A fixación de prezos baseada unicamente no tempo de corte por láser pode levar a pedidos de produción, pero tamén pode ser unha operación con perdas, especialmente cando as marxes do fabricante de chapas metálicas son baixas.
Cando se fala de subministración na industria das máquinas-ferramenta, normalmente falamos da produtividade das máquinas-ferramenta. A que velocidade o nitróxeno corta o aceiro media polgada? Canto tempo tarda unha perforación? A velocidade de aceleración? Fagamos un estudo de tempo e vexamos como é o tempo de execución! Aínda que estes son bos puntos de partida, son realmente variables que debemos ter en conta ao pensar na fórmula do éxito?
O tempo de funcionamento é fundamental para crear un bo negocio de láseres, pero debemos pensar en algo máis que o tempo que leva reducir o traballo. Unha oferta baseada unicamente na redución de tempo pode partirche o corazón, especialmente se o beneficio é pequeno.
Para descubrir calquera posible custo oculto no corte por láser, debemos analizar o uso da man de obra, o tempo de funcionamento da máquina, a consistencia no prazo de entrega e a calidade das pezas, calquera posible retraballo e uso de materiais. En xeral, os custos das pezas divídense en tres categorías: custos de equipos, custos de man de obra (como materiais comprados ou gas auxiliar usado) e man de obra. A partir de aquí, os custos pódense desglosar en elementos máis detallados (véxase a Figura 1).
Cando calculamos o custo dunha man de obra ou o custo dunha peza, todos os elementos da figura 1 formarán parte do custo total. As cousas confundense un pouco cando contabilizamos os custos nunha columna sen ter en conta axeitadamente o impacto nos custos noutra columna.
A idea de aproveitar ao máximo os materiais pode que non inspire a ninguén, pero debemos sopesar os seus beneficios fronte a outras consideracións. Ao calcular o custo dunha peza, comprobamos que, na maioría dos casos, o material ocupa a maior parte.
Para sacar o máximo proveito do material, podemos implementar estratexias como o corte colineal (CLC). O CLC aforra material e tempo de corte, xa que se crean dúas arestas da peza ao mesmo tempo cun só corte. Pero esta técnica ten algunhas limitacións. Depende moito da xeometría. En calquera caso, as pezas pequenas que son propensas a volcar deben montarse para garantir a estabilidade do proceso, e alguén ten que desmontar estas pezas e posiblemente desbarbalas. Engade tempo e traballo que non son gratuítos.
A separación de pezas é especialmente difícil cando se traballa con materiais máis grosos, e a tecnoloxía de corte láser axuda a crear etiquetas "nano" cun grosor de máis da metade do grosor do corte. Crealas non afecta o tempo de execución porque os feixes permanecen no corte; despois de crear as pestanas, non hai necesidade de volver introducir os materiais (véxase a figura 2). Estes métodos só funcionan en certas máquinas. Non obstante, este é só un exemplo dos avances recentes que xa non se limitan a ralentizar as cousas.
De novo, a CLC depende moito da xeometría, polo que na maioría dos casos buscamos reducir o ancho da rede no niño en lugar de facela desaparecer por completo. A rede está a reducirse. Isto está ben, pero que ocorre se a peza se inclina e provoca unha colisión? Os fabricantes de máquinas-ferramenta ofrecen varias solucións, pero unha opción dispoñible para todos é engadir un desprazamento da boquilla.
A tendencia dos últimos anos foi reducir a distancia entre a boquilla e a peza de traballo. A razón é sinxela: os láseres de fibra son rápidos e os láseres de fibra grandes son realmente rápidos. Un aumento significativo da produtividade require un aumento simultáneo do fluxo de nitróxeno. Os potentes láseres de fibra vaporizan e funden o metal dentro do corte moito máis rápido que os láseres de CO2.
En vez de reducir a velocidade da máquina (o que sería contraproducente), axustamos a boquilla para que se axuste á peza. Isto aumenta o fluxo de gas auxiliar a través da muesca sen aumentar a presión. Parece unha boa opción, agás que o láser segue movéndose moi rápido e a inclinación convértese nun problema maior.
Figura 1. Tres áreas clave que afectan o custo dunha peza: equipamento, custos operativos (incluíndo materiais utilizados e gas auxiliar) e man de obra. Estas tres serán responsables dunha parte do custo total.
Se o seu programa ten dificultades especiais para virar a peza, ten sentido escoller unha técnica de corte que empregue un desprazamento da boquilla maior. O sentido desta estratexia depende da aplicación. Debemos equilibrar a necesidade de estabilidade do programa co aumento do consumo de gas auxiliar que se produce ao aumentar o desprazamento da boquilla.
Outra opción para evitar o derrubamento das pezas é a destrución da ogiva, creada manualmente ou automaticamente mediante software. E aquí de novo atopámonos ante unha elección. As operacións de destrución de cabeceiras de sección melloran a fiabilidade do proceso, pero tamén aumentan os custos dos consumibles e ralentizan os programas.
A maneira máis lóxica de decidir se se deben usar destrucións de detalles por raios é considerar a posibilidade de descartar detalles. Se isto é posible e non podemos programar con seguridade para evitar unha posible colisión, temos varias opcións. Podemos fixar as pezas con micropechos ou cortar anacos de metal e deixalos caer con seguridade.
Se o perfil problemático é o propio detalle, entón non temos outra opción, temos que marcalo. Se o problema está relacionado co perfil interno, entón cómpre comparar o tempo e o custo de reparación e rotura do bloque metálico.
Agora a cuestión convértese en custo. Engadir microetiquetas dificulta a extracción dunha peza ou dun bloque dun niño? Se destruímos a ogiva, prolongaremos o tempo de funcionamento do láser. É máis barato engadir man de obra adicional para separar as pezas ou é máis barato engadir tempo de traballo á tarifa horaria dunha máquina? Dada a alta produción horaria da máquina, probablemente se reduza a cantas pezas hai que cortar en anacos pequenos e seguros.
A man de obra é un factor de custo enorme e é importante xestionala cando se tenta competir nun mercado de baixos custos laborais. O corte por láser require man de obra asociada á programación inicial (aínda que os custos se reducen en pedidos posteriores), así como man de obra asociada ao funcionamento da máquina. Canto máis automatizadas estean as máquinas, menos podemos obter do salario por hora do operador de láser.
A "automatización" no corte por láser adoita referirse ao procesamento e clasificación de materiais, pero os láseres modernos tamén teñen moitos máis tipos de automatización. As máquinas modernas están equipadas con cambio automático de boquillas, control activo da calidade do corte e control da velocidade de alimentación. É un investimento, pero o aforro de man de obra resultante pode xustificar o custo.
O pago por hora das máquinas láser depende da produtividade. Imaxina unha máquina que pode facer nun só turno o que antes levaba dous turnos. Neste caso, cambiar de dous turnos a un só pode duplicar a produción por hora da máquina. A medida que cada máquina produce máis, reducimos o número de máquinas necesarias para facer a mesma cantidade de traballo. Ao reducir á metade o número de láseres, reduciremos á metade os custos laborais.
Por suposto, estes aforros irán polo sumidoiro se o noso equipo resulta non ser fiable. Unha variedade de tecnoloxías de procesamento axudan a manter o corte por láser funcionando sen problemas, incluíndo a monitorización do estado da máquina, a inspección automática das boquillas e os sensores de luz ambiental que detectan a sucidade no vidro protector do cabezal de corte. Hoxe en día, podemos usar a intelixencia das interfaces de máquinas modernas para mostrar canto tempo queda ata a próxima reparación.
Todas estas características axudan a automatizar algúns aspectos do mantemento das máquinas. Tanto se posuímos máquinas con estas capacidades como se mantemos o equipo á antiga usanza (traballo duro e unha actitude positiva), debemos garantir que as tarefas de mantemento se completen de forma eficiente e a tempo.
Figura 2. Os avances no corte por láser seguen centrándose no conxunto, non só na velocidade de corte. Por exemplo, este método de nanouniones (unir dúas pezas cortadas ao longo dunha liña común) facilita a separación de pezas máis grosas.
A razón é sinxela: as máquinas deben estar en óptimas condicións de funcionamento para manter unha alta eficacia xeral do equipo (OEE): dispoñibilidade x produtividade x calidade. Ou, como di o sitio web oee.com: «[OEE] define a porcentaxe de tempo de produción verdadeiramente eficaz. Unha OEE do 100 % significa 100 % de calidade (só pezas de calidade), 100 % de rendemento (rendemento máis rápido) e 100 % de dispoñibilidade (sen tempo de inactividade)». Conseguir unha OEE do 100 % é imposible na maioría dos casos. O estándar da industria aproxímase ao 60 %, aínda que a OEE típica varía segundo a aplicación, o número de máquinas e a complexidade da operación. De calquera xeito, a excelencia na OEE é un ideal que paga a pena alcanzar.
Imaxina que recibimos unha solicitude de orzamento de 25.000 pezas dun cliente grande e coñecido. Garantir o bo funcionamento deste traballo pode ter un impacto significativo no crecemento futuro da nosa empresa. Polo tanto, ofrecemos 100.000 dólares e o cliente acepta. Esta é unha boa noticia. A mala noticia é que as nosas marxes de beneficio son pequenas. Polo tanto, debemos garantir o nivel máis alto posible de OEE. Para gañar cartos, debemos facer todo o posible para aumentar a área azul e diminuír a área laranxa na figura 3.
Cando as marxes son baixas, calquera sorpresa pode prexudicar ou mesmo anular os beneficios. Unha mala programación arruinará a miña boquilla? Un mal calibre de corte contaminará o meu vidro de seguridade? Teño un tempo de inactividade non planificado e tiven que interromper a produción para mantemento preventivo. Como afectará isto á produción?
Unha programación ou un mantemento deficientes poden provocar que a velocidade de avance esperada (e a velocidade de avance utilizada para calcular o tempo total de procesamento) sexa menor. Isto reduce o OEE e aumenta o tempo de produción total, mesmo sen que o operador teña que interromper a produción para axustar os parámetros da máquina. Despídete da dispoñibilidade dos vagóns.
Ademais, as pezas que fabricamos envíanse realmente aos clientes ou algunhas pezas tíranse ao lixo? As puntuacións de baixa calidade nos cálculos de OEE poden ser realmente prexudiciais.
Os custos de produción do corte por láser considéranse con moito máis detalle que a simple facturación polo tempo de láser directo. As máquinas-ferramenta actuais ofrecen moitas opcións para axudar aos fabricantes a alcanzar o alto nivel de transparencia que necesitan para seguir sendo competitivos. Para manter a rendibilidade, só precisamos coñecer e comprender todos os custos ocultos que pagamos ao vender aparellos.
Imaxe 3 Especialmente cando usamos marxes moi finas, precisamos minimizar o laranxa e maximizar o azul.
FABRICATOR é a revista líder en conformación e traballo con metais en América do Norte. A revista publica noticias, artigos técnicos e casos prácticos que permiten aos fabricantes facer o seu traballo de forma máis eficiente. FABRICATOR leva servindo á industria desde 1970.
Xa está dispoñible o acceso dixital completo a The FABRICATOR, o que che proporciona un acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
Xa está dispoñible o acceso dixital completo a Tubing Magazine, o que che proporciona un acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
Xa está dispoñible o acceso dixital completo a The Fabricator en español, o que proporciona un acceso sinxelo a recursos valiosos do sector.
Myron Elkins únese ao podcast The Maker para falar da súa viaxe de pobo pequeno a soldador de fábrica…
Data de publicación: 28 de agosto de 2023