Prácticas recomendadas de mecanizado CNC:producción de "alta mezcla, bajo volumen" y "pedido por lotes"

¿Desea generar más ingresos con sus máquinas herramienta CNC? Considere cómo se pueden implementar para las necesidades actuales de fabricación bajo demanda, como la producción de alto volumen y bajo volumen (HMLV) y de pedidos por lotes.

Desde el comienzo de la era de la fabricación industrial de producción en masa hasta el presente, los fabricantes de máquinas herramienta CNC deben adaptarse e innovar continuamente para seguir el ritmo de las tendencias en evolución en la fabricación.

La industria ha visto cambios y desarrollos drásticos en la demanda de piezas producidas. Van desde piezas individuales únicas, número definido y específico de piezas, hasta la producción en masa y de vuelta a la producción por lotes.

En estos días, la demanda de producción se ha desplazado hacia la fabricación "hecha a pedido" y "bajo demanda", como la fabricación de alta mezcla y bajo volumen (HMLV), así como la fabricación de pedidos por lotes.

En la fabricación HMLV, se desean bajos niveles de existencias (desde una pieza hasta un máximo de 50 piezas), mientras que los pedidos por lotes implican órdenes de producción repetidas de 1 o 10 piezas hasta 500 a 1000 piezas.

Mezcla alta - Producción de bajo volumen (HMLV):lo que debe tener en cuenta en el mecanizado CNC

También conocida como fabricación bajo pedido, la fabricación de alta mezcla y bajo volumen (HMLV) es el proceso de fabricar una gran variedad de productos en lotes pequeños. A menudo, la producción de HMLV se usa en industrias que requieren artículos únicos y complejos con requisitos de calidad específicos.

Factores que impulsan la demanda de producción de HMLV

Cada vez más popular entre los fabricantes de productos semiconductores y otros sectores de rápido movimiento, la producción High Mix - Low Volume ayuda a los fabricantes a reducir sus existencias o a tener un inventario cero mientras satisface las demandas fluctuantes.

Esto les ayuda a administrar mejor sus recursos:después de todo, las acciones son dinero. Dicho esto, la pandemia actual ha demostrado que no tener ningún stock a mano también puede ser desastroso. Si la cadena de suministro de logística falla, es posible que las prácticas de fabricación Just-In-Time (JIT) no sean factibles. Con una producción bajo demanda más pequeña, la fabricación HMLV es perfecta para tales situaciones.

La producción de HMLV también es útil dada la vida útil reducida de los productos estos días.

Veamos el mercado de la electrónica, por ejemplo. En el pasado, las piezas se podían conservar durante 10 años o incluso más. En estos días, la vida útil máxima de los componentes electrónicos oscila entre tres y cinco años en el mejor de los casos. Durante este tiempo, los diseños de productos y la tecnología utilizada habrían cambiado radicalmente:¡los teléfonos móviles con 12 meses de antigüedad se consideran "antiguos" en estos días!

Ambos puntos (stock bajo o nulo; ciclos de producto más rápidos) han cambiado radicalmente e influenciado la fabricación. Hacen que sea factible y práctico para los proveedores de piezas implementar técnicas de producción HMLV.

HMLV para pequeños y medianos fabricantes de piezas

Hoy en día, es común que las pequeñas y medianas empresas manufactureras reciban pedidos de lotes más pequeños. Estas órdenes pueden repetirse con frecuencia a lo largo del tiempo. Alternativamente, pueden recibir muchos pedidos de piezas que son diferentes en formas, especificaciones y materiales.

Para los fabricantes de piezas de PYME, se prefieren configuraciones de producción flexibles como la producción HMLV. Al incorporar tanto máquinas como sistemas de automatización, estas configuraciones de producción están diseñadas para manejar una serie de piezas muy diferentes al mismo tiempo.

Estos pedidos de piezas pueden ser de un solo dígito, hasta unas pocas docenas, o incluso hasta 500 piezas por pedido. Deben programarse para que se repitan en el tiempo, en la misma cantidad o en diferente cantidad.

Estudio de caso de producción de HMLV:fabricante de piezas aeroespaciales y de semiconductores

CEO/Director General
Fabricación de piezas de semiconductores y aeroespaciales, Singapur

Problema del cliente:falta de espacio y mano de obra

El cliente A dirige una empresa de fabricación de piezas muy exitosa con centros de mecanizado CNC independientes principalmente y algunos centros de torneado CNC. La producción funciona en dos turnos de 10 horas cada uno.

Sin embargo, con el tiempo, la empresa enfrentó importantes limitaciones tanto de espacio como de mano de obra calificada. En Singapur, es difícil contratar y retener operadores de máquinas CNC capacitados. Esto fue especialmente frustrante para el director ejecutivo/gerente dado el auge de la demanda de piezas mecanizadas de semiconductores por parte de sus clientes

Solución:D2-5AX de Hwacheon con cambiador automático de piezas de trabajo AWC 20

Para resolver sus desafíos, el cliente A decidió invertir en un centro de mecanizado de 5 ejes D2-5AX de Hwacheon con cambiador automático de piezas de trabajo AWC 20. Esta configuración es ideal para la producción de alto volumen y bajo volumen (HMLV), así como para otros procesos flexibles. necesidades de fabricación.

Con esta nueva configuración, el Cliente A puede ejecutar 20 partes del mismo diseño o 20 partes totalmente diferentes en una configuración. También puede hacer funcionar las máquinas herramienta CNC prácticamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana, lo que aumenta significativamente la productividad y la rentabilidad.

Eso no es todo. El operador de su máquina puede trabajar simultáneamente en otras máquinas, mientras que el D2-5AX de Hwacheon fabrica automáticamente las piezas requeridas. No solo superó las cuatro horas restantes del día, sino que eliminó la necesidad de cualquier otro tiempo de inactividad debido a la falta de operadores.

Gracias a esta nueva puesta en marcha, tanto la productividad como los beneficios aumentaron en la empresa. Ahora, cada vez que su cliente necesita que se realicen piezas con urgencia, el Cliente A puede filtrar esta pieza con prioridad en el sistema de automatización, acortando drásticamente su tiempo de reacción para pedidos urgentes. Gracias a la capacidad de posicionamiento de 5 ejes, puede realizar trabajos que de otro modo habría rechazado en el pasado.

Satisfecho con el resultado, el cliente A busca ahora el próximo centro de mecanizado de 5 ejes más grande:D3-5AX con sistema de paletización automatizado APC 7/14 o con 21 estaciones Made by Hwacheon.

Producción de pedidos por lotes:qué considerar en el mecanizado CNC

El pedido por lotes es un pedido de producción repetido para un número específico de piezas; esto puede variar de 1 a 10 e incluso 1000 piezas en un solo pedido.

La producción por lotes a menudo implica la producción rápida de piezas idénticas simultáneamente, y cada pieza pasa por etapas separadas en el proceso de fabricación. En tales escenarios, un lote de piezas no puede comenzar en una nueva etapa si el lote de piezas anterior todavía está dentro de esa parte del ciclo.

En el pasado, los fabricantes de piezas necesitaban configurar una o varias máquinas herramienta (ya sea máquinas de fresado o torneado CNC) en varias configuraciones diferentes con dispositivos diseñados específicamente. Cada uno es manejado por un operador en una máquina.

Actualmente, estos pedidos por lotes se pueden realizar con una sola configuración, por ejemplo, con un centro de mecanizado de 4+1 ejes (D2-5AX/ D3-5AX).

Con la ayuda de un cambiador automático de piezas de trabajo (AWC), el operador puede configurar la máquina y el sistema y permitir que funcionen de forma independiente. El operador solo necesita monitorear ocasionalmente el proceso, cambiar herramientas nuevas si es necesario, retirar piezas terminadas o cargar el sistema de automatización con materias primas nuevas.

Mientras tanto, el operador podría manejar una segunda o incluso una tercera máquina/sistema.

Para ejecutar varias partes iguales, o para ejecutar varias partes muy diferentes, debe considerar si su sistema de mecanizado CNC puede cambiar a las herramientas de corte adecuadas durante el proceso de producción. Aquí es donde entra en juego un cambiador automático de herramientas (ATC), que permite fabricar piezas de mayor complejidad.

¿Cuántas estaciones necesita en un cambiador automático de herramientas (ATC)?

Para la mayoría de los clientes, sus requisitos y aplicaciones se pueden manejar con un almacén de herramientas de 60 estaciones. Dicho sistema puede incluir un único centro de mecanizado de 5 ejes D2-5AX/ D3-5AX con ATC 60 o con AWC 8/20.

Si fuera necesario una mayor complejidad en las piezas a fabricar, pueden entrar en juego ATC más grandes con 90, 120 o incluso 320 estaciones. Sin embargo, dado que los usuarios finales tienen un presupuesto limitado, estos ATC más grandes y flexibles a menudo se reducen en tamaño o número. Además, no tiene sentido mantener dichos portaherramientas durante largos períodos de tiempo, ya que el polvo y la suciedad se asentarán en el cono y afectarán la calidad de la desviación. Llenar un almacén de herramientas con, digamos, 120 portaherramientas y herramientas de corte también requiere una inversión muy alta.

En lugar de simplemente derrochar en un ATC mejorado, es importante que consulte con sus clientes sobre las piezas más comunes que se fabricarán o cuándo se realizarán nuevos pedidos de diferentes piezas. Luego puede determinar si las herramientas estándar se pueden compartir entre esas partes y determinar cuántas herramientas se requieren, ya sean comunes o no estándar.

Aquí están las buenas noticias. Un centro de mecanizado de 5 ejes (ya sea 4+1 o 5 ejes) le permite utilizar completamente las herramientas estándar en su configuración de mecanizado. Esto se debe a que la máquina puede colocar fácilmente la pieza en la posición de corte correcta.

Tal flexibilidad no se puede encontrar en un centro de fresado vertical (VMC) o incluso en un centro de fresado horizontal (HMC); en ambos casos, se necesitan herramientas hechas a la medida o accesorios especialmente diseñados.

Nota:si se compró una máquina CNC y se entregó al usuario final, es técnicamente posible cambiar el ATC adjunto a un tamaño mayor. Sin embargo, debe estar preparado para un costo más alto y un proceso técnicamente complicado. Por lo tanto, recomendamos que se seleccionen complementos como ATC antes de realizar los pedidos.

Estudio de caso de producción por lotes:fabricante de piezas de semiconductores

Gerente Jefe de Producción
Fabricación de piezas de semiconductores, Singapur

Problema del cliente:el proceso de fabricación estándar no se puede solucionar

El cliente B, el director de producción de un fabricante de piezas de semiconductores, tiene un problema con el cumplimiento de varios pedidos de fabricación de las industrias electrónica y de semiconductores.

Con los Centros de fresado vertical (VMC) estándar, su línea de producción podía hacer frente a piezas con diseños simples y con solo unos pocos accesorios personalizados. Para tales trabajos, la cantidad de herramientas para cada operación para atender esas piezas se puede lograr con un tamaño ATC estándar de hasta 30 estaciones.

Sin embargo, con el creciente número de pedidos y la creciente complejidad de las piezas, el Cliente B se dio cuenta de que su modo de operación actual no era sostenible. La forma estándar de fabricación no podía hacer frente a las demandas de sus clientes, lo que requería demasiadas máquinas y operadores.

Solución:D2-5AX de Hwacheon con ATC 60 y AWC 8

Para resolver los desafíos del Cliente B, le ofrecemos una configuración diseñada para la producción de pedidos por lotes:el centro de mecanizado de 5 ejes D2-5AX de Hwacheon con ATC 60 y AWC 8.

Con esta configuración, el Cliente B pudo mejorar la flexibilidad, la productividad y la rentabilidad de su producción, lo que permitió a su empresa aumentar su rentabilidad sin incurrir en costos adicionales de maquinaria o mano de obra.

Encouraged by the breakthroughs achieved with Hwacheon’s 5-Axis Machining Center and system, Customer B remarked that he will definitely look for the next machine purchase in a similar set-up again.

Conclusion

In today’s volatile and uncertain manufacturing environment, flexibility and adaptability is key in CNC machining.

With the right set-up involving multi-axis machines, automatic workpiece changers (AWCs) and automatic tool changers (ATCs), part manufacturers can expand their markets to cater to their customers that require more complex parts to be made with quick deliveries. Such set-ups are ideal for both High Mix – Low Volume (HMLV) and Batch Order productions.

Offering a range of multi-axis machining centres like the D2-5AX, Hwacheon Machine Tools is able to provide practical and cost-effective solutions for part manufacturers. Learn how you can tap on our solutions by filling up our contact form today!