Costos de herramientas de fabricación:una guía completa

Con el aumento de los costos de mano de obra, transporte y materiales en todos los sectores de fabricación, las empresas están ansiosas por encontrar formas de ahorrar dinero. Para el mecanizado CNC, las herramientas son un costo adicional, a menudo imprevisto, en el que se debe incurrir como parte del negocio.

Desarrollar una mejor comprensión de los factores que juegan un papel en los costos de las herramientas, así como aprender cómo puede realizar un seguimiento del estado de las herramientas, ayudará a administrar un resultado final más saludable. Esta guía explora los factores que afectan los costos de las herramientas y los beneficios asociados con la medición de este elemento de gasto.

¿Qué es el costo de las herramientas?

Los costos de herramientas representan el precio depreciado de las herramientas durante la vida útil de la herramienta dividido por la cantidad de piezas que se fabricaron durante la vida útil de la herramienta. Es una medida difícil de monitorear, pero con una solución para comprender la vida útil de la herramienta, los fabricantes pueden obtener una visión más profunda del rendimiento y el costo de sus herramientas.

¿Por qué son importantes las herramientas? ¿No es un Costo Menor?

La consideración del costo de las herramientas es importante porque la calidad y el estado de las herramientas dictarán la calidad de la pieza terminada.

Las características de precisión y rendimiento de una herramienta determinarán la velocidad y precisión de las piezas terminadas. También garantizará la repetibilidad en la fabricación y la precisión de cada pieza que sale de la línea. El proceso de herramientas no es una cuestión de abastecimiento de "costo más bajo". El diseño de la herramienta debe considerarse junto con otras variables, incluido el tipo y el volumen de las piezas producidas y la dureza del material.

Elegir una herramienta que sea demasiado dura para el tipo de pieza producida puede resultar en defectos de calidad y costos más altos. Elegir una herramienta que no sea lo suficientemente dura para las piezas de trabajo mecanizadas significará que las herramientas se desgastan o se rompen más rápidamente.

¿Cuánto deberían costar las herramientas?

Los costos de herramientas dependerán del tipo de producto fabricado. Los costos de herramientas de la empresa pueden ser tan bajos como el 3 % o tan altos como el 6 % de los costos generales. Debido a que todas las herramientas deben reemplazarse eventualmente, las herramientas generalmente se consideran consumibles.

Suponga que una empresa fabrica unidades de precisión de volumen para cada cliente y tiene piezas pequeñas en su mezcla de productos. En ese caso, el costo de las herramientas se puede predecir con precisión mediante el análisis del uso a lo largo del tiempo.

Sin embargo, suponga que la empresa produce muchas piezas o hace numerosas piezas personalizadas en volumen o como piezas únicas para cada cliente. En ese caso, deberán llevar un inventario más extenso de herramientas para tener en cuenta diferentes variables, como el material en blanco.

¿Qué factores afectan el costo de las herramientas?

Si bien muchos factores afectan los costos de las herramientas, todos están relacionados con el tipo de material que se trabaja, la cantidad de acciones requeridas por las especificaciones de la pieza y la calidad de la herramienta.

Materiales

Industrias como la médica, aeroespacial y de defensa tienen requisitos extremadamente estrictos para las piezas de alta resistencia. Materiales como acero endurecido, titanio y otros requerirán herramientas con mayor dureza para realizar cortes. Estas herramientas son comprensiblemente más caras que las que se utilizan para cortar, taladrar o acabar materiales con menos dureza.

Especificaciones de la pieza

La cantidad de acciones que debe realizar la máquina CNC también afecta el costo de las herramientas. Los cortes o perforaciones simples requieren menos herramientas. Los cortes, perforaciones y torneados complejos necesitarán más herramientas. Las piezas también pueden requerir acabados superficiales específicos, como pulido o adición de características que puedan sujetarse con otras herramientas o revestimientos, como juntas. Cada paso adicional en las especificaciones de diseño aumentará los costos de herramientas.

Calidad de las Herramientas

Las herramientas deben obtenerse de proveedores con un profundo conocimiento de las características de rendimiento de las superficies a cortar. Deben producirse con especificaciones exactas del proceso de fabricación que aseguren el templado y el tratamiento térmico adecuados para evitar el desgaste rápido o la fragilidad. Las herramientas también deben estar bien adaptadas a la máquina utilizada para evitar una fuerza, velocidad o capacidad que no coincidan.

Los beneficios de la medición de costos de herramientas

La medición de la vida útil de la herramienta permite que las mediciones del costo de las herramientas sean más precisas. El uso de un cálculo de maquinabilidad para la vida útil de la herramienta que compara las propiedades del material en relación con las características de la herramienta significa que una empresa puede desarrollar gráficos o algoritmos para las cantidades de compra, los tipos y la vida útil.

Otros métodos incluyen la medición de la fuerza y ​​la potencia del equipo y la consideración de la clasificación de maquinabilidad del material.

Hay varios beneficios en la medición de costos de herramientas, que incluyen:

1. Reducción de los costos de materiales:la medición del costo de diferentes tipos de herramientas puede resultar en costos de materiales más bajos. Las herramientas de alta calidad pueden costar más en la línea superior, pero si su vida útil es más larga y se rompen menos, las empresas pueden obtener menos desechos y menos desechos.
2. Evaluación de los procesos de producción:la calidad de la herramienta afecta directamente al equipo en el que se usa y desafía la habilidad del operador. No es raro que se cuestionen las capacidades de una máquina o un operador. La medición del costo de la herramienta puede conducir a una mejor comprensión del consumo de energía, la fuerza utilizada y otras variables que permiten cambios en el proceso.
3. Cambios de diseño:al medir los costos de las herramientas, se pueden descubrir fallas de diseño para mejorar la garantía de calidad. Los cambios pueden ser tan simples como una reorientación de la pieza o tan complejos como cambiar el número de cortes. Con una comprensión de los costos de las herramientas, los responsables de la toma de decisiones pueden obtener información sobre qué cambios sugerir para entregar la pieza de la más alta calidad.
4. Reducción de los costos de energía:la alta velocidad y la gran fuerza son variables de alta energía. Con una comprensión del costo de la herramienta, los gerentes pueden analizar la energía hasta la rotura para obtener herramientas que puedan manejar mejor estos elementos.

¿Cómo puede maximizar su inversión en herramientas? [Estudio de caso]

Cuando BC Machining buscó ayuda para abordar las continuas roturas de herramientas y las altas tasas de desecho, contrataron a MachineMetrics para encontrar una solución. BC Machining atiende a las industrias médica, de defensa, de transporte y de herramientas eléctricas donde la precisión es crítica.

BC Machining había estado experimentando roturas excesivas de herramientas en sus máquinas CNC suizas, creando chatarra tanto en el punto de rotura como cerca del final de la vida útil de la herramienta cuando las piezas pueden salirse de las especificaciones.

Usando la solución MachineMetrics de capturar datos de alta frecuencia y analizarlos a través de algoritmos avanzados, BC pudo identificar roturas de herramientas para evitar piezas de desecho.

La disminución de las piezas perdidas, la clasificación y la incertidumbre se tradujeron en una detección de fallas cercana al 100 % y un ahorro anual de $72 000 por máquina.

Lea el estudio de caso completo con BC Machining.

MachineMetrics ofrece un sistema de monitoreo para la evaluación de herramientas que recopila datos directamente de la fuente:la propia máquina CNC. A través de algoritmos personalizados diseñados para monitorear el uso de torsión, las entradas se pueden ingresar en el sistema como eventos de series de tiempo o modelos de aprendizaje automático para predecir fallas de herramientas con precisión.

El adaptador de datos de alta frecuencia de MachineMetrics puede detectar los problemas y analizar los datos en el perímetro para automatizar las soluciones y alertar al personal sobre los problemas antes de que ocurra la falla, lo que evita costosos desechos y tiempo de inactividad. Con diagnósticos avanzados de la máquina, las herramientas se optimizan y se incorporan a un sistema de mantenimiento predictivo agresivo y completamente automatizado. Para ver cómo se puede implementar MachineMetrics para ayudarlo a controlar las necesidades de salud de su herramienta, reserve una demostración con nuestro equipo hoy.