Como economizar 90% por peça com a formação incremental robótica

Por que a formação de chapas é tão cara!? Explicamos o motivo e mostramos como calcular quanto você pode economizar usando a formação incremental robótica.

A conformação de chapas pode ser cara. A menos que você esteja fabricando grandes quantidades de peças idênticas, o custo pode ser restritivo, principalmente se você for um fabricante de alto mix e baixo volume.

O que você deve fazer? Você deve simplesmente desistir de usar materiais em folha? Não.

Felizmente, existe uma maneira de obter os benefícios da conformação de chapas a um preço econômico:conformação incremental robótica. Tudo que você precisa é de um robô e uma cópia do RoboDK.

Neste artigo, explicaremos por que a formação de chapas tradicional é tão cara e como você pode calcular suas economias potenciais.

5 fatores que tornam a formação de chapas tradicional cara

Um dos métodos mais comuns de conformação de chapas é a estampagem profunda, que envolve esticar o material sobre uma matriz.

Um fator afeta enormemente o custo deste método:

1. Fabricando a matriz — A principal despesa é o custo de fabricação da própria matriz. Isso pode facilmente ser várias vezes o custo de produção de cada peça. Para equilibrar esse custo, é necessário produzir centenas ou milhares da mesma peça.

Outros fatores que aumentam o custo da formação de chapas são:

1. Custos associados a ter muitos fornecedores — As matrizes geralmente são feitas por fabricantes externos de matrizes. Isso não é o ideal. De acordo com uma pesquisa da consultoria McKinsey, uma grande diferença entre empresas prósperas e não prósperas era que elas limitavam seu número de fornecedores.
2. Longos prazos de entrega para matrizes — Fazer um dado leva muito tempo, principalmente em comparação com o tempo de produção. Pode levar dias para projetar e fabricar uma matriz. A conformação incremental pode ser concluída em minutos ou horas (dependendo do tamanho e da complexidade da peça).
3. Sucata — A estampagem profunda produz mais sucata. Embora a sucata possa ser vendida para recuperar alguns dos custos, isso significa que você deve comprar material de folha extra para contabilizar isso. Por exemplo, um estudo descobriu que fabricar uma peça usando estampagem profunda exigia 12% mais material do que fabricar a mesma peça com conformação incremental.
4. Lubrificante — A estampagem profunda requer mais lubrificantes e mais agressivos do que a formação incremental. Isso aumenta o custo de várias maneiras, inclusive exigindo sistemas de ventilação especiais, filtros e roupas de proteção. Também pode adicionar até 10% do custo da peça para limpá-la posteriormente.

A formação incremental robótica permite reduzir esses custos ou, em alguns casos, eliminá-los completamente.

3 etapas para calcular se a formação incremental economizará dinheiro

Certo, então a formação incremental robótica pode ser mais econômica. No entanto, sua pergunta agora é provavelmente:será rentável para mim!?

Existem três etapas simples para descobrir:

1. Calcule o custo da formação tradicional de chapas.
2. Calcule o custo da conformação incremental robótica.
3. A partir de suas respostas, calcule seu ponto de equilíbrio. Isso determinará o tamanho do lote que tornará o processo tradicional mais econômico.

Vamos analisar cada uma dessas etapas uma a uma.

1. Calcule o custo da conformação tradicional

O custo da conformação tradicional de chapas pode ser dividido em duas partes:custo da matriz e custo de cada peça.

Você pode calcular o custo de qualquer peça fabricada usando a seguinte equação:

Use esta equação para calcular o custo de cada folha formada e o custo da matriz. Para fabricar a matriz, o tempo de ciclo será maior e o custo de usinagem será maior. O custo do material também pode ser maior, dependendo dos materiais utilizados.

O custo total de produção é então:

Como mencionei acima, a estampagem profunda produz uma quantidade razoável de refugo, que será adicionado ao custo da matéria-prima.

Exemplo

Usando o exemplo deste estudo de pesquisa, vamos imaginar que cada peça estampada requer 3,1 kg de material a um custo de US$ 0,7/kg. Custa $25/h para formar cada folha e o processo de estampagem profunda pode produzir 420 peças por hora. Suponha um custo de 10% de material de sucata e 100% de eficiência.

Portanto, o custo de um lote de 50 peças (excluindo o custo da matriz) é:

No entanto, o custo da matriz em si é de US$ 3.000, dez vezes maior que o custo por peça. Portanto, o custo total de produção é de $ 3.122,15.

2. Calcule o custo da formação incremental robótica

A equação dada acima também pode ser usada para calcular o “Custo por peça” da conformação incremental robótica. O tempo de ciclo e o custo de conformação por hora serão maiores para conformação incremental do que para estampagem profunda.

O custo total é então:

Como você pode ver, há também um custo de fixação único; no entanto, isso será muito menor do que o custo de fabricação de uma matriz. Não há custo de sucata, mas isso pode ser incluído, se aplicável.

Exemplo

Com base no mesmo estudo de pesquisa anterior, digamos que a conformação incremental da mesma peça exija 1,7 kg por peça também a US$ 0,7/kg. Custa US$ 33/h para o processo de conformação robótica e pode produzir 7,5 peças por hora. Há um custo único de fixação de $ 41.

Para um lote de 50 peças, o custo agora é:

Como você pode ver, embora a conformação incremental leve muito mais tempo do que a estampagem profunda, o alto custo da matriz significa que é 90% mais barato usar a conformação incremental para esse tamanho de lote.

3. Calcule seu ponto de equilíbrio

Qual ​​o tamanho do seu lote para justificar o desenho profundo?

Você pode calcular seu ponto de equilíbrio usando esta equação combinada, que compara o custo da estampagem profunda tradicional e da conformação incremental:

Para o exemplo que estamos usando, isso funciona em um tamanho de lote de 726,13. Portanto, se o lote for 726 ou menos, a conformação incremental é mais econômica. Se o lote for 727 ou mais, a formação tradicional é melhor.

Para pequenos lotes, muitas vezes você descobrirá que esse é o caso.

Como obter a formação incremental robótica com o RoboDK

É surpreendentemente fácil usar um robô para conformação incremental. Usando o RoboDK, você pode gerar o código do robô usando o G-Code padrão em questão de minutos usando nossa ferramenta de usinagem.

Veja nosso estudo de caso do Institut Maupertuis para obter um exemplo e instruções sobre como fazer isso por si mesmo.