Tässä artikkelissa
Kestävämpi CNC-koneistus alkaa tarpeettomien resurssien käytön vähentämisestä ilman, että vaaditun osan toimitus vaarantuu. Materiaalin hyötykäyttö, lastujen talteenotto, sähkön ja nesteiden kulutus vastaavat eri kysymyksiä. Korkea kierrätysaste yksinään ei takaa alhaisia ympäristövaikutuksia.
Hyödyllisen vertailun tekemiseksi pidä osan toiminto, materiaalivaatimukset ja hyväksytty määrä vakiona. Tunnista sitten, mitä mitataan ja mitkä valmistusvaiheet ovat mukana.
Materiaalin hyötykäyttö mittaa sitä, kuinka paljon materiaalia jää osaan.
Yksinkertainen työkappaleen ja valmiin osan suhde on valmiin osan massa ÷ lähtötyökappaleen massa. Hypoteettisessa esimerkissä 5 kg-työkappaleesta tulee 2 kg-osaa: hyötykäyttö on 2 ÷ 5 = 40%. Oleta yksi hyväksytty osa, sama materiaali koko osassa ja ilman lisättyä pinnoitetta. Muut 3 kg ovat poistettua materiaalia, eivätkä ne automaattisesti ole kaatopaikalle joutuvaa jätettä tai varmennettua kierrätettyä metallia.
Tätä suhdetta voidaan parantaa käyttämällä tarkemmin mitattua työkappaletta. Varmista, että varastointimäärä riittää kiinnitykseen, puhdistukseen ja valitun materiaalin tilaan. Meidän materiaali- ja osasuunnittelun opas selittää, miten ehdotetut muutokset liittyvät toiminnallisiiin vaatimuksiin.
Lähes valmis-työpala voi vähentää poistettavaa materiaalia, mutta sen valmistaminen vaatii omia panoksiaan. Vertaa koko valmistusreittiä ennen kuin päätät, että vähemmän koneistusta tarkoittaa pienempää kokonaistilaa.
Romun estäminen ja romun hyödyntäminen ovat eri toimenpiteitä.
Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) saastumisen ehkäisyn hierarkia erottaa jätteen vähentämisen sen lähteessä jätteen kierrätyksestä sen syntymisen jälkeen. Molemmat ovat tärkeitä. Työpalan asettelun parantaminen tai hylättyjen osien välttäminen vähentää kulutettuja resursseja; lastujen keruu puolestaan kohdistuu jo poistettuun materiaaliin.
Lastujen hyödyntäminen edellyttää tunnistettua materiaalivirtaa ja sopivaa kohdetta. Alumiiniyhdistön Secondary Production 101 -julkaisu selittää, miksi alumiinironnun erotteleminen seoksittain ja kontaminaation hallinta parantavat sen arvoa. Sekoitettuja seoksia ei voida pitää yhtä arvokkaina kuin tunnettua, erillisiin luokkiin erotettua seosluokkaa.
NIST:n koneistuksen kestävyysmalli käsittelee myös lastujen käsittelyä toimintana, jolla on ympäristökuorma. Nestemäisellä liuoksella saastuneet lastut voivat vaatia lisäkäsittelyä. Romun keruukuita käytetään siirron vahvistamiseen; se ei itsessään vahvista lopullisesti hyödynnettävän metallin massaa.
Koneistetun komponentin osalta dokumentoi lähtövarasto, hyväksytyt osat ja poistettu materiaali erikseen. Pidä uudelleenkäytettävät leikkauspätkät erillään lastuista ja erota kuivan metallin massa säiliön painosta, johon sisältyy nestettä.
Laske energian, nesteiden ja hylättyjen osien kulutus yhden rajan sisällä.
Koneen pyörivän akselin tehomääritys ei ole sama kuin tilauksen aikana kulutettu sähköenergia. Energian kulutus riippuu tehon kulutuksesta ajassa, mukaan lukien mitattavan laitteiston ja käyttötilanteen tila. NIST:n malli sisältää apulaitteet, kuten jäähdytysnesteiden pumput ja lastukuljettimet sekä tyhjäkäyntienergian.
Nesteen hallinta on toinen käytännöllinen mahdollisuus. Ympäristönsuojeluviraston (EPA) Metallivalmistus ja -muokkaus -tietolehti mainitsee saastumisen estämisen ja huollon keinoina työnesteen elinikää pidentävää toimintaa. Tämä ei tarkoita, että kuivakäyttö olisi aina suositeltavampaa: materiaali, työkalut ja vaadittu tulos määrittävät edelleen leikkausmenetelmän.
| Tallenna | Hyödyllinen vertailuperusta | Tärkeä ehto |
|---|---|---|
| Lähtömateriaali | kg hyväksytyttä osaa kohden | Sama osamääritelmä ja materiaalialue |
| Kerätut lastut | Kuiva metalli (kg) ja seosvirta | Erota kerätyt ja talteenotetut määrät toisistaan |
| Sähköenergia | kWh hyväksyttyä osaa kohden | Sama laitteiston rajaus ja allokaatiomenetelmä |
| Työneste | Konsentraatti käytettävänä ja jäteliuos erikseen | Määritelty ajanjakso, laimentamisperusta ja tuotos |
Ota huomioon uudelleenjalostetut ja hylätyt osat käytetyissä resursseissa, ja jaa sitten hyväksytyn tuotoksen määrällä. Muussa tapauksessa prosessireitti, joka tuottaa enemmän jätettä, voi näyttää tehokkaalta pelkästään siksi, että epäonnistuneet yritykset katoavat laskennasta.
Käytä samaa menetelmää kuin vastaavanlaisen koneistustarjouksen vertailussa: sovita versio, määrä, pinnankäsittely ja tarkastuksen laajuus. Jos hiilijalanjälki on annettu, pyydä sen rajaa, keräysjaksoa, päästökerrointa ja kierrätyksen käsittelytapaa. Pelkkä materiaalinsäästö tai alhaisempi hinta eivät voi tarjota näitä puuttuvia tietoja.
Usein kysytyt kysymykset
Tarkoittaako kierrätettävä materiaali sitä, että osassa on kierrätettyä metallia?
Ei. Kierrättävyys kuvaa mahdollista kierrätysreittiä. Kierrätetyn materiaalin osuus kuvaa sen materiaalin alkuperää, josta toimitettu tuote on valmistettu, ja vaatii omaa tukitietoaan.
Onko korkeampi materiaalin hyötyosuus aina parhaiten suunniteltu ratkaisu?
Ei. Suhteellinen arvo on vain yksi mittari. Keveämpi valmisosa voi olla alhaisemman raakamateriaalin–valmisosan hyötyosuuden saavuttanut, mutta silti tarjota etuja käytön aikana. Toiminto, käyttöikä ja vertailun rajaus ovat edelleen merkityksellisiä.
Voiko koneen kWh-luku kutsua osan hiilijalanjäljeksi?
Ei. Sähkön kulutuksesta aiheutuvien päästöjen arviointiin tarvitaan sopiva päästökerroin, ja ilmoitettu jalanjälki vaatii määritellyn soveltamisalan. Materiaalin tuotanto, ulkopuolinen käsittely ja kuljetus voivat sijaita koneen mittauksen ulkopuolella.
Tekniset viitteet
NIST, Virtuaalinen koneistusmalli kestävyysanalyysiin (2010), järjestelmän rajat ja resurssien indikaattorit. EPA, Metallin valmistus ja muokkaus (FY22–23), saastumisen ehkäisyyn liittyvät mahdollisuudet. The Aluminum Association, Toissijainen tuotanto 101, erotus ja seostus.
