A precificação baseada apenas no tempo de corte a laser pode gerar pedidos de produção, mas também pode ser uma operação deficitária, especialmente quando as margens do fabricante de chapas metálicas são baixas.
Quando falamos de fornecimento na indústria de máquinas-ferramenta, geralmente discutimos a produtividade das máquinas. Qual a velocidade de corte de meia polegada em aço com nitrogênio? Quanto tempo leva uma perfuração? Qual a taxa de aceleração? Vamos fazer um estudo de tempos e ver como fica o tempo de execução! Embora esses sejam ótimos pontos de partida, será que realmente precisamos considerar essas variáveis ao pensar na fórmula do sucesso?
O tempo de atividade é fundamental para construir um bom negócio de laser, mas precisamos pensar em mais do que apenas quanto tempo leva para reduzir o trabalho. Uma oferta baseada unicamente na redução do tempo pode ser decepcionante, especialmente se o lucro for pequeno.
Para descobrir possíveis custos ocultos no corte a laser, precisamos analisar o uso de mão de obra, o tempo de atividade da máquina, a consistência no prazo de entrega e na qualidade das peças, qualquer retrabalho potencial e o uso de materiais. Em geral, os custos das peças se dividem em três categorias: custos de equipamentos, custos de mão de obra (como materiais comprados ou gás auxiliar usado) e mão de obra. A partir daí, os custos podem ser detalhados em elementos mais específicos (veja a Figura 1).
Ao calcularmos o custo da mão de obra ou o custo de uma peça, todos os itens da figura 1 farão parte do custo total. A situação fica um pouco confusa quando contabilizamos os custos em uma coluna sem considerar adequadamente o impacto nos custos de outra coluna.
A ideia de aproveitar ao máximo os materiais pode não inspirar ninguém, mas devemos ponderar seus benefícios em relação a outras considerações. Ao calcular o custo de uma peça, constatamos que, na maioria dos casos, o material representa a maior parte do valor.
Para aproveitar ao máximo o material, podemos implementar estratégias como o Corte Colinear (CLC). O CLC economiza material e tempo de corte, pois duas arestas da peça são criadas simultaneamente com um único corte. No entanto, essa técnica apresenta algumas limitações. Ela é muito dependente da geometria. Além disso, peças pequenas que tendem a tombar precisam ser montadas para garantir a estabilidade do processo, e alguém precisa desmontá-las e, possivelmente, remover as rebarbas. Isso adiciona tempo e mão de obra, o que tem um custo.
A separação de peças é especialmente difícil ao trabalhar com materiais mais espessos, e a tecnologia de corte a laser ajuda a criar etiquetas "nano" com uma espessura superior à metade da espessura do corte. A criação dessas etiquetas não afeta o tempo de produção, pois os feixes permanecem no corte; após a criação das etiquetas, não há necessidade de reinserir o material (ver Fig. 2). Esses métodos funcionam apenas em determinadas máquinas. No entanto, este é apenas um exemplo dos avanços recentes que já não se limitam a tornar o processo mais lento.
Novamente, a fabricação a laser contínua (CLC) depende muito da geometria, então, na maioria dos casos, buscamos reduzir a largura da rede na matriz em vez de fazê-la desaparecer completamente. A rede está encolhendo. Isso é bom, mas e se a peça inclinar e causar uma colisão? Os fabricantes de máquinas-ferramenta oferecem várias soluções, mas uma abordagem disponível para todos é adicionar um deslocamento do bico.
A tendência dos últimos anos tem sido reduzir a distância entre o bocal e a peça de trabalho. A razão é simples: os lasers de fibra são rápidos, e os lasers de fibra de grande porte são extremamente rápidos. Um aumento significativo na produtividade exige um aumento simultâneo no fluxo de nitrogênio. Os lasers de fibra potentes vaporizam e fundem o metal dentro do corte muito mais rapidamente do que os lasers de CO2.
Em vez de diminuir a velocidade da máquina (o que seria contraproducente), ajustamos o bocal para se adequar à peça de trabalho. Isso aumenta o fluxo de gás auxiliar através da ranhura sem aumentar a pressão. Parece uma solução ideal, exceto pelo fato de que o laser ainda se move muito rápido e a inclinação se torna um problema maior.
Figura 1. Três áreas principais que afetam o custo de uma peça: equipamentos, custos operacionais (incluindo materiais utilizados e gás auxiliar) e mão de obra. Esses três fatores representam uma parcela do custo total.
Se o seu programa apresentar dificuldades específicas na inversão da peça, faz sentido optar por uma técnica de corte que utilize um deslocamento maior do bico. A viabilidade dessa estratégia depende da aplicação. É preciso equilibrar a necessidade de estabilidade do programa com o aumento do consumo de gás auxiliar decorrente do aumento do deslocamento do bico.
Outra opção para evitar o tombamento de peças é a destruição da ogiva, realizada manualmente ou automaticamente por software. E aqui, novamente, nos deparamos com uma escolha. As operações de destruição do cabeçalho da seção melhoram a confiabilidade do processo, mas também aumentam os custos com consumíveis e tornam os programas mais lentos.
A maneira mais lógica de decidir se devemos usar a destruição de peças é considerar a possibilidade de soltar componentes. Se isso for possível e não pudermos programar com segurança para evitar uma possível colisão, temos várias opções. Podemos fixar as peças com microtravas ou cortar pedaços de metal e deixá-los cair com segurança.
Se o problema estiver relacionado ao próprio componente, então não temos outra escolha a não ser marcá-lo. Se o problema estiver relacionado ao perfil interno, então é necessário comparar o tempo e o custo de reparo e de remoção do bloco metálico.
Agora a questão passa a ser o custo. Adicionar microtags dificulta a extração de uma peça ou bloco de um conjunto? Se destruirmos a ogiva, aumentaremos o tempo de operação do laser. É mais barato adicionar mão de obra extra para separar as peças ou é mais barato adicionar tempo de trabalho à taxa horária da máquina? Dada a alta produção horária da máquina, provavelmente tudo se resume a quantas peças precisam ser cortadas em pedaços pequenos e seguros.
A mão de obra representa um custo significativo e é crucial gerenciá-la para competir em um mercado de baixo custo de mão de obra. O corte a laser exige mão de obra para a programação inicial (embora os custos sejam reduzidos em pedidos subsequentes), bem como para a operação da máquina. Quanto mais automatizadas as máquinas, menor será o retorno financeiro obtido com o salário-hora do operador de laser.
Em corte a laser, a "automação" geralmente se refere ao processamento e à triagem de materiais, mas os lasers modernos também oferecem muitos outros tipos de automação. As máquinas modernas são equipadas com troca automática de bico, controle ativo da qualidade do corte e controle da taxa de avanço. É um investimento, mas a economia de mão de obra resultante pode justificar o custo.
O pagamento por hora das máquinas a laser depende da produtividade. Imagine uma máquina que consegue fazer em um turno o que antes levava dois. Nesse caso, reduzir de dois turnos para um pode dobrar a produção horária da máquina. Como cada máquina produz mais, reduzimos o número de máquinas necessárias para realizar a mesma quantidade de trabalho. Ao reduzir pela metade o número de lasers, reduziremos pela metade os custos com mão de obra.
É claro que essas economias irão por água abaixo se nosso equipamento se mostrar pouco confiável. Diversas tecnologias de processamento ajudam a manter o corte a laser funcionando sem problemas, incluindo monitoramento da integridade da máquina, verificações automáticas de bicos e sensores de luz ambiente que detectam sujeira no vidro protetor da cabeça de corte. Hoje, podemos usar a inteligência das interfaces de máquinas modernas para mostrar quanto tempo resta até o próximo reparo.
Todas essas funcionalidades ajudam a automatizar alguns aspectos da manutenção de máquinas. Quer possuamos máquinas com essas capacidades ou façamos a manutenção dos equipamentos da maneira tradicional (trabalho árduo e uma atitude positiva), devemos garantir que as tarefas de manutenção sejam concluídas de forma eficiente e dentro do prazo.
Figura 2. Os avanços no corte a laser ainda estão focados na visão geral, não apenas na velocidade de corte. Por exemplo, esse método de nanoligação (conexão de duas peças cortadas ao longo de uma linha comum) facilita a separação de peças mais espessas.
A razão é simples: as máquinas precisam estar em perfeitas condições de funcionamento para manter uma alta eficiência global do equipamento (OEE): disponibilidade x produtividade x qualidade. Ou, como o site oee.com define: “[OEE] define a porcentagem de tempo de fabricação realmente efetivo. Um OEE de 100% significa 100% de qualidade (somente peças de qualidade), 100% de desempenho (desempenho mais rápido) e 100% de disponibilidade (sem tempo de inatividade).” Atingir 100% de OEE é impossível na maioria dos casos. O padrão da indústria está se aproximando de 60%, embora o OEE típico varie de acordo com a aplicação, o número de máquinas e a complexidade da operação. De qualquer forma, a excelência em OEE é um ideal pelo qual vale a pena lutar.
Imagine que recebemos uma solicitação de orçamento para 25.000 peças de um cliente grande e renomado. Garantir a execução tranquila desse trabalho pode ter um impacto significativo no crescimento futuro da nossa empresa. Então, oferecemos US$ 100.000 e o cliente aceita. Isso é uma boa notícia. A má notícia é que nossas margens de lucro são pequenas. Portanto, devemos garantir o nível mais alto possível de OEE (Eficiência Global do Equipamento). Para lucrar, devemos fazer o possível para aumentar a área azul e diminuir a área laranja na Figura 3.
Quando as margens são baixas, qualquer imprevisto pode comprometer ou até mesmo anular os lucros. Uma programação incorreta pode danificar meu bico? Um gabarito de corte defeituoso pode contaminar meu vidro de segurança? Tive uma parada não planejada e precisei interromper a produção para manutenção preventiva. Como isso afetará a produção?
Programação ou manutenção inadequadas podem fazer com que a taxa de alimentação esperada (e a taxa de alimentação usada para calcular o tempo total de processamento) seja menor. Isso reduz a OEE (Eficiência Global do Equipamento) e aumenta o tempo total de produção – mesmo sem a necessidade de interromper a produção para ajustar os parâmetros da máquina. Diga adeus à disponibilidade de máquinas.
Além disso, as peças que fabricamos são de fato enviadas aos clientes, ou algumas são descartadas? Baixos índices de qualidade nos cálculos de OEE podem ser muito prejudiciais.
Os custos de produção do corte a laser são considerados com muito mais detalhes do que apenas a cobrança pelo tempo de uso do laser. As máquinas-ferramenta atuais oferecem diversas opções para ajudar os fabricantes a alcançar o alto nível de transparência necessário para se manterem competitivos. Para garantir a lucratividade, precisamos conhecer e compreender todos os custos ocultos que pagamos ao vender nossos produtos.
Imagem 3. Especialmente quando usamos margens muito finas, precisamos minimizar o laranja e maximizar o azul.
A FABRICATOR é a principal revista sobre conformação e usinagem de metais na América do Norte. A revista publica notícias, artigos técnicos e estudos de caso que permitem aos fabricantes realizar seu trabalho com mais eficiência. A FABRICATOR atende ao setor desde 1970.
O acesso digital completo à revista The FABRICATOR já está disponível, proporcionando acesso fácil a valiosos recursos do setor.
O acesso digital completo à revista Tubing Magazine já está disponível, proporcionando acesso fácil a valiosos recursos do setor.
O acesso digital completo à revista The Fabricator en Español já está disponível, proporcionando fácil acesso a valiosos recursos do setor.
Kevin Cartwright trilhou um caminho bastante incomum para se tornar instrutor de soldagem. Artista multimídia com vasta experiência em Detroit…
Data da publicação: 07/09/2023