PUNZONADO Y ESTAMPADO

Cómo comparar el costo de producción

  Una guía breve para identificar la tecnología de entre las disponibles, con el menor costo de producción posible, de acuerdo con la cantidad y el tipo de piezas que se producirán.

  El objetivo de la ingeniería de procesos es identificar el ciclo de producción menos costoso para fabricar un producto.Un producto de chapa metálica sigue un ciclo que comienza con la materia prima, pasa por la cizalladura (punzonado, troquelado o corte por láser) seguido de la formación (doblado, estirado o gofrado, laminado).Las tecnologías de corte mediante punzonado y estampado (figura 1) se tendrán en cuenta en estas páginas debido a sus similitudes.El objetivo es identificar la tecnología de entre las disponibles que, en una situación de trabajo específica (cantidad y tipo de piezas a fabricar) completa la producción al menor costo. Luego analizaremos estas tecnologías para definir los costos típicos de cada una,En primer lugar, identificar los tres factores que se suman, dan el costo de producción: materia prima, herramientas y costo por hora de la máquina, el último valor se multiplica por las horas necesarias para la producción.Para calcular el costo por hora de la máquina, se analizarán otros cuatro factores: costo de mano de obra conectado a la operación de la máquina, costo de mantenimiento, costo de la energía y, por último, el costo de la amortización de la planta.

  Por último, se compararán los costos de producción con máquinas punzonadoras o punzonadoras.Asimismo, para los costos de producción con la máquina de punzonado y prensa con matriz.Esta última parte también proporcionará fórmulas útiles, dado el tipo de producto y la cantidad requerida, para identificar la tecnología para obtener producción al menor costo.

LAS TECNOLOGÍAS

  Las tecnologías analizadas para la supresión plana de la pieza de trabajo son: perforación desde bobina, perforación desde chapa y estampado con prensa.El punzonado con alimentación de hojas es la tecnología que permite la máxima flexibilidad (fig. 2).Se pueden obtener formas complejas dentro del espacio de la hoja y el sistema también es adecuado para la fabricación de una sola pieza.Hay máquinas con carga y descarga manual o automática;en cualquier caso, la máquina debe detenerse cuando se carga la hoja y el producto final se descarga (figura 3).El punzonado con la capacidad de alimentación de la bobina es una tecnología adecuada para la producción de cantidades medianas y pequeñas.La máquina carga la banda metálica directamente desde la bobina;Por lo tanto, la máquina siempre trabaja en el ciclo automático con buena flexibilidad (figura 4).El estampado es la tecnología adecuada para la producción en masa. En este caso, la velocidad es máxima, pero la flexibilidad es baja: se fabrica un troquel para cada producto y su costo debe amortizarse en producción (figura 5).

COSTO DE PRODUCCIÓN: TRES FACTORES

  El principio rector detrás de la elección de la tecnología que se utilizará es la del costo de producción más bajo.Esto se obtiene sumando tres factores. El primero es el costo de la materia prima, que puede estar en hojas (para las máquinas de punzonado) o bobina (para las punzadoras de bobina y estampado a presión). El costo de todas lasse considera la materia prima necesaria para completar la producción. A esto se debe agregar el costo de las herramientas. Las herramientas para punzonadoras con chapa metálica o para punzonadoras son punzones estándar disponibles de varios fabricantes (p. ej. punzones de torreta gruesos).estos últimos producen una forma estándar (agujeros redondos o cuadrados, etc.) o formas especiales en cada golpe de la punzonadora. La herramienta para la estampadora está hecha a medida para el producto que se va a fabricar.

  Los punzones estándar sin duda tienen costos más bajos que las herramientas de prensado especiales. El último factor es el costo por hora de la máquina, que se multiplica por las horas que la máquina requerirá para completar la producción.Todo esto se resume en la fórmula: [costo de producción] = [materia prima] + [herramientas] + [costo por hora] x [horas de producción] .Fig.6 da el significado de esta fórmula en forma gráfica.

COSTO HORARIO: CUATRO FACTORES

  Deben agregarse otros cuatro factores para calcular el costo por hora de una máquina. El primer factor de costo es la mano de obra conectada a la máquina.Cuando la máquina necesita supervisión continua, se debe tener en cuenta el costo de un operador dedicado a la máquina (de 20 a 25,000 euros por año dividido por 1800 horas por año). El segundo factor son los costos anuales de mantenimiento, que incluyenlos materiales fungibles, el aceite hidráulico y los lubricantes, el costo de asistencia técnica y repuestos. El costo de mantenimiento incurrido por la máquina en un año, dividido por 1800 horas por año, da este valor. El tercer factor es el costo dela electricidad consumida por la planta cada hora.Al carecer de datos sobre la absorción de electricidad por la planta, un cálculo prudente podría ser la mitad de la potencia instalada.

  El cuarto factor es el costo de amortización de la máquina.Para calcular este costo por hora, es suficiente dividir la tasa de amortización prevista para la máquina durante el año en curso y volver a dividirla en 1800 horas por año. Si la máquina se ha adquirido mediante arrendamiento, la cuota anual dividida entre 1800 horas puede serconsiderado en lugar del costo de la amortización.De esta forma, una vez completada la amortización de la máquina o al vencimiento del contrato de arrendamiento, habrá una reducción en el costo por hora de la máquina.

LA VELOCIDAD DE LA PRODUCCIÓN

  Para completar el cálculo del costo de producción, es necesario multiplicar el costo por hora por las horas requeridas para que la máquina lleve a cabo el trabajo.Conociendo el ciclo de tiempo de una pieza (en horas / pieza), esta cifra se multiplica por el número total de piezas de trabajo N. En una máquina de perforación alimentada con hojas, el tiempo de ciclo depende en gran medida del tipo de máquina, la ruta de la herramientasobre la superficie de la chapa y la cantidad de cambios necesarios en la herramienta.A este tiempo de perforación se le debe agregar el tiempo para cargar la hoja y descargar el producto (de 30 a 50 centésimas de minuto). En la máquina de punzonar bobina, el tiempo de producción se obtiene con fórmulas empíricas de la siguiente manera: [Tiempo de producción]= [Número de operaciones por pieza] x [Tiempo promedio por operación] + [Longitud de la pieza en metros] x [Tiempo por metro]. En este caso, el tiempo de la máquina de perforación de bobina es igual al tiempo total de producción, ya que la carga ylos tiempos de descarga no existenPor último, el tiempo de producción en la prensa de estampado es mínimo: cada carrera de prensa produce una pieza.Por lo tanto, la productividad depende de la velocidad de la prensa (60, 80, 120 y más golpes por minuto).En conclusión, la prensa de matrices es el sistema de producción más rápido, seguido de la máquina de punzonado y, por último, la punzonadora de hojas.Se ha señalado en el párrafo que describe las tecnologías, que la punzonadora alimentada con hojas es el sistema más flexible, seguido por la punzonadora de bobinas y la línea de prensas de estampado.En este punto, es interesante construir un diagrama de productividad-flexibilidad, que se da en la fig.7.

COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS

  Con una producción N para fabricar, es necesario encontrar la tecnología para lograrlo al menor costo.En los siguientes párrafos, ya no se calculará el valor numérico del costo de la materia prima o el costo por hora.En su lugar, los costos se evaluarán en relación con otras tecnologías para proporcionar la comparación de costos requerida.Los conceptos serán apoyados por referencias numéricas;de esta forma, las fórmulas dadas hasta este punto se pueden aplicar a cada situación de trabajo individual.

COMPARACIÓN ENTRE EL PUNZÓN DE LA HOJA Y EL PUNZÓN DE LA BOBINA

  En el nivel actual de conocimiento, el punzonado de la bobina (figura 8) está especialmente indicado para fabricar productos con dos lados correspondientes a los lados de la bobina (figuras 9-11) y para tiradas de producción medianas y pequeñas (de 200 piezas)a 500,000 piezas por año en un turno).Además, la perforación en espiral es ideal para la producción en masa de piezas que son "diferentes entre sí" si pertenecen a la misma familia (lote 1).Por ejemplo, los marcos de ventanas y puertas se producen en masa como piezas únicas: el punzonado es similar, pero los tamaños (alto y ancho de la puerta o ventana) difieren de un producto al siguiente.

  Punzonar de hoja se utiliza para fabricar piezas rectangulares (como la punzonadora de bobinas), pero también puede producir formas muy complejas, anclándolas en la hoja.El troquelado alimentado con hojas también puede producir una pieza única que es totalmente diferente de las otras obtenidas de la misma hoja.Por lo tanto, también se usa para tiradas de producción muy pequeñas (de 1 a 50 piezas).Las dos tecnologías se compararán para una producción promedio de piezas que se pueden realizar con ambas máquinas.Se analizarán cada uno de los factores que componen el costo de producción y se extraerán las conclusiones, que serán válidas con respecto a las hipótesis ya expresadas.

Materia prima

  La punzonadora alimentada con hojas funciona a partir de hojas de metal de tamaño estándar comercial o cortadas a medida.En el primer caso, se debe considerar un desperdicio del 10% al 20% debido a la imposibilidad de utilizar completamente la superficie de la lámina.Trabajando con espacios en blanco cortados a medida, el porcentaje de residuos es mínimo, pero el costo de los espacios en blanco es mayor que el tamaño estándar.En su lugar, la punzonadora de bobinas trabaja con tiras de bobinas que provienen de centros de servicio con el ancho correcto.El porcentaje de desperdicio en una bobina es de 1% como máximo.Mientras que la máquina bobinadora básicamente utiliza todo el material de la bobina, la punzonadora alimentada con hojas genera un mayor costo de materia prima debido a un mayor desperdicio o al mayor costo de los troqueles cortados a medida.

Herramientas

  En cuanto al costo de la herramienta, se estima que ambas punzonadoras, que utilizan punzones estándar (por ejemplo, herramientas estándar de torreta gruesa), incurren en el mismo gasto para las herramientas.

Costo por hora

  El último factor a evaluar es el costo por hora, que se multiplicará por el tiempo de producción.Para fines de cálculo, los costos de mantenimiento y electricidad se consideran iguales en los dos tipos de máquinas.

  El costo de mano de obra depende del tipo de sistema. La punzonadora alimentada con hojas requiere la presencia constante de al menos un operador para la carga de la hoja y las operaciones de descarga de la pieza de trabajo.Este costo puede eliminarse introduciendo un sistema de carga y descarga robotizado en la punzonadora alimentada con hojas;en este caso, el sistema obviamente requiere una mayor inversión con el consiguiente aumento en el costo de amortización de la máquina de punzonado, como se analizará.En lugar de ello, una punzonadora de bobina simple se produce automáticamente sin la presencia constante de un operador, que solo carga bobinas

  y descarga paletas.El costo de amortización para las punzadoras de bobina y las líneas de punzonado depende del tipo de sistema que se haya comprado.En este análisis, estamos considerando el costo de amortización de un alimentador de hojaspunzonadora con carga y descarga manual a un costo equivalente deamortización de una bobinadora.Si la prensa perforadora alimentada con hojas tiene carga y descarga automáticas, el costo de mano de obra por hora se reducirá, pero el costo de amortización de la máquina será mayor. También hay una bobina compacta perforada.máquinas disponibles que permiten incluso menos inversión (figura 8) y, por lo tanto, unmenor costo de amortización por hora.Por las razones anteriores, en las diversas condiciones de funcionamiento, la punzonadora de bobinas ha demostrado que de un 20% a un 30% menos de costos por hora en comparación con el sistema de alimentación por hojas.

Tiempo de producción

  El valor del costo por hora se debe multiplicar por las horas de producción.En la punzonadora alimentada con hojas, como se describe en el párrafo sobre la velocidad de producción, el tiempo requerido para cargar la hojay la descarga de la pieza debe agregarse al tiempo de perforación. El tiempo es de 30 a 50 centésimas deminuto, si la operación se lleva a cabo de forma manual o automática.Sin embargo, en la punzonadora de bobina, el tiempo de la máquina es igual al tiempo del ciclo del producto, lo que significa que la perforación de la bobinala máquina es normalmente más rápida que la máquina de alimentación por hojas y por lo tanto requiere menos horas paracompleta la producciónEn términos generales, cuanto más simple es la pieza de trabajo, más productiva es la bobinapunzonadora en comparación con la punzonadora de hojas.

Conclusión

  La materia prima y los costos por hora son, por lo tanto, más bajos para la bobinadora, que también demora menos tiempo para completar la producción. El primer y tercer sumador de la suma [materia prima] + [herramientas] + [costo por hora] x [horas deproducción] = [costo de producción] son ​​menores en la bobina en comparación con la punzonadora alimentada con hojas.Por lo tanto, se puede concluir que para tiradas de producción medianas y pequeñas y con piezas de trabajo adecuadas para la producción a partir de bobina, este último esla tecnología que logra la producción al menor costo.