Cambie de dirección para el éxito en el mecanizado
Los fabricantes utilizan una amplia gama de procesos de mecanizado para producir una variedad casi infinita de piezas a partir de una amplia selección de materiales de pieza de trabajo. A pesar de estos métodos y resultados tan drásticamente diferentes, los fabricantes comparten un objetivo común de producir un cierto número de piezas de trabajo con una calidad requerida, en una cantidad de tiempo especifica y a un coste sostenible.Introducción
Los fabricantes utilizan una amplia gama de procesos de mecanizado para producir una variedad casi infinita de piezas a partir de una amplia selección de materiales de pieza de trabajo. A pesar de estos métodos y resultados tan drásticamente diferentes, los fabricantes comparten un objetivo común de producir un cierto número de piezas de trabajo con una calidad requerida, en una cantidad de tiempo especifica y a un coste sostenible.
Para lograr un mecanizado rentable de piezas de calidad, muchos fabricantes siguen una planificación de micro-escala, comenzando con la selección de herramientas y aplicación a resolver problemas de una manera reactiva. Sin embargo, la investigación actual sugiere lo contrario de ese enfoque centrándose en tres componentes principales o aspectos del proceso general de mecanizado.
Los fabricantes deben comenzar con un examen de todo el proceso de mecanizado, centrándose en la reducción/eliminación de piezas de rechazo y los tiempos muertos que representan obstáculos críticos en las metas de un fabricante. Después de establecerse un proceso estable y fiable, se realiza un análisis económico de la producción para equilibrar ésta y los costes de fabricación. Por último, una selección cuidadosa de las condiciones de corte y las herramientas optimizarán completamente el proceso de mecanizado.
Calidad primero
El logro de una calidad de producto consistente es el elemento más importante de los objetivos compartidos por todos los fabricantes. Si las piezas mecanizadas no alcanzan el nivel de calidad especificado por el cliente, no importa cuántas, qué tan rápido o cuán rentable las piezas son mecanizadas.
Los estándares de calidad incluyen tolerancias, acabado superficial y repetibilidad de pieza a pieza. Los fabricantes siempre afirman que la calidad de la pieza es una parte intrínseca y aceptada de sus operaciones. Gran parte del tiempo, sin embargo, esa afirmación es optimista o engañosa. En realidad, en toda la industria manufacturera un porcentaje significativo de piezas de trabajo es defectuoso y debe ser retrabajado o desechado.
La producción de piezas defectuosas comporta un alto coste, no sólo respecto el material, trabajo y horas de máquina, sino también en la interrupción de los planes de producción. Algunos talleres crean una ilusión de fiabilidad o previsibilidad al incluir la ocurrencia de rechazos en su programación de producción. Por ejemplo, cuando un cliente necesita fabricar diez piezas, los planificadores pueden prepararse para el mecanizado de doce en previsión de que dos se perderán o se desecharán. Tales esfuerzos gastan recursos y tiempo, produciendo partes inaceptables o stocks innecesarios.
Las piezas defectuosas resultan cuando uno o más elementos del proceso de producción son mal entendidos o fuera de control. En una respuesta reactiva a los problemas de calidad de las piezas, algunos fabricantes ponen un esfuerzo intensivo en manipular aspectos del proceso de producción que al final no son consecuentes, ignorando en algunos casos aspectos importantes del proceso.
Por ejemplo, concentrarse únicamente en la potencia máxima, persiguiendo exclusivamente tiempos de ciclo inferiores, puede dañar la fiabilidad de una operación de mecanizado. Cuando una operación se ejecuta constantemente en los límites de rendimiento, superar esos límites da lugar a piezas de trabajo rechazadas y tiempo y dinero perdido. La producción de la pieza debe ser equilibrada con parámetros de mecanizado que proporcionen un proceso de mecanizado seguro.
Por otra parte, la causa de las piezas rechazadas puede ser una cuestión a parte de los elementos productivos del mecanizado. Un caso, en un fabricante de componentes aeronáuticos, por ejemplo, las rebabas que quedaban después del mecanizado hicieron que un cierto lote de piezas fuese rechazado por el cliente. Debido a que las operaciones de desbarbado requerían un trabajo manual y añadía un 20 por ciento al coste de las piezas, la producción se convirtió en un problema secundario detrás de la necesidad de encontrar una manera de eliminar la formación de rebabas.
Minimizar los tiempos muertos no planificados
La máxima utilización de los recursos de fabricación requiere la minimización los tiempos muertos, que, más sencillamente, es el período en que la máquina herramienta no está mecanizando. Un tiempo muerto es necesario y planificado. Esto incluye el tiempo de programación y mantenimiento de la máquina herramienta, el amarre, carga y descarga de piezas de trabajo y el cambio de herramientas.
Los fabricantes cuentan los tiempos muertos previstos en sus planificaciones de producción. Sin embargo, la producción de piezas inaceptables resultan en tiempos muertos no planificados. Cuando una pieza rechazada debe ser re mecanizada, el tiempo consumido originalmente mecanizado representa un tiempo de inactividad no planificado y se desperdicia.
Tradicionalmente, los talleres adoptan un enfoque reactivo para reducir los tiempos muertos no planificados. Cuando un problema detiene la producción, comienza la búsqueda de una solución. En lugar de esperar a reaccionar ante una situación negativa, un mejor enfoque es la planificación proactiva que reconoce los objetivos clave de la operación y dirige el proceso hacia ellos desde el principio. La mayoría de los talleres emplean el 20 por ciento en los esfuerzos de preparación, seguido por el 80 por ciento en la implementación y pruebas . Lo ideal sería invertir el 80 por ciento en preparación y el resto en implementación y ajustes si es necesario.
En la preparación para una operación de mecanizado, un taller debe analizar sus objetivos y desarrollar procesos fiables para lograrlos. El primer objetivo no siempre es aumentar la producción. Aunque algunas situaciones de fabricación, como la fabricación de piezas automoción, siguen siendo verdaderos ejemplos de producción contínua de gran volumen, la fabricación en general se está moviendo hacia escenarios combinaciones de alto y bajo volumen.
En la producción en masa, la pérdida de 50 o 100 piezas al desarrollar un proceso de mecanizado que resultará en cientos de miles de piezas durante un largo período de tiempo representa un pequeño porcentaje del volumen total y se puede absorber fácilmente. Sin embargo, en una situación menores volumenes, el proceso debe estar lo más desarrollado posible antes de que empiece la fabricación. Estos escenarios pueden incluir lotes pequeños, tamaños de lote de un solo dígito o incluso a medida de una sola pieza. En estos casos, el rechazo de unas pocas piezas representa la diferencia entre un beneficio y una pérdida.
Análisis proactivo del procesos
El análisis proactivo de una operación de mecanizado, puede llevar mucho tiempo. La fiabilidad de un proceso de corte se ve afectada por una multitud de factores individuales, incluyendo la configuración de la pieza y los materiales, capacidad y datos del proceso de equipamiento, herramientas / soportes, factor humano, equipos periféricos y cuestiones de mantenimiento.
El uso final de un producto fabricado, y por lo tanto del material de la pieza de trabajo desde el cual se fabrica, determina muchos de los factores importantes que afectan a la fiabilidad del proceso. Por ejemplo, el mecanizado de componentes críticos aeronáuticos hechos de aleaciones con base níquel, debe ser analizado con la mala conductividad de calor de los materiales de la pieza de trabajo y la tendencia a templarse. El uso de herramientas de corte de arista viva y parámetros de mecanizado conservadores proporcionará un equilibrio de productividad y consistencia productiva.
Por el contrario, las piezas de trabajo de aluminio se consideran de mecanizado fácil, pero las herramientas de corte deben ser con aristas vivas, así como resistente al desgaste para soportar la abrasividad del material. Las geometrías de los rompevirutas, así como otras funciones periféricas para la gestión de las virutas, como la refrigeración a alta presión y el conveyor de extración de virutas, también desempeñan un papel importante para garantizar la fiabilidad de las operaciones de mecanizado en aluminio.
Los sistemas CNC y automatizados pueden ayudar a proporcionar un alto nivel de previsibilidad en las operaciones de mecanizado, pero su eficaz funcionamiento depende de la acción humana. La programación poco documentada o descuidada resultará en una producción altamente automatizada de piezas defectuosas. La acción humana también es un factor importante del taller, donde la carga y fijación de piezas de trabajo y el mantenimiento continuo del equipo de producción deben llevarse adecuadamente para evitar tiempos muertos no planificados.
Conclusión
El objetivo de fabricar un cierto número de piezas de trabajo de una calidad deseada, en una cantidad de tiempo estipulada, a un coste apropiado es común entre todos los fabricantes. Lograr la calidad de las piezas requeridas es primordial, porque una parte inaceptable carece de valor, no importa cuán rápida o barata se haya fabricado. Muchos fabricantes abordan los problemas de calidad de las piezas desde una microescala o punto de vista individual. Sin embargo, es mejor analizar primero los objetivos generales de la operación de fabricación y planificar de manera proactiva como gestionar los procesos para proporcionar esos resultados.
Después de desarrollar procesos de producción fiables de piezas con calidad suficiente, los fabricantes deben considerar la economía de producción en su situación específica con el fin de asegurar la rentabilidad que permite a una empresa para sobrevivir. Y finalmente, la selección de datos y herramientas de corte permite la optimización completa del proceso para maximizar los resultados.
Habilidades documentadas en el mecanizado
La tecnología de mecanizado avanza día a día, incorporando geomtrias y materiales de última generación, mejoras de potencia y precisión en las máquinas herramientas y la gestión de datos de los sistemas de software CNC.
El vínculo entre la tecnología de mecanizado y el conocimiento necesario para aplicarlo es cada vez más importante. Los seres humanos, sin embargo, no están sujetos a los mismos intensos esfuerzos de investigación y desarrollo que producen las nuevas tecnologías de mecanizado. Además, los seres humanos con la mayor cantidad de conocimientos de mecanizado están disminuyendo en número en toda la industria de fabricación.
Para ayudar a los fabricantes a comprender y aprovechar al máximo la creciente complejidad del proceso de corte de metales, Seco ha desarrollado STEP (Seco Technical Education Programs). La compañía forma a sus empleados para asegurarse de que los clientes de Seco estén en contacto con los profesionales mejor formados y entrenados disponibles. STEP también está diseñado para mantener a los clientes en contacto con una industria que cambia rápidamente y para permitir a las empresas alcanzar la máxima eficiencia de fabricación.
Durante el desarrollo de la tecnología de mecanizado, es de vital importancia comparar diferentes escenarios posibles. Por ejemplo, pueden ser necesarias nuevas herramientas para una aplicación difícil o como una alternativa. La modificación de técnicas de corte puede representar mejoras en la maquinabilidad de un determinado material de pieza de trabajo. El conocimiento adquirido a través de STEP hace que los fabricantes conozcan las alternativas productivas que Seco y otros proveedores de la industria proporcionan.
STEP se presenta como clases de formación, seminarios de capacitación y materiales impresos publicados por Seco como "Metal Cutting, Theories and Models" y "Metal Cutting, Theories in Practice". El programa ahora consta de tres etapas. STEP Core Curriculum es una introducción exhaustiva a la tecnología de mecanizado dirigida a la educación a nivel técnico. STEP Advanced Curriculum se basa más en el Core Curriculum para proporcionar conocimientos sobre un nivel técnico a expertos. NEXT STEP añade material de fabricación y producción-economía para dar a los expertos técnicos mayores niveles de educación. En general, el programa STEP ayuda a las empresas de mecanizado a aumentar su competitividad al permitir mejoras sustanciales en la productividad, la reducción de costes y la calidad de la pieza.
