La fijación de precios basada únicamente en el tiempo de corte por láser puede dar lugar a pedidos de producción, pero también puede ser una operación que genere pérdidas, especialmente cuando los márgenes del fabricante de chapa son bajos.
Cuando hablamos de suministro en la industria de la máquina herramienta, solemos hablar de la productividad de las máquinas herramienta. ¿Qué tan rápido corta el nitrógeno el acero media pulgada? ¿Cuanto tiempo dura un piercing? ¿Tasa de aceleración? ¡Hagamos un estudio de tiempos y veamos cómo es el tiempo de ejecución! Si bien estos son excelentes puntos de partida, ¿son realmente variables que debemos considerar al pensar en la fórmula del éxito?
El tiempo de actividad es fundamental para construir un buen negocio de láser, pero debemos pensar en algo más que en cuánto tiempo lleva reducir el trabajo. Una oferta basada únicamente en la reducción de tiempo puede romperle el corazón, especialmente si el beneficio es pequeño.
Para descubrir posibles costos ocultos en el corte por láser, debemos analizar el uso de mano de obra, el tiempo de actividad de la máquina, la coherencia en el tiempo de entrega y la calidad de las piezas, cualquier posible retrabajo y uso de materiales. En general, los costos de las piezas se dividen en tres categorías: costos de equipos, costos de mano de obra (como materiales comprados o gas auxiliar usado) y mano de obra. A partir de aquí, los costos se pueden desglosar en elementos más detallados (ver Figura 1).
Cuando calculamos el coste de una mano de obra o el coste de una pieza, todos los elementos de la figura 1 formarán parte del coste total. Las cosas se vuelven un poco confusas cuando contabilizamos los costos en una columna sin contabilizar adecuadamente el impacto en los costos en otra columna.
Puede que la idea de aprovechar al máximo los materiales no inspire a nadie, pero debemos sopesar sus beneficios frente a otras consideraciones. Al calcular el coste de una pieza, encontramos que en la mayoría de los casos, el material se lleva la mayor parte.
Para sacarle el máximo provecho al material podemos implementar estrategias como el Corte Colineal (CLC). CLC ahorra material y tiempo de corte, ya que se crean dos bordes de la pieza al mismo tiempo con un solo corte. Pero esta técnica tiene algunas limitaciones. Depende mucho de la geometría. En cualquier caso, las piezas pequeñas que son propensas a volcarse deben ensamblarse para garantizar la estabilidad del proceso, y alguien debe desmontarlas y posiblemente desbarbarlas. Agrega tiempo y trabajo que no son gratuitos.
La separación de piezas es especialmente difícil cuando se trabaja con materiales más gruesos, y la tecnología de corte por láser ayuda a crear etiquetas "nano" con un grosor de más de la mitad del grosor del corte. Crearlas no afecta el tiempo de ejecución porque las vigas permanecen en el corte; después de crear pestañas, no es necesario volver a ingresar los materiales (ver Fig. 2). Estos métodos sólo funcionan en determinadas máquinas. Sin embargo, este es sólo un ejemplo de avances recientes que ya no se limitan a frenar las cosas.
Nuevamente, CLC depende mucho de la geometría, por lo que en la mayoría de los casos buscamos reducir el ancho de la red en el nido en lugar de hacerla desaparecer por completo. La red se está reduciendo. Esto está bien, pero ¿qué pasa si la pieza se inclina y provoca una colisión? Los fabricantes de máquinas herramienta ofrecen varias soluciones, pero un enfoque disponible para todos es agregar un desplazamiento de la boquilla.
La tendencia de los últimos años ha sido reducir la distancia entre la boquilla y la pieza de trabajo. La razón es simple: los láseres de fibra son rápidos y los láseres de fibra grandes son realmente rápidos. Un aumento significativo de la productividad requiere un aumento simultáneo del flujo de nitrógeno. Los potentes láseres de fibra vaporizan y funden el metal dentro del corte mucho más rápido que los láseres de CO2.
En lugar de ralentizar la máquina (lo que sería contraproducente), ajustamos la boquilla para adaptarla a la pieza de trabajo. Esto aumenta el flujo de gas auxiliar a través de la muesca sin aumentar la presión. Suena como un ganador, excepto que el láser todavía se mueve muy rápido y la inclinación se vuelve un problema mayor.
Figura 1. Tres áreas clave que afectan el costo de una pieza: equipo, costos operativos (incluidos los materiales utilizados y el gas auxiliar) y mano de obra. Estos tres serán responsables de una parte del costo total.
Si su programa tiene dificultades especiales para voltear la pieza, tiene sentido elegir una técnica de corte que utilice un desplazamiento de boquilla mayor. Que esta estrategia tenga sentido depende de la aplicación. Debemos equilibrar la necesidad de estabilidad del programa con el aumento en el consumo de gas auxiliar que conlleva el aumento del desplazamiento de la boquilla.
Otra opción para evitar el vuelco de las piezas es la destrucción de la ojiva, creada manual o automáticamente mediante software. Y aquí nuevamente nos enfrentamos a una elección. Las operaciones de destrucción de cabezales de sección mejoran la confiabilidad del proceso, pero también aumentan los costos de consumibles y ralentizan los programas.
La forma más lógica de decidir si utilizar destrucciones de babosas es considerar eliminar detalles. Si esto es posible y no podemos programar de forma segura para evitar una posible colisión, tenemos varias opciones. Podemos sujetar piezas con microcierres o cortar trozos de metal y dejarlos caer de forma segura.
Si el perfil del problema es todo el detalle en sí, entonces realmente no tenemos otra opción, debemos marcarlo. Si el problema está relacionado con el perfil interno, entonces es necesario comparar el tiempo y el costo de reparar y romper el bloque de metal.
Ahora la cuestión es el costo. ¿Agregar microetiquetas hace que sea más difícil extraer una pieza o un bloque de un nido? Si destruimos la ojiva, ampliaremos la duración del láser. ¿Es más barato agregar mano de obra adicional a las piezas separadas o es más barato agregar tiempo de mano de obra a la tarifa por hora de una máquina? Dada la alta producción por hora de la máquina, probablemente todo se reduzca a cuántas piezas deben cortarse en trozos pequeños y seguros.
La mano de obra es un factor de coste enorme y es importante gestionarlo cuando se intenta competir en un mercado de bajo coste laboral. El corte por láser requiere mano de obra asociada con la programación inicial (aunque los costos se reducen en pedidos posteriores), así como mano de obra asociada con la operación de la máquina. Cuanto más automatizadas estén las máquinas, menos podremos obtener del salario por hora del operador del láser.
La “automatización” en el corte por láser suele referirse al procesamiento y clasificación de materiales, pero los láseres modernos también tienen muchos más tipos de automatización. Las máquinas modernas están equipadas con cambio automático de boquillas, control activo de la calidad del corte y control de la velocidad de avance. Es una inversión, pero el ahorro de mano de obra resultante puede justificar el costo.
El pago por hora de las máquinas láser depende de la productividad. Imagine una máquina que puede hacer en un turno lo que antes tomaba dos turnos. En este caso, pasar de dos turnos a uno puede duplicar la producción horaria de la máquina. A medida que cada máquina produce más, reducimos la cantidad de máquinas necesarias para realizar la misma cantidad de trabajo. Al reducir a la mitad el número de láseres, reduciremos a la mitad los costes laborales.
Por supuesto, estos ahorros se irán por el desagüe si nuestro equipo resulta no fiable. Una variedad de tecnologías de procesamiento ayudan a mantener el corte por láser funcionando sin problemas, incluido el monitoreo del estado de la máquina, controles automáticos de las boquillas y sensores de luz ambiental que detectan suciedad en el vidrio protector del cabezal de corte. Hoy en día, podemos utilizar la inteligencia de las interfaces de las máquinas modernas para mostrar cuánto tiempo queda hasta la próxima reparación.
Todas estas características ayudan a automatizar algunos aspectos del mantenimiento de la máquina. Ya sea que poseamos máquinas con estas capacidades o mantengamos el equipo a la antigua usanza (trabajo duro y actitud positiva), debemos asegurarnos de que las tareas de mantenimiento se completen de manera eficiente y a tiempo.
Figura 2. Los avances en el corte por láser todavía se centran en el panorama general, no solo en la velocidad de corte. Por ejemplo, este método de nanounión (unir dos piezas cortadas a lo largo de una línea común) facilita la separación de piezas más gruesas.
La razón es simple: las máquinas deben estar en óptimas condiciones operativas para mantener una alta efectividad general del equipo (OEE): disponibilidad x productividad x calidad. O, como lo expresa el sitio web oee.com: “[OEE] define el porcentaje de tiempo de fabricación verdaderamente efectivo. Un OEE del 100% significa 100% de calidad (solo piezas de calidad), 100% de rendimiento (rendimiento más rápido). ) y 100% de disponibilidad (sin tiempo de inactividad)”. Lograr el 100% de OEE es imposible en la mayoría de los casos. El estándar de la industria se acerca al 60%, aunque el OEE típico varía según la aplicación, la cantidad de máquinas y la complejidad de la operación. De cualquier manera, la excelencia OEE es un ideal por el que vale la pena esforzarse.
Imaginemos que recibimos una solicitud de presupuesto para 25.000 piezas de un cliente grande y conocido. Garantizar el buen funcionamiento de este trabajo puede tener un impacto significativo en el crecimiento futuro de nuestra empresa. Entonces ofrecemos $100.000 y el cliente acepta. Esta es una buena noticia. La mala noticia es que nuestros márgenes de beneficio son pequeños. Por lo tanto, debemos asegurar el nivel más alto posible de OEE. Para ganar dinero, debemos hacer todo lo posible para aumentar el área azul y disminuir el área naranja en la Figura 3.
Cuando los márgenes son bajos, cualquier sorpresa puede socavar o incluso anular las ganancias. ¿Una mala programación arruinará mi boquilla? ¿Un mal calibre de corte contaminará mi vidrio de seguridad? Tengo un tiempo de inactividad no planificado y tuve que interrumpir la producción por mantenimiento preventivo. ¿Cómo afectará esto a la producción?
Una mala programación o mantenimiento puede hacer que la velocidad de avance esperada (y la velocidad de avance utilizada para calcular el tiempo total de procesamiento) sea menor. Esto reduce el OEE y aumenta el tiempo total de producción, incluso sin la necesidad de interrumpir la producción para ajustar los parámetros de la máquina. Dile adiós a la disponibilidad de coches.
Además, ¿las piezas que fabricamos realmente se envían a los clientes o algunas piezas se tiran a la basura? Los puntajes de mala calidad en los cálculos de OEE pueden ser realmente perjudiciales.
Los costos de producción de corte por láser se consideran con mucho más detalle que simplemente facturar el tiempo directo del láser. Las máquinas herramienta actuales ofrecen muchas opciones para ayudar a los fabricantes a alcanzar el alto nivel de transparencia que necesitan para seguir siendo competitivos. Para seguir siendo rentables, sólo necesitamos conocer y comprender todos los costos ocultos que pagamos al vender widgets.
Imagen 3 Especialmente cuando utilizamos márgenes muy finos, necesitamos minimizar el naranja y maximizar el azul.
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Hora de publicación: 07-sep-2023