Impulse beneficios CNC: Estrategias probadas para producción de alta mezcla-bajo volumen y por lotes

¿Desea generar más ingresos con sus máquinas herramienta CNC? Considere cómo pueden desplegarse para las necesidades de fabricación bajo demanda de hoy, como la producción de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV) y por Lotes.

Desde el inicio de la era de la fabricación industrial en masa hasta el presente, los fabricantes de máquinas herramienta CNC deben adaptarse e innovar continuamente para mantener el ritmo con las tendencias evolutivas en la fabricación.

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

Hoy en día, la demanda de producción se ha desplazado hacia la fabricación «hecha a pedido» y «bajo demanda», como la fabricación de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV) y la fabricación por Lotes.

En la fabricación HMLV, se desean bajos niveles de stock (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 1.000 piezas.

Producción de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV): Qué considerar en mecanizado CNC

También conocida como fabricación por encargo, la fabricación de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV) es el proceso de fabricar una gran variedad de productos en lotes pequeños. A menudo, la producción HMLV se usa en industrias que requieren artículos únicos y complejos con requisitos de calidad específicos.

Factores que impulsan la demanda de producción HMLV

Cada vez más popular entre fabricantes de productos semiconductores y otros sectores de rápido movimiento, la producción de Alta Mezcla – Bajo Volumen ayuda a los fabricantes a reducir su stock o tener inventario cero mientras atienden demandas fluctuantes.

Esto les ayuda a gestionar mejor sus recursos; el stock es dinero inmovilizado, después de todo. Dicho esto, la pandemia actual ha demostrado que no tener stock a mano también puede ser desastroso. Si la cadena de suministro logística se rompe, las prácticas de fabricación Just-In-Time (JIT) pueden no ser factibles. Con una producción bajo demanda más pequeña, la fabricación HMLV es perfecta para tales situaciones.

La producción HMLV también es útil dada la vida útil reducida de los productos hoy en día.

Veamos el mercado de la electrónica, por ejemplo. En el pasado, las piezas podían mantenerse 10 años o incluso más. Hoy en día, la vida útil máxima de los componentes electrónicos oscila entre tres y cinco años como máximo. Durante este tiempo, los diseños de productos y la tecnología utilizada habrían cambiado radicalmente; ¡los móviles de 12 meses se ven como «viejos» hoy en día!

Ambos puntos (bajo o ningún stock; ciclos de producto más rápidos) han cambiado radicalmente e influido en la fabricación. Hacen factible y práctico que los proveedores de piezas implementen técnicas de producción HMLV.

HMLV para fabricantes de piezas pequeñas y medianas

Hoy en día, es común que las empresas manufactureras pequeñas y medianas reciban pedidos de lotes más pequeños. Estos pedidos pueden repetirse frecuentemente con el tiempo. Alternativamente, pueden recibir muchos pedidos de piezas que son diferentes en formas, especificaciones y materiales.

Para los fabricantes de piezas PYME, configuraciones de producción flexibles como la producción HMLV son preferidas. Incorporando tanto máquinas como sistemas de automatización, tales configuraciones están diseñadas para manejar una serie de piezas muy diferentes al mismo tiempo.

Estos pedidos de piezas pueden ser en número de un dígito hasta unas pocas docenas, o incluso hasta 500 piezas por pedido. Necesitan ser programados para repetirse en el tiempo, en las mismas o diferentes cantidades.

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

CEO/Director Gerente
Fabricación de Piezas Aeroespaciales y Semiconductores, Singapur

Problema del cliente: Falta de espacio y mano de obra

El Cliente A dirige una empresa de fabricación de piezas muy exitosa con principalmente Centros de Mecanizado CNC autónomos 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 grandes limitaciones tanto en espacio como en mano de obra cualificada. En Singapur, es difícil contratar y retener operadores de máquinas CNC capacitados. Esto era especialmente frustrante para el CEO/Director Gerente dado el auge en la demanda de piezas mecanizadas de semiconductores por parte de sus clientes.

Solución: Hwacheon D2-5AX con Cambiador Automático de Piezas AWC 20

Para resolver sus desafíos, el Cliente A decidió invertir en un Centro de Mecanizado 5 Ejes Hwacheon D2-5AX con Cambiador Automático de Piezas AWC 20. Tal configuración es ideal para producción de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV) y otras necesidades de fabricación flexible.

Con esta nueva configuración, el Cliente A puede ejecutar 20 piezas del mismo diseño o 20 piezas totalmente diferentes en una sola configuración. También puede hacer funcionar las máquinas herramienta CNC prácticamente 24/7, aumentando significativamente la productividad y rentabilidad.

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

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

Satisfecho con el resultado, el Cliente A ahora busca el próximo Centro de Mecanizado 5 Ejes más grande, el D3-5AX con Sistema Automático de Palés APC 7/14 o con 21 estaciones fabricado por Hwacheon.

Producción por Lotes: Qué considerar en mecanizado CNC

El pedido por lote es una orden de producción repetida para un número específico de piezas; esto puede variar de 1 a 10 hasta incluso 1.000 piezas en una sola orden.

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

En el pasado, los fabricantes de piezas necesitaban configurar una o varias máquinas herramienta (ya sean Centros de Torneado o Fresado CNC) en varias configuraciones diferentes con accesorios específicamente diseñados. Cada uno es manejado por un operador en una máquina.

Hoy en día, tales pedidos por lotes pueden hacerse con una sola configuración, por ejemplo, con un Centro de Mecanizado 4+1 Ejes (D2-5AX/D3-5AX).

Con la ayuda de un Cambiador Automático de Piezas (AWC), el operador puede configurar la máquina y el sistema y permitir que funcione independientemente. El operador solo necesita monitorear ocasionalmente el proceso, cambiar herramientas frescas si es necesario, sacar piezas terminadas, o cargar el sistema de automatización con materias primas frescas.

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

Para ejecutar un número de las mismas piezas, o para ejecutar un número de piezas muy diferentes, tiene que 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), permitiendo fabricar piezas con mayor complejidad.

¿Cuántas estaciones necesita en un Cambiador Automático de Herramientas (ATC)?

Para la mayoría de los clientes, sus requisitos y aplicaciones pueden manejarse con un almacén de herramientas de 60 estaciones. Tal sistema puede incluir un solo Centro de Mecanizado 5 Ejes D2-5AX/D3-5AX con ATC 60 o con un AWC 8/20.

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

En lugar de simplemente gastar en un ATC más grande, es importante que consulte con sus clientes sobre las piezas más comunes a fabricar, o cuándo se harán nuevos pedidos para piezas diferentes. Luego puede determinar si las herramientas estándar pueden compartirse entre esas piezas y cuántas herramientas se requieren, sean comunes o no estándar.

Aquí está la buena noticia. Un Centro de Mecanizado 5 Ejes (ya sea 4+1 o 5 Ejes) le permite utilizar plenamente herramientas estándar en su configuración de mecanizado. Esto es porque la pieza puede posicionarse fácilmente en la posición de corte correcta por la máquina.

Tal flexibilidad no se encuentra en un Centro de Fresado Vertical (VMC) o incluso en un Centro de Fresado Horizontal (HMC); en ambos casos, se necesitan herramientas hechas a medida o accesorios especialmente diseñados.

Nota: Si una máquina CNC ha sido comprada y entregada al usuario final, técnicamente es posible cambiar el ATC adjunto a uno más grande. Sin embargo, debe estar preparado para un coste más alto y un proceso técnicamente complicado. Por lo tanto, aconsejamos que complementos como los ATCs deben seleccionarse antes de realizar los pedidos.

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

Gerente de Producción Principal
Fabricación de Piezas Semiconductores, Singapur

Problema del cliente: Proceso de fabricación estándar incapaz de hacer frente

El Cliente B, Gerente de Producción Principal de un Fabricante de Piezas Semiconductores, tiene un problema para cumplir múltiples órdenes de fabricación de las industrias de semiconductores y electrónica.

Con Centros de Fresado Verticales (VMC) estándar, su línea de producción podía hacer frente a piezas con diseños simples y con solo unos pocos accesorios hechos a medida. Para tales trabajos, el número de herramientas para cada operación para atender esas piezas puede lograrse con un tamaño ATC estándar de hasta 30 estaciones.

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

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

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

Con esta configuración, el Cliente B pudo mejorar la flexibilidad, productividad y rentabilidad de su producción, permitiendo a su empresa aumentar su rentabilidad sin incurrir en costes adicionales de máquina o mano de obra.

Animado por los avances logrados con el Centro de Mecanizado 5 Ejes y sistema de Hwacheon, el Cliente B comentó que definitivamente buscará la próxima compra de máquina en una configuración similar nuevamente.

Conclusión

En el entorno de fabricación volátil e incierto de hoy, la flexibilidad y adaptabilidad son clave en el mecanizado CNC.

Con la configuración adecuada que involucre máquinas multi-ejes, cambiadores automáticos de piezas (AWC) y cambiadores automáticos de herramientas (ATC), los fabricantes de piezas pueden expandir sus mercados para atender a sus clientes que requieren piezas más complejas fabricadas con entregas rápidas. Tales configuraciones son ideales tanto para producciones de Alta Mezcla – Bajo Volumen (HMLV) como por Lotes.

Ofreciendo una gama de centros de mecanizado multi-ejes como el D2-5AX, Hwacheon Machine Tools es capaz de proporcionar soluciones prácticas y rentables para fabricantes de piezas. ¡Aprenda cómo puede aprovechar nuestras soluciones rellenando nuestro formulario de contacto hoy!