La fixació de preus basada només en el temps de tall amb làser pot conduir a comandes de producció, però també pot ser una operació amb pèrdues, sobretot quan els marges del fabricant de xapa metàl·lica són baixos.
Quan es tracta de subministrament a la indústria de la màquina-eina, normalment parlem de la productivitat de les màquines-eina. Amb quina rapidesa talla el nitrogen l'acer amb mitja polzada? Quant de temps triga una perforació? La velocitat d'acceleració? Fem un estudi de temps i vegem quin és el temps d'execució! Tot i que aquests són bons punts de partida, són realment variables que hem de tenir en compte a l'hora de pensar en la fórmula de l'èxit?
El temps de funcionament és fonamental per construir un bon negoci de làser, però hem de pensar en més que només quant de temps es triga a reduir la feina. Una oferta basada únicament en la reducció de temps et pot trencar el cor, sobretot si el benefici és petit.
Per descobrir qualsevol possible cost ocult en el tall per làser, hem de tenir en compte l'ús de la mà d'obra, el temps de funcionament de la màquina, la consistència en el termini de lliurament i la qualitat de la peça, qualsevol possible reelaboració i ús de materials. En general, els costos de les peces es divideixen en tres categories: costos d'equipament, costos de mà d'obra (com ara materials comprats o gas auxiliar utilitzat) i mà d'obra. A partir d'aquí, els costos es poden desglossar en elements més detallats (vegeu la Figura 1).
Quan calculem el cost d'una mà d'obra o el cost d'una peça, tots els elements de la figura 1 formaran part del cost total. Les coses es tornen una mica confuses quan comptem els costos en una columna sense tenir en compte adequadament l'impacte en els costos en una altra columna.
La idea d'aprofitar al màxim els materials potser no inspira ningú, però hem de sospesar els seus beneficis amb altres consideracions. Quan calculem el cost d'una peça, trobem que en la majoria dels casos, el material s'emporta la part més gran.
Per treure el màxim profit del material, podem implementar estratègies com el tall col·linear (CLC). El CLC estalvia material i temps de tall, ja que es creen dues vores de la peça alhora amb un sol tall. Però aquesta tècnica té algunes limitacions. Depèn molt de la geometria. En qualsevol cas, les peces petites que són propenses a bolcar s'han d'acoblar per garantir l'estabilitat del procés, i algú ha de desmuntar aquestes peces i possiblement desbarbar-les. Afegeix temps i mà d'obra que no són gratuïts.
La separació de peces és especialment difícil quan es treballa amb materials més gruixuts, i la tecnologia de tall làser ajuda a crear etiquetes "nano" amb un gruix de més de la meitat del gruix del tall. Crear-les no afecta el temps d'execució perquè les bigues romanen al tall; després de crear pestanyes, no cal tornar a introduir els materials (vegeu la figura 2). Aquests mètodes només funcionen en determinades màquines. Tanmateix, aquest és només un exemple dels avenços recents que ja no es limiten a alentir les coses.
De nou, la CLC depèn molt de la geometria, de manera que en la majoria dels casos busquem reduir l'amplada de la xarxa al niu en lloc de fer-la desaparèixer completament. La xarxa s'està reduint. Això està bé, però què passa si la peça s'inclina i provoca una col·lisió? Els fabricants de màquines-eina ofereixen diverses solucions, però un enfocament disponible per a tothom és afegir un desplaçament de la boquilla.
La tendència dels darrers anys ha estat reduir la distància entre el broquet i la peça. La raó és senzilla: els làsers de fibra són ràpids, i els làsers de fibra grans són realment ràpids. Un augment significatiu de la productivitat requereix un augment simultani del flux de nitrogen. Els làsers de fibra potents vaporitzen i fonen el metall dins del tall molt més ràpid que els làsers de CO2.
En comptes d'alentir la màquina (cosa que seria contraproduent), ajustem el broquet perquè s'adapti a la peça. Això augmenta el flux de gas auxiliar a través de l'osca sense augmentar la pressió. Sembla una bona opció, excepte que el làser encara es mou molt ràpid i la inclinació esdevé un problema més gran.
Figura 1. Tres àrees clau que afecten el cost d'una peça: equipament, costos operatius (inclosos els materials utilitzats i el gas auxiliar) i mà d'obra. Aquestes tres seran responsables d'una part del cost total.
Si el vostre programa té dificultats particulars per girar la peça, té sentit triar una tècnica de tall que utilitzi un desplaçament de la boquilla més gran. El sentit d'aquesta estratègia depèn de l'aplicació. Hem d'equilibrar la necessitat d'estabilitat del programa amb l'augment del consum de gas auxiliar que comporta l'augment del desplaçament de la boquilla.
Una altra opció per evitar el bolcat de peces és la destrucció del cap nuclear, creada manualment o automàticament mitjançant programari. I aquí de nou ens trobem davant d'una opció. Les operacions de destrucció de la capçalera de secció milloren la fiabilitat del procés, però també augmenten els costos dels consumibles i alenteixen els programes.
La manera més lògica de decidir si cal utilitzar destruccions de llimacs és considerar deixar anar detalls. Si això és possible i no podem programar amb seguretat per evitar una possible col·lisió, tenim diverses opcions. Podem fixar les peces amb micro-pesos o tallar peces de metall i deixar-les caure amb seguretat.
Si el perfil del problema és tot el detall en si, aleshores realment no tenim cap altra opció, l'hem de marcar. Si el problema està relacionat amb el perfil intern, cal comparar el temps i el cost de reparació i trencament del bloc metàl·lic.
Ara la pregunta esdevé el cost. Afegir microetiquetes dificulta l'extracció d'una peça o un bloc d'un niu? Si destruïm el cap de guerra, allargarem el temps de funcionament del làser. És més barat afegir mà d'obra addicional per separar les peces o és més barat afegir temps de mà d'obra a la tarifa horària d'una màquina? Donat l'elevat rendiment horari de la màquina, probablement es redueix a quantes peces s'han de tallar en trossos petits i segurs.
La mà d'obra és un factor de cost enorme i és important gestionar-la quan s'intenta competir en un mercat de baix cost laboral. El tall per làser requereix mà d'obra associada a la programació inicial (tot i que els costos es redueixen en comandes posteriors), així com mà d'obra associada al funcionament de la màquina. Com més automatitzades estiguin les màquines, menys podem obtenir del salari per hora de l'operador de làser.
"Automatització" en el tall per làser normalment es refereix al processament i la classificació de materials, però els làsers moderns també tenen molts més tipus d'automatització. Les màquines modernes estan equipades amb canvi automàtic de broquets, control actiu de la qualitat del tall i control de la velocitat d'alimentació. És una inversió, però l'estalvi de mà d'obra resultant pot justificar el cost.
El pagament per hora de les màquines làser depèn de la productivitat. Imagineu-vos una màquina que pot fer en un torn el que abans requeria dos torns. En aquest cas, canviar de dos torns a un pot duplicar la producció per hora de la màquina. A mesura que cada màquina produeix més, reduïm el nombre de màquines necessàries per fer la mateixa quantitat de treball. En reduir a la meitat el nombre de làsers, reduirem a la meitat els costos laborals.
Per descomptat, aquests estalvis es perdran si el nostre equipament resulta no ser fiable. Una varietat de tecnologies de processament ajuden a mantenir el tall per làser funcionant sense problemes, incloent-hi la supervisió de l'estat de la màquina, les comprovacions automàtiques dels broquets i els sensors de llum ambiental que detecten la brutícia al vidre protector del capçal de tall. Avui dia, podem utilitzar la intel·ligència de les interfícies de màquina modernes per mostrar quant de temps queda fins a la propera reparació.
Totes aquestes característiques ajuden a automatitzar alguns aspectes del manteniment de les màquines. Tant si tenim màquines amb aquestes capacitats com si mantenim l'equip a l'antiga (treball dur i una actitud positiva), hem d'assegurar-nos que les tasques de manteniment es completin de manera eficient i a temps.
Figura 2. Els avenços en el tall per làser encara se centren en el panorama general, no només en la velocitat de tall. Per exemple, aquest mètode de nanoenllaç (connectar dues peces tallades al llarg d'una línia comuna) facilita la separació de peces més gruixudes.
La raó és senzilla: les màquines han d'estar en les millors condicions de funcionament per mantenir una alta eficiència general de l'equip (OEE): disponibilitat x productivitat x qualitat. O, com ho diu el lloc web oee.com: "[OEE] defineix el percentatge de temps de fabricació realment eficaç. Un OEE del 100% significa 100% de qualitat (només peces de qualitat), 100% de rendiment (rendiment més ràpid) i 100% de disponibilitat (sense temps d'inactivitat)". Aconseguir un OEE del 100% és impossible en la majoria dels casos. L'estàndard de la indústria s'acosta al 60%, tot i que l'OEE típic varia segons l'aplicació, el nombre de màquines i la complexitat de l'operació. Sigui com sigui, l'excel·lència de l'OEE és un ideal que val la pena assolir.
Imagineu que rebem una sol·licitud de pressupost per a 25.000 peces d'un client gran i conegut. Assegurar el bon funcionament d'aquesta feina pot tenir un impacte significatiu en el creixement futur de la nostra empresa. Per tant, oferim 100.000 dòlars i el client ho accepta. Això són bones notícies. La mala notícia és que els nostres marges de benefici són petits. Per tant, hem de garantir el nivell més alt possible d'OEE. Per guanyar diners, hem de fer tot el possible per augmentar l'àrea blava i disminuir l'àrea taronja de la Figura 3.
Quan els marges són baixos, qualsevol sorpresa pot minar o fins i tot anul·lar els beneficis. Una mala programació arruïnarà el meu broquet? Un mal tall contaminarà el meu vidre de seguretat? Tinc un temps d'inactivitat no planificat i he hagut d'interrompre la producció per manteniment preventiu. Com afectarà això la producció?
Una programació o un manteniment deficients poden fer que la velocitat d'avanç esperada (i la velocitat d'avanç utilitzada per calcular el temps total de processament) sigui menor. Això redueix el OEE i augmenta el temps de producció total, fins i tot sense necessitat d'interrompre la producció per ajustar els paràmetres de la màquina. Digueu adéu a la disponibilitat del cotxe.
A més, les peces que fabriquem s'envien realment als clients o algunes peces es llencen a les escombraries? Les puntuacions de baixa qualitat en els càlculs d'OEE poden ser molt perjudicials.
Els costos de producció del tall per làser es consideren amb molt més detall que la simple facturació del temps de làser directe. Les màquines-eina actuals ofereixen moltes opcions per ajudar els fabricants a aconseguir l'alt nivell de transparència que necessiten per seguir sent competitius. Per mantenir-nos rendibles, només necessitem conèixer i entendre tots els costos ocults que paguem quan venem ginys.
Imatge 3 Especialment quan fem servir marges molt prims, hem de minimitzar el taronja i maximitzar el blau.
FABRICATOR és la revista líder en conformació i treball amb metalls a Amèrica del Nord. La revista publica notícies, articles tècnics i casos d'estudi que permeten als fabricants fer la seva feina de manera més eficient. FABRICATOR ha estat al servei de la indústria des del 1970.
Ja hi ha disponible accés digital complet a The FABRICATOR, que us permet accedir fàcilment a recursos valuosos de la indústria.
Ja teniu disponible l'accés digital complet a Tubing Magazine, que us permet accedir fàcilment a recursos valuosos de la indústria.
Ja hi ha disponible accés digital complet a The Fabricator en espanyol, que proporciona un accés fàcil a recursos valuosos del sector.
Kevin Cartwright va prendre un camí molt poc convencional per convertir-se en instructor de soldadura. Artista multimèdia amb una llarga experiència a Detroit…
Data de publicació: 07 de setembre de 2023