddane obróbce wyłącznie w tych miejscach, w których bezwzględnie wymagana jest wysoka dokładność. Jest to znakomity przykład optymalizacji – takie rozwiązanie pozwala wprost ograniczyć ilość usuwanego materiału, skrócić czas obróbki i poprawić efektywność całego procesu.

Nowe wyzwania: Jak wdrożyć mosiądze bezołowiowe?

Zmieniające się regulacje sprawiają, że obok klasycznych stopów ołowiowych coraz większego znaczenia nabierają także mosiądze bezołowiowe. Doskonałym przykładem jest mosiądz krzemowy CuZn21Si3P (CW724R). Chociaż w porównaniu z CuZn40Pb2 jest on stosowany w mniejszej skali, jego znaczenie stale rośnie w zastosowaniach, w których wymagane jest ograniczenie lub całkowite wyeliminowanie zawartości ołowiu.

Wielu producentów zapomina jednak o jednym. Zmiana materiału z mosiądzu ołowiowego na bezołowiowy nie oznacza wyłącznie zmiany gatunku na dokumentacji technicznej. Całkowity brak ołowiu bezpośrednio wpływa na zachowanie materiału podczas obróbki. W porównaniu do CuZn40Pb2, kontrolowanie i łamanie wióra może okazać się znacznie trudniejsze. Co to oznacza dla zakładu?Większego znaczenia nabierają odpowiednio dobrana geometria narzędzi, parametry skrawania, posuw, chłodzenie i sam sposób odprowadzania wiórów.

Z tego powodu wdrożenie materiału bezołowiowego często wymaga ponownego, wnikliwego dopracowania technologii obróbki. Nie oznacza to w żadnym wypadku, że materiał bezołowiowy jest gorszy. Jest po prostu inny technologicznie i powinien być zawsze oceniany zarówno pod kątem właściwości gotowego produktu, jak i wpływu na cały proces produkcyjny.

Wartość dla klienta końcowego

Skrawalność ma ogromny wpływ na optymalizację u producenta, ale z punktu widzenia końcowego użytkownika najważniejsza jest niezmiennie funkcjonalność elementu. Dla komponentów stosowanych w układach pneumatycznych kluczowe znaczenie mają szczelność, odporność na korozję, wytrzymałość mechaniczna oraz stabilność wymiarowa.

Dokładne wykonanie powierzchni pod O-ringi, gwintów czy gniazd uszczelniających w sposób bezpośredni wpływa na późniejszą niezawodność takiego połączenia. Gotowy element musi zachowywać wszystkie swoje właściwości podczas wieloletniej eksploatacji. Przez cały czas musi skutecznie mierzyć się ze zmiennymi temperaturami, drganiami, wilgocią oraz licznymi innymi obciążeniami występującymi w wymagającym środowisku samochodowym.

Optymalny kompromis w sercu produkcji

Nie ma jednego idealnego gatunku mosiądzu. Dobór optymalnego materiału zawsze zależy od bardzo konkretnego zastosowania. CuZn40Pb2 pozostaje niezwykle dobrym rozwiązaniem tam, gdzie nadrzędne znaczenie mają wysoka wydajność obróbki, skuteczna kontrola wióra oraz duża możliwość wykorzystania zarówno prętów, jak i odkuwek. Z kolei stopy bezołowiowe, takie jak chociażby CuZn21Si3P, stają się z każdym rokiem ważniejszą alternatywą tam, gdzie ograniczenie zawartości ołowiu podyktowane jest twardym wymaganiem materiałowym lub środowiskowym.

W inżynierskiej praktyce wybór odpowiedniego stopu jest zawsze pewnym kompromisem – wyważeniem pomiędzy skrawalnością, właściwościami mechanicznymi, funkcjonalnością gotowego elementu, wymaganiami stawianymi przez klienta orazcałkowitym kosztem procesu produkcyjnego. To zbilansowane połączenie wszystkich tych cech sprawia, że mosiądz nadal z powodzeniem pozostaje jednym z absolutnie podstawowych materiałów stosowanych do produkcji precyzyjnych komponentów dla przemysłu samochodowego.

Jako Manager Produkcji w naszej firmie, Piotr Szymonowicz wnosi imponujące doświadczenie w zarządzaniu procesami produkcyjnymi oraz zespołami technicznymi. Jego historia w MB Pneumatyka to dowód na to, że prawdziwi specjaliści nieustannie szukają przestrzeni do rozwoju – swoją karierę u nas zaczynał jeszcze w czasach studenckich, przechodząc drogę od praktykanta do starszego technologa. Doskonale zna trzon i technologie naszej firmy, a jego codzienna praca obejmuje dziś kompleksowe zarządzanie produkcją w obliczu jej rosnącej skali oraz dbanie o najwyższe standardy jakości.