廢料再利用
關(guān)注創(chuàng)建者：模具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí) 創(chuàng)建時(shí)間：2019-07-25
廢料再利用的實(shí)例教程
大量的研究資料和奇瑞公司多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)顯示，在整個(gè)汽車開發(fā)過程中，沖壓成本幾乎占到汽車白車身成本的60%；影響沖壓成本的各要素中的板材費(fèi)用約占62%，即板料成本能達(dá)到汽車白車身成本的36%；整車材料利用率每提升1%，整車的材料工藝消耗將減少約6 ～ 8kg，單車成本最少也能降低35 元。沖壓生產(chǎn)過程中材料利用率控制越來越受到汽車廠的重視。
沖壓材料利用率涉及面比較廣，車身整體造型及分縫、產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)、沖壓工藝、沖壓模面設(shè)置、卷料的規(guī)格選擇，調(diào)試階段及生產(chǎn)階段的精細(xì)化提升等都將影響材料利用率。除以上常用的技術(shù)方案以外，近些年我們也不斷嘗試從其他途徑提升材料的利用率，例如廢料的再次利用。我們通過模具改造、沖壓生產(chǎn)線的簡單改造，成功的將某車型的頂蓋天窗部位的廢料再利用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
頂蓋天窗部位廢料再利用的提出
該車型頂蓋有兩種不同配置，一種為普通型不帶天窗車型，一種為大天窗車型。目前銷售的車輛中有90% 以上為大天窗車型。該天窗部位廢料尺寸為1065mm×810mm，重量達(dá)到4.73kg。按照現(xiàn)有工藝，兩次修邊（相對于沖孔）得到多塊尺寸相對較小的廢料，直接滑落到?jīng)_壓線廢料道中，最后打包作為廢料處理，如圖1 所示。
通過優(yōu)化該車型的修邊模具，將該部位廢料切成一整塊，通過機(jī)械手端拾器將廢料從模具中取出收集。收集后的廢料在同一車型的尺寸較小，材料牌號接近且厚度一致的零件上使用，以實(shí)現(xiàn)廢料的最大利用。
圖1 原有天窗修邊及廢料狀況
天窗廢料再利用的有效實(shí)施
廢料收集后的再利用
通過在同一車型中排查，確認(rèn)左/ 右側(cè)圍外板后部連接板拉延序坯料尺寸為1070mm×800mm，選擇此件進(jìn)行廢料利用，材料利用率相對較高。并經(jīng)過AutoForm 分析，采用天窗部位的廢料進(jìn)行拉延，分析結(jié)果良好，與原有板料結(jié)果一致，如圖2 所示。
展開 CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，SK JNC被確定為三星顯示有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)共通層材料的供應(yīng)商，并且還確保了回收再利用合作公司的地位。原本是共同層材料供應(yīng)商的Deoksan Neolux和Solus尖端材料因?yàn)橛辛藦?qiáng)有力的競爭者進(jìn)入，預(yù)計(jì)會受到否負(fù)面的影響。
根據(jù)韓媒Thelec報(bào)道，根據(jù)12月28日業(yè)界消息，SK JNC近日成為三星顯示材料回收企業(yè)，并參與到新一代材料的生產(chǎn)等，正在加強(qiáng)合作關(guān)系。SK JNC是SK Materials和日本JNC的合資企業(yè)，成立于去年11月，旨在整合SK在韓國的營銷能力和日本JNC的技術(shù)，進(jìn)軍韓國顯示材料市場。日本JNC成立于1906年，是一家綜合化學(xué)公司，專業(yè)從事于顯示材料、合成樹脂、基礎(chǔ)化學(xué)物質(zhì)開發(fā)制造。
OLED材料層由實(shí)際發(fā)光的發(fā)光層(EML)和電子層(EIL，ETL)和空穴層(HTL)等組成。SK JNC明年供應(yīng)的材料是進(jìn)入HTL層的共通材料。該材料由Deoksan Neolux和Solus尖端材料根據(jù)不同的材料組合，有時(shí)一起供應(yīng)，有時(shí)單獨(dú)供應(yīng)。三星顯示將在明年放入新材料組合的新HTL材料(型號3336)的開發(fā)廠商，在原有供應(yīng)商之外增加了SK JNC。
展開 針對車門外板材料利用率低的問題，進(jìn)行了車門外板利廢工藝分析。通過從利廢零件確定、利廢零件及車門外板工藝優(yōu)化、廢料在線自動(dòng)收集、利廢零件調(diào)試等方面的努力，實(shí)現(xiàn)了車門外板窗口廢料的再利用，提高了材料利用率、降低了生產(chǎn)成本。該方案創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了廢料直接用于生產(chǎn)，無需二次剪切，減少了板料劃傷；創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了廢料的在線收集、自動(dòng)堆垛，提高了自動(dòng)化水平和勞動(dòng)效率。
汽車駕駛室的零件中有大量的金屬?zèng)_壓件，沖壓件成本主要包括：材料費(fèi)、加工費(fèi)、設(shè)備工裝攤銷費(fèi)、人工費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等，其中材料費(fèi)占沖壓成本的60%以上，因此提高沖壓件材料利用率對于整車降成本意義重大。目前提升沖壓件材料利用率的方式有：優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)化落料排樣、廢料利用，采用成雙、淺拉延、套裁工藝等多種，其中廢料利用是將被切除的完整廢料回收、用于其他零件生產(chǎn)的方式。廢料利用能夠大幅提升材料利用率，尤其是針對自動(dòng)線大型覆蓋件廢料的回收。本文針對某車型車門外板材料利用率低的現(xiàn)狀，通過采用廢料利用方法，提升材料利用率，降低制造成本。
總體方案
如圖1 所示，某商用車型沖壓件車門外板由于產(chǎn)品造型原因，窗口廢料被切除，零件材料利用率低，僅為47.3%。為提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本，對車門外板窗口廢料進(jìn)行再利用。主要研究內(nèi)容有：(1）利廢零件確定；(2）工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化；(3）廢料在線自動(dòng)收集；(4）利廢零件調(diào)試。
圖1 車門外板拉延件與成品件對比
利廢零件確定
為了選取合適的利廢零件，需要保證車門外板窗口廢料與利廢零件的材料規(guī)格相同，零件尺寸適中。
利廢零件梳理
車門外板的材料牌號為ST13，厚度為1.0mm，窗口的尺寸約為850mm×550mm。根據(jù)窗口的尺寸，從該車型111 種薄板沖壓零件中篩選出6 種尺寸適中的零件。
展開 隨著汽車消費(fèi)群體的年輕化及個(gè)性化，全景式天窗越來越受到消費(fèi)者的青睞，天窗做的越大鋼材利用率就越低。本文通過對某車型天窗安裝板材料利用率低、生產(chǎn)工藝繁瑣的問題進(jìn)行分析，并針對如何通過使用激光拼焊工藝來提高材料利用率及降低生產(chǎn)成本的解決方法進(jìn)行講解。
隨著汽車競爭日益白熱化，產(chǎn)品低成本高質(zhì)量是保證汽車企業(yè)生存的基本要求，更是企業(yè)技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)，每個(gè)開源節(jié)流的成本收益都會對企業(yè)的效益產(chǎn)生較大影響。沖壓需求的成品板料開卷方式一般分為四類：橫剪、擺剪、落料和激光拼焊板。橫剪一般為矩形板料，擺剪一般為梯形板料、落料是通過落料模生產(chǎn)出來的異形板料，激光拼焊可以將同牌號同厚度、同牌號不同厚度、不同厚度不同牌號及規(guī)格不同的鋼板拼焊在一起來滿足沖壓生產(chǎn)需求，一般沖壓生產(chǎn)只采用一種開卷方式即可滿足沖壓生產(chǎn)的需求。
現(xiàn)有工藝介紹
某車型在設(shè)計(jì)初期全系采用全景天窗以應(yīng)對市場需求，安裝天窗玻璃的天窗安裝板在模具設(shè)計(jì)開發(fā)及現(xiàn)生產(chǎn)階段的生產(chǎn)工藝為：從鋼廠購買原卷發(fā)往剪配加工中心進(jìn)行擺剪(梯形板料)，擺剪板料送到?jīng)_壓廠后在進(jìn)行落料生產(chǎn)，如圖1 所示。
此種工藝在拉延工序生產(chǎn)前材料利用率就下降到65%，在經(jīng)過后序分離工序加工后導(dǎo)致材料利用率只有24%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此款車型的平均材料利用率。
廢料再利用
為提高材料利用率對落料產(chǎn)生的利廢料片尺寸測量，通過與此款車型其他零部件的消耗定額進(jìn)行排查，左右大燈上橫梁的牌號最為接近。經(jīng)過CAE 分析及現(xiàn)場生產(chǎn)調(diào)試，制件單件性能及生產(chǎn)無問題，通過搭載強(qiáng)化路試確認(rèn)此方案可行。在天窗安裝板利平料生產(chǎn)大燈上橫梁后材料利用率由24%提高到了32%，單車原材料需求減少4.3kg，如圖2 所示。
激光拼焊工藝應(yīng)用
通過廢料再利用，天窗安裝板的材料利用率由24%提高到了32%，由于利平料只能使用3/5 的面積，剩余的板料還是廢料。
展開 碳纖維回收啟動(dòng)Vartega領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目，關(guān)閉汽車碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)廢料的循環(huán)，用于新的汽車應(yīng)用。
該學(xué)院為先進(jìn)的復(fù)合材料制造創(chuàng)新（IACMI，諾克斯維爾，TN，美國），一個(gè)160 成員，田納西州（田納西州諾克斯維爾，美國）和能源（華盛頓特區(qū)，美國）驅(qū)動(dòng)財(cái)團(tuán)的美國能源部大學(xué)致力于增加國內(nèi)美國復(fù)合材料行業(yè)的生產(chǎn)能力和制造工作崗位于10月16日宣布，該項(xiàng)目將關(guān)閉用于新汽車應(yīng)用的汽車碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)廢料。該項(xiàng)目由Vartega （Golden，CO，US）領(lǐng)導(dǎo)，該公司是一家專注于碳纖維回收的初創(chuàng)公司，項(xiàng)目合作伙伴包括Michelman （美國俄亥俄州辛辛那提），橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL，Oak Ridge，TN，US），Colorado School of Mines（Golden，CO，US），Michigan State University（East Lansing，MI，US），University of Dayton Research Laboratory（Dayton，OH，US），以及田納西大學(xué)諾克斯維爾分校。另外的項(xiàng)目支持由Ford（Dearborn，MI，US），BASF （Wyandotte，MI，US）和Plasan Carbon Composites（Wixom，MI，US）提供。
這項(xiàng)為期兩年的技術(shù)合作將解決創(chuàng)建用于車輛輕量化應(yīng)用的一致回收碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的挑戰(zhàn)。通過使用創(chuàng)新和新穎的使能技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將對材料進(jìn)行表征和驗(yàn)證，以滿足車輛減重所需的經(jīng)濟(jì)有效的碳纖維日益增長的需求，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減少排放并擴(kuò)大電動(dòng)車輛的使用范圍。
“碳纖維回收技術(shù)在過去十年中已經(jīng)成熟，但在汽車規(guī)模生產(chǎn)材料方面仍然存在一些挑戰(zhàn)。我們認(rèn)識到需要采用整體方法為再生碳纖維創(chuàng)建供應(yīng)鏈解決方案，“Vartega首席執(zhí)行官Andrew Maxey說。
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廢料再利用的最新內(nèi)容
■逢甲大學(xué) / 彭信舒 副教授
(轉(zhuǎn)載自繁體版ACMT電子技術(shù)月刊No.070)
前言
運(yùn)用數(shù)字制造提升供應(yīng)鏈韌性，發(fā)展?jié)崈裟茉春偷吞贾瞥碳夹g(shù)，以永續(xù)科技落實(shí)綠色循環(huán)新經(jīng)濟(jì)是后疫情時(shí)代國家重要前瞻政策，也是本屆德國杜塞道夫(Dü sseldorf)國際 橡塑膠展K2022(K-Show)重要展出主題。 塑料是由不可再生資源生產(chǎn)的，其來源有限，不當(dāng)處理將可能使部分化學(xué)成分或元素對環(huán)境產(chǎn)生不良影響
?實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品材料的合理定義
對于小的制件材料牌號定義時(shí)，可以在其滿足使用要求的情況下，盡量與大件的牌號保持一致，以便后期大件廢料的回收再利用。
?實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的合理定義
在保證滿足要求的前提下：能采用成形工藝的則不采用拉延工藝；能采用開口拉延的制件則不用閉式拉延；采用淺拉延工藝能滿足要求的不采用深拉延工藝。
來源：建筑工程魯班聯(lián)盟
成品及其它原料無毒害，生產(chǎn)過程中少
量的邊廢料可回收再利用。生產(chǎn)車間均設(shè)置通風(fēng)、換氣裝置，設(shè)備的加工區(qū)域有明顯的劃分
標(biāo)志，保持生產(chǎn)環(huán)境的清潔，為員工創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件。 公司所用原材料主要為 PP、PV
C、PU 等工程塑料粒子，國內(nèi)生產(chǎn)質(zhì)量已達(dá)到進(jìn)口同類水平，且供應(yīng)渠道廣泛。
CINNO
基于CA模型怎么設(shè)置坯料的初始不均勻尺寸，以及怎樣設(shè)置晶粒的形狀，如設(shè)置柱狀晶和等軸晶
通過從利廢零件確定、利廢零件及車門外板工藝優(yōu)化、廢料在線自動(dòng)收集、利廢零件調(diào)試等方面的努力，實(shí)現(xiàn)了車門外板窗口廢料的再利用，提高了材料利用率、降低了生產(chǎn)成本。該方案創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了廢料直接用于生產(chǎn)，無需二次剪切，減少了板料劃傷；創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了廢料的在線收集、自動(dòng)堆垛，提高了自動(dòng)化水平和勞動(dòng)效率。
表1 廢料收益分析
圖8 工裝框立體圖
結(jié)束語
通過采用專用工裝放置在最后一序下模座內(nèi)，在滿足生產(chǎn)節(jié)拍及不新增人員的前提下，實(shí)現(xiàn)了集中收集天窗廢料的構(gòu)想，保證了項(xiàng)目開發(fā)周期的同時(shí)，通過集中收集天窗廢料進(jìn)行余料再利用，一定程度上降低了直材成本，為后期類似制件提供了一個(gè)新的方向和思路。
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蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，美國電池公司NDB（Nano Diamond Battery）稱，該公司使用核廢料制造出一種電池，無需充電或更換即可為飛船或醫(yī)院供電28,000年，且該放射電池對人類絕對安全
實(shí)現(xiàn)人類飛翔的工具-飛機(jī)，已經(jīng)普及全世界大部分國家。通常情況下，一架飛機(jī)的飛行年限是25至30年，之后它將"退役"。那么，這些退役的飛機(jī)都去了哪里？
事實(shí)上，退役飛機(jī)再利用主要用于科普教育事業(yè)例如：航空救生體驗(yàn)，航空科普展示，專業(yè)教學(xué)培訓(xùn)、商業(yè)性開展例如：酒吧改造、航材家居、酒店改造、旅館建設(shè)、影院建設(shè)等特色景點(diǎn)再利用、還有博物館展示，航展展示，教育展示，個(gè)人收藏等展示需求等。
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