摘要： 现代切割技术有别于传统手工切割技术，她是基于现代计算机信息技术，针对不同的切割下料设备，对传统切割技术加以改进提高，发展成为以优化套料技术，钣金展开技术和数据库管理技术为代表的计算机辅助切割生产和管理软件，以有效提高钢材综合利用率，提高切割效率和切割质量，加强切割生产管理。

关键词： 现代切割技术 ；套料；切割；钢材利用率

前言

根据世界银行钢铁统计年鉴资料的介绍，中国、印度等发展中国家由于缺乏钢材套料技术和切割焊接经验，企业在钢材切割焊接过程中比美国、日本等发达国家的企业多浪费 10% 的钢材，也就是说中国企业的钢材加工成本要比西方发达国家企业高出 10% 。中国去年的钢产量和消费量是 2.4 亿吨，其中钢带比是 40% ，也就是说需要切割的板材有 1 亿吨，今年中国预计钢产量和消费量将是 3 亿吨，需要切割的钢材将是 1.2 亿吨。这就意味着在钢材切割焊接过程中国要比西方国家多浪费的钢材至少超过 1 千万吨。

以一个大中型企业为例，假如一年切割钢材的数量为 1 万吨，多浪费 10% 的钢材，一年就多浪费 1 千吨。每吨钢材平均按照 5000 元计算，一年浪费的钢材就是 5 百万元。

随着全球资源短缺的加剧，钢材价格的不断上涨，导致愈来愈多的企业陷入经营亏损，越来越多的企业认识到提高钢材利用率的重要性，但是面对钢材切割过程的低利用率和堆积如山的剩余钢材却束手无策。许多企业为降低生产成本，扭亏为盈，采取限制各种开支甚至减少职工福利等办法，但是收效甚微。一些大中型企业花费巨资引入 ERP 管理软件，希望提高钢材利用率，解决钢材浪费问题，却普遍事与愿违，造成投资浪费。

如何能够在钢材切割下料过程节省钢材？那么只提高 2% 的钢材利用率，大中型企业一年就可节省上百万元。

下面我们就详细分析一下钢材切割下料生产过程，找到钢材浪费的源头，给出解决问题的方法。

钢材切割下料生产过程分析

钢材浪费主要发生在切割下料生产过程。目前，钢材切割下料过程一般在企业下料车间或下料中心进行，而钢材 切割下料设备和下料生产环节主要分为：

（ 1 ）        锯床下料；

（ 2 ）        剪板机下料；

（ 3 ）        钣金气割下料；

（ 4 ）        数控切割机下料；

（ 5 ）        剩余钢材的管理与重复利用。

首先，锯床下料，历史最悠久，设备保有量最多，是大量切割各种型材、管材、棒材、铝合金等的主要下料设备。剪板机下料，同样历史悠久，设备保有量大，是切割矩形薄板的主要下料设备。

这二种下料设备，其下料方式相同，都是由工人简单地按照零件尺寸和数量顺序下料。几十年如一日，从来没有改变过。

这种传统的手工下料生产方式看似好像没有问题，大家已经习以为常。但是，我们要指出这种传统的下料生产方式由于没有套料计算，没有采购预算，没有生产的优化和管理，单凭工人简单地按照尺寸和数量顺序切割，不仅造成边角余料的产生，导致了企业钢材浪费，而且造成了企业钢材的盲目积压，资金占用严重。

其次，钣金气割下料。这是一个传统的手工下料过程，主要依靠熟练的放样工人和放样经验，采用纸板、油毡、木型等放样工具，进行人工放样和手工切割。许多大中型企业具有专门的大型钣金放样车间，拥有几十甚至上百位的钣金放样工人。但是，手工放样毕竟效率低，准确性差，再加上缺乏熟练的放样工人，企业经常发生放样错误，导致返工，窝工，以至延误工期，造成被罚款。同时，手工气割，切割效率低，钢材套料利用率更低，从而导致钢材浪费严重，严重制约了企业的发展，成为企业生产的瓶颈。

再次，是数控切割机，包括火焰、等离子、激光和水射流数控切割机，主要用于不规则零件的切割，是近几年迅速普及的大批量高效率的切割下料生产设备，已经成为企业最主要的切割下料设备。但是，目前许多企业不是没有套料软件，就是没有使用好套料软件，或是继续沿用传统的 CAD 画图和手动排料，手工编程，进行单个零件或是局部切割，不能对整板和余料板进行套料切割，钢材利用率低，剩余钢材堆积浪费严重，不能发挥数控切割机大批量高效率的生产特性，使得数控切割设备成为钢材浪费的主要源头，切的越多，浪费越多。  

最后，剩余钢材的管理与重复利用。这个问题最为严重，至关重要。许多企业剩余钢材堆积如山，锈蚀流失不计其数，而企业却束手无策，许多企业只能眼睁睁地把剩余钢材当作废钢变卖。每卖掉一吨“废钢”，企业就损失 2000 多元。企业每年在“废钢”上的损失都超过几十万甚至上百万。  

现代切割技术在钢材切割生产过程中的应用

上面详细分析了主要切割下料设备和下料生产环节存在的问题，以及导致钢材浪费的原因，下面将详细介绍现代切割技术如何运用于各种切割下料设备和下料方式，改变传统的切割下料方式，达到减少钢材浪费，提高钢材利用率，加强企业的切割生产管理。

现代切割技术有别于传统的手工切割技术，她是基于现代计算机信息技术，针对不同的切割下料设备，对传统切割技术加以改进提升，发展成为以优化套料技术，钣金展开技术，以及余料数据库管理为核心的计算机辅助切割生产和管理软件，以有效提高钢材综合利用率，提高切割效率和切割质量，强化企业的切割生产管理。然而，现代切割技术又是简单实用的适用技术，投资少，见效快。下面就逐一予以介绍。

1 、锯床和剪床下料—— FastCUT ? 套料软件

前面已经详细分析了锯床和剪板机传统的手工下料方式，由于没有计算机套料计算，导致大量边角料的产生，钢材浪费，以及钢材积压和资金占用。

我们看到在国外发达国家的下料中心，则是普遍使用 FastCUT 套料软件，对锯床和剪板机切割下料进行套料计算和全面的生产管理。 FastCUT 套料软件的核心技术是计算机优化套料计算，她的切割技术是锯床和剪板机的切割特性和要求，主要功能：首先是采购预算，避免了企业盲目采购和资金占用的问题。其次是套料切割，工人是按照计算机的套料计算结果进行切割，改变了传统的简单按顺序切割的下料方式，有效减少了边角余料，提高了钢材利用率。最后是生产管理，企业各生产和管理部门依据计算机的套料切割图，有序地进行采购，取料，切割，以及余料管理，提高了企业的管理水平。

此外， FastCUT ? 套料软件的投资回报非常高：一个月就可收回软件的投资。

计算依据：假设企业平均每个月使用剪板机或锯床切割下料钢材 50 吨，使用 FastCUT 套料软件提高钢材利用率仅按 2% 计算，一个月就可节省 1 吨钢材，每吨钢板平均按 5000 元计算，正好是一套 FastCUT ? 套料软件的投资。所以，使用 FastCUT 套料软件一个月所节省的钢材成本就可收回 FastCUT 套料软件的投资。

有关 FastCUT 套料软件的功能介绍和应用案例，请浏览 www.fastcam.cn 网页，下载相关资料。

2 、 钣金气割下料—— FastSHAPES ? 钣金展开软件

前面详细分析了手工钣金放样和气割下料方式，由于生产效率低，再加上经验和准确性不够，经常造成 返工，窝工现象，导致钢材浪费严重，制约企业发展。

然而，在国外的下料中心，则是普遍使用 FastSHAPES 钣金展开软件，使上述问题得到了有效解决。 FastSHAPES 钣金展开软件的核心技术是把美国、欧洲、澳洲等国家的焊接标准和多种切割焊接方式写入钣金展开软件，把几何的空间展开与切割焊接工艺相结合，使钣金展开不再是简单的几何展开，而是根据焊接标准和切割焊接工艺计算展开，使没有钣金展开经验的年轻工人都可以从事复杂的钣金展开工作，而且效率极高，几分钟就可完成各种复杂形状的放样展开。软件的主要功能是输出 DXF 文件或是打印出展开图直接铺在钢板上用于手工气割，或是输出 CAM 或 NC 文件直接用于切割机的数控切割，完全避免了费时费力制作木型或纸样的工作。 FastSHAPES 钣金软件的突出优点就是集成了国外先进的焊接标准和切割焊接工艺，软件效率和精确度极高，不论有经验的放样工人还是没有经验的学徒工人都可以方便的使用这个软件。其缺点是该软件效率太高，会造成一些放样工人的失业，因为，一套 FastSHAPES 钣金展开软件可以替代十几个甚至几十个工人的工作。

由此可见， FastSHAPES ? 钣金展开软件的投资回报非常高，十几个工人一个月的工资就可以购买一套完整的 FastSHAPES 钣金展开软件，而十几个工人一个月的工作量使用 FastSHAPES 钣金展开软件一 ~ 二天就可以完成。

有关 FastSHAPES 钣金展开软件的功能介绍和教学软件，请浏览 www.fastcam.cn 网页，下载相关资料。

总之， FastSHAPES 钣金展开软件的推广普及不仅可以改变传统手工钣金放样和气割下料生产方式，而且可以培养训练年轻的钣金工人。