Cómo ahorrar un 90 % por pieza con el conformado incremental robótico

¿Por qué es tan cara la formación de láminas? Explicamos por qué y le mostramos cómo calcular cuánto podría ahorrar utilizando la formación incremental robótica.

Formar material de hoja puede ser costoso. A menos que esté fabricando grandes cantidades de piezas idénticas, el costo puede ser restrictivo, especialmente si es un fabricante de bajo volumen y alta combinación.

¿Qué se supone que debes hacer? ¿Debería renunciar por completo al uso de materiales laminares? No.

Afortunadamente, existe una manera de obtener los beneficios de la formación de láminas a un precio rentable:la formación incremental robótica. Todo lo que necesita es un robot y una copia de RoboDK.

En este artículo, explicaremos por qué la formación tradicional de láminas es tan costosa y cómo puede calcular sus ahorros potenciales.

5 factores que hacen que la formación tradicional de láminas sea costosa

Uno de los métodos más comunes de formación de material laminar es el embutido profundo, que consiste en estirar el material sobre un troquel.

Un factor afecta enormemente el costo de este método:

1. Fabricación del troquel — El principal gasto es el coste de fabricación del propio troquel. Esto puede ser fácilmente varias veces el costo de producción de cada pieza. Para equilibrar este costo, es necesario producir cientos o miles de la misma pieza.

Otros factores que elevan el costo de la formación de láminas son:

1. Costos asociados con tener muchos proveedores — Los troqueles a menudo son fabricados por fabricantes de troqueles externos. Esto no es ideal. Según una investigación realizada por la consultora McKinsey, una diferencia importante entre las empresas prósperas y las no prósperas era que limitaban su número de proveedores.
2. Largos plazos de entrega para troqueles: Hacer un troquel lleva mucho tiempo, especialmente en comparación con el tiempo de producción. Puede llevar días diseñar y fabricar un troquel. La formación incremental se puede completar en minutos u horas (según el tamaño y la complejidad de la pieza).
3. Chatarra — La embutición profunda produce más chatarra. Si bien la chatarra se puede vender para recuperar algunos de los costos, significa que debe comprar material de hoja adicional para compensarlo. Por ejemplo, un estudio encontró que la fabricación de una pieza mediante embutición profunda requería un 12 % más de material que la fabricación de la misma pieza con conformado incremental.
4. Lubricante — La embutición profunda requiere más lubricantes y más duros que la formación incremental. Esto aumenta el costo de varias maneras, incluida la necesidad de sistemas de ventilación, filtros y ropa protectora especiales. También puede agregar hasta un 10 % del costo de la pieza para limpiarla después.

La formación incremental robótica le permite reducir estos costos o, en algunos casos, eliminarlos por completo.

3 pasos para calcular si la formación incremental le ahorrará dinero

Bien, entonces la formación incremental robótica puede ser más rentable. Sin embargo, su pregunta ahora es probablemente:¿¡Será rentable para mí!?

Hay tres sencillos pasos para averiguarlo:

1. Calcule el costo de la formación tradicional de láminas.
2. Calcule el costo de la formación incremental robótica.
3. A partir de sus respuestas, calcule su punto de equilibrio. Esto determinará el tamaño del lote que hará que el proceso tradicional sea más rentable.

Veamos cada uno de estos pasos uno por uno.

1. Calcule el costo de la formación tradicional

El costo de la formación tradicional de láminas se puede dividir en dos partes:el costo del troquel y el costo de cada parte.

Puedes calcular el costo de cualquier pieza fabricada usando la siguiente ecuación:

Use esta ecuación para calcular tanto el costo de cada hoja formada como el costo del troquel. Para fabricar el troquel, el tiempo de ciclo será más largo y el costo de maquinado será más alto. El costo del material también puede ser mayor, según los materiales utilizados.

El costo total de producción es entonces:

Como mencioné anteriormente, la embutición profunda produce una cantidad razonable de desechos, que se agregarán al costo de la materia prima.

Ejemplo

Usando el ejemplo de este estudio de investigación, imaginemos que cada pieza de embutición profunda requiere 3,1 kg de material a un costo de $0,7/kg. Cuesta $25/hr formar cada hoja y el proceso de embutición profunda puede producir 420 piezas por hora. Asuma un costo del 10 % del material de desecho y una eficiencia del 100 %.

Por lo tanto, el costo de un lote de 50 piezas (excluyendo el costo del troquel) es:

Sin embargo, se encuentra que el costo del troquel en sí es de $3000, diez veces mayor que el costo por pieza. Por lo tanto, el costo total de producción es $3122.15.

2. Calcule el costo de la formación incremental robótica

La ecuación anterior también se puede utilizar para calcular el "costo por pieza" de la formación incremental robótica. El tiempo del ciclo y el costo de conformado por hora serán más altos para el conformado incremental que para el embutido profundo.

El costo total es entonces:

Como puede ver, también hay un costo de instalación único; sin embargo, esto será mucho más bajo que el costo de fabricar un troquel. No hay costo de desecho, pero se puede incluir si corresponde.

Ejemplo

A partir del mismo estudio de investigación que antes, digamos que la formación incremental de la misma pieza requiere 1,7 kg por pieza también a $0,7/kg. El proceso de formado robótico cuesta $33/hora y puede producir 7,5 piezas por hora. Hay un costo fijo único de $41.

Para un lote de 50 partes, el costo ahora es:

Como puede ver, aunque la formación incremental lleva mucho más tiempo que el embutido profundo, el alto costo del troquel significa que es un 90 % más económico usar la formación incremental para este tamaño de lote.

3. Calcule su punto de equilibrio

¿Qué tan grande debe ser su lote para justificar la embutición profunda?

Puede calcular su punto de equilibrio utilizando esta ecuación combinada, que compara el costo de la embutición profunda tradicional y la formación incremental:

Para el ejemplo que hemos estado usando, esto funciona con un tamaño de lote de 726,13. Por lo tanto, si el lote es de 726 o menos, la formación incremental es más rentable. Si el lote es de 727 o más, entonces la formación tradicional es mejor.

Para lotes pequeños, a menudo encontrará que este es el caso.

Cómo lograr la formación incremental robótica con RoboDK

Es sorprendentemente fácil usar un robot para la formación incremental. Usando RoboDK, puede generar el código del robot usando el código G estándar en cuestión de minutos usando nuestra herramienta de mecanizado.

Consulte nuestro estudio de caso del Institut Maupertuis para obtener un ejemplo e instrucciones sobre cómo hacerlo usted mismo.