家具钣金行业工艺分析
最近金融圈子最流行的就是“抄作业”，在很多的投资者眼中，相比于国内五花八门的金融解析，紧跟投资界大佬往往是一条捷径。而在基础制造领域也是如此，如果有一个这样的产品，在国际市场竞争上已经充分证明了自己，未来还可以不断的为客户产生收益，尤其是已经成为某个细分市场的领军产品，那么这种情况的投资，“抄作业”就方便多了。那么现在家具行业“抄作业”的机会来了！
家具钣金行业工艺分析
在目前疫情的影响下，全球移动办公趋势愈发明显，而相应的，对办公家具的需求也开始水涨船高。以欧美市场为例，从疫情开始蔓延到现在已经快1 年半的时间了，欧美办公家具的网上销量提升了接近50%（Amazon数据）。而国内市场，越来越多的人也开始关注自身健康，因此兼具设计美感和符合人体工学的办公家具得到了越来越多国人的青睐。
办公家具是家具行业的一个分支，主要以符合人体工程学的办公用椅、定制办公桌、可升降电脑桌等为典型代表，是以满足使用舒适为基本要求，同时还要兼具办公场景便利化的目标。这样的需求就使得办公家具产品既要符合人体工程学的特征，又要具备艺术设计感以及舒适性。
目前这块细分市场在国内仍处在起步阶段，从欧美的市场现况来看，这个行业的产品的技术含量高，同时附加利润也非常可观。从事办公家具的制造企业不仅要有金属加工方面的工艺知识，又要精通家具设计，还要理解终端用户的需求，三者有机的结合，才能将办公家具特有的造型和功能优势发挥到极致。谁能够将三者有机的结合，谁就可以拓展新的市场空间，在未来的中国市场竞争中领先一步。
在国外办公家具行业已经发展的比较成熟，排名前10 的大品牌占据了超过一半的市场份额，但这些大品牌基本也都经历了从传统生产方式到现代生产方式的市场转型，尽管各自的产品细分不同，但他们有一点却完全相同，就是他们都曾选择通快作为在家具生产方式转型时期的合作伙伴。展开来说的话，我们就要从办公家具的生产工艺开始谈起。
办公家具的传统生产工艺流程一般为：锯床下料→CNC 加工→加工斜面→打样冲眼→钻孔→弯管→清洗→焊接等8～9 道工序，而传统的生产工序不仅繁琐，还面临着诸多问题。
(1)废品率高。传统家具的管材加工，无论是锯床、冲床还是加工中心等加工设备，都会存在一定的加工误差，工序流转的越多，加工误差就累积的越大。
(2)打磨毛刺。管材加工完成后的精度和质量都会直接影响最后成品的效果。管材周边变形、内壁毛刺等问题对于高端家具制造都是不允许的，然而，无论是锯床切断，还是冲床冲压，后续工序的人工去毛刺、修整、清洁工作是避免不了的。
(3)费用高。传统家具加工方式中的锯、冲、钻，从送料、定位、加工到分拣的每个环节都需要人工控制，因此，常常可以在家具加工企业的车间里看到很多设备和工人。但随着人员的流动性越来越大，工人的工资也水涨船高，人工成本已经占据了企业利润的很大一部分。
(4) 工艺局限性。如今的消费者需求日趋个性化，所以也促使家具设计趋于个性化，而传统的锯床、冲床、钻床等设备老套，简单的工艺不能完全支持新设计和创作灵感照进现实，所以传统加工模式的局限性会严重阻碍新产品的研发步伐，给占领市场先机拖后腿。
(5)效率低。锯床对于多根管材的同步截断斜切具有一定优势，但是对于管材的开口切割，需要不断改变锯片的切入角度和位置来进行多次的定位切割，这样的加工方式根本没办法控制精度。至于冲床，对于圆孔、方孔这类标准型形状孔的批量冲压可以胜任，但对于家具行业来说，管材拼接和焊接的孔类型需求众多，除非客户愿意花费精力和成本去开发各种不一样的模具，不然得不偿失。
(6)小管加工难。制造家具的原材料管材规格多种多样，最小的管材尺寸只有10mm×10mm，有的管材壁厚只有0.5mm。在这种小型管材加工过程中最大的问题就是管材本身的刚性强度低，很容易受到外力而产生变形，比如管材弯曲、扭变、挤压后凹陷凸起等。而传统的加工工序，如锯床下料、锯床加工截面和斜面、冲床冲孔、钻床钻孔等，均是通过外力挤压迫使管材外形发生形变的接触式加工方式，往往到最后的成品阶段，管材表面已经被划伤甚至是变形，都需要二次人工修复，耗时费力。
通快针对于家具行业的加工需求，结合德国的研发技术和中国的制造能力，同时配合家具行业的设计/加工软件，从光纤激光切割机下料，到数控冲床和折弯机的成形加工，再到激光切管机的柔性定制化加工，最后到激光焊接，通快对于加工的每一道工序都可以根据客户需求给予完善的解决方案（图1），并在满足客户需求的同时也积累了丰富的行业应用经验（图2）。
图1 通快针对每道工序配备的产品
图2 通快在欧美家具钣金行业积累了丰富的经验
案例介绍
德国某办公家具制造企业的概况和生产流程如图3、图4 所示。有趣的是，不仅仅是这家企业，我们在详细对比了很多国内外知名家具制造企业后发现，在整个家具的生产过程中，工艺相差最大的是在管材加工上，并且企业也是在这个工艺上拉开了产品附加值的差距。而我们分析发现这一块的差距有时并不仅仅只体现在工艺上，还有很多反映在设计理念上，因为家具产品的核心价值，在于舒适性与创意设计还有便捷使用的结合，而想达到这一点的关键是首先要能把设计师的理念和想法完美的通过工艺实现出来。
简单参考下2020 年金点奖的家具（图5）可以发现，这些看似简单的设计其实都隐藏着精巧的设计细节和对工艺的极致追求，通过极高的要求精密加工，将各个组件有机的组合起来，而各个部件的组合则完全依赖于各部件的斜度和开槽，这样的要求，传统的工艺是需要花费很多人力、物力的，有些甚至还做不到。那通快是如何实现的呢？
图3 德国某生产企业概况
图4 德国生产企业自动化线布局
图5 获奖家具
性能优势
无与伦比的加工柔性
通快的三维绘图软件，可以设计好管材需要加工的各种三维图形，如截断、斜切、开孔、缺口等，下一步可以直接生成用于机床加工的CNC 加工程序。然后从通快的管材工艺数据库调取对应的切割工艺参数，就可以一键启动加工了，甚至是仅做一个折弯的拼接，只要放进程序中，软件就可以直接生成连接方式和拼接点。一台激光切管机可以把家具行业传统的锯、冲、钻等工序全部在一台机器上集中完成。这样的加工方式，带来的是加工精度的可控，还有高效和低成本。
同时，针对家具制造行业，通快开发了许多创新的设计工艺。原来需要焊接的，现在可以用卡扣固定；原来需要拼接的，现在可以直接进行折弯等等。
超高的工件精度与稳定性
通快的激光切管机精度依赖于高精度的管材夹持系统和光学设置到最佳的支撑系统（图6）。对于家具行业的小薄管，夹紧力过大，管材容易变形；夹紧力过小，管材越长，在切割过程中管材越容易脱离，所以家具行业管材切割设备卡盘的夹紧力必须可以根据管材的自身情况进行智能化的调整。通快的全自动激光切管机配置了自定心卡盘，可通过两块相互平行的夹持面实现自定心夹持，能自动监测夹紧力，防止管材变形。同时，得益于大范围的免换装夹具系统，可减少额外的换装时间，同时避免换装失误。并且，通快的自适应夹具还拓展到了角钢、槽钢以及扁钢，以完成对管材的最优化加工（图7）。
不仅如此，管材长度越长，除了刚才说的容易脱离，还有一个问题就是长管材悬空后容易变形。管材上料后，虽然前后有卡盘夹持，但是管材中间部分因为重力作用会导致下垂，从而影响加工的精度。针对这一问题，通快配备了管材支撑滚轮，可根据管材旋转时不同的姿态，提供实时变化的支撑高度，完成动态支撑管材，从而保证加工精度。
此外，在加工过程中，程序可自动控制焦点调节和喷嘴高度，因此，即使在加工精细轮廓和雕刻时都能提供最佳的质量。
显著提升的加工效率
家具行业的管材种类多种多样，各种圆管、方管以及特殊的型材成捆放入到堆料站后，一键启动，管材自动进料、分料、上料、自动夹持、送料、切割、下料一气呵成，并且下料端配备零件收集装置以及存储空间。自动上料过程与加工同步，最短准备时间对于特殊型材，可以在传送带上实现半自动上料，仅需很少的人工便可实现大批量高速生产。
图6 通快激光切管机的管材夹持系统和支撑系统
