Aumente Lucros CNC: Estratégias Comprovadas para Alta Variedade-Baixo Volume e Produção em Lotes

Deseja gerar mais receita com suas máquinas-ferramenta CNC? Considere como elas podem ser empregadas para as necessidades de manufatura sob demanda atuais, como Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV) e produção por Lotes.

Desde o início da era de manufatura industrial em massa até o presente, fabricantes de máquinas-ferramenta CNC devem continuamente adaptar e inovar para acompanhar tendências evolutivas na manufatura.

A indústria viu mudanças drásticas e desenvolvimentos na demanda por peças produzidas. Variam desde peças únicas one-off, número definido e específico de peças, até produção em massa, e volta à produção em lotes.

Atualmente, a demanda de produção mudou para manufatura "made-to-order" e "on-demand", como manufatura de Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV) e manufatura por Lotes.

Na manufatura HMLV, baixos níveis de estoque (de uma peça até máximo 50 peças) são desejados, enquanto lotes envolvem ordens de produção repetidas de 1 ou 10 peças até 500 a 1.000 peças.

Produção de Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV): O que Considerar na Usinagem CNC

Também chamada de manufatura make-to-order, a produção de Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV) é o processo de fabricar grande variedade de produtos em pequenos lotes. Frequentemente, a produção HMLV é usada em indústrias que exigem itens únicos e complexos com requisitos de qualidade específicos.

Fatores Impulsionando Demanda por Produção HMLV

Cada vez mais popular com fabricantes de produtos semicondutores e outros setores dinâmicos, a produção de Alta Variedade – Baixo Volume ajuda fabricantes a reduzir estoque ou ter estoque zero enquanto atendem demandas flutuantes.

Isso ajuda a gerenciar melhor seus recursos — estoque é dinheiro parado. Dito isso, a pandemia atual mostrou que não ter estoque algum também pode ser desastroso. Se a cadeia logística de suprimentos quebrar, práticas de manufatura Just-In-Time (JIT) podem não ser viáveis. Com produção sob demanda menor, a manufatura HMLV é perfeita para tais situações.

A produção HMLV também é útil dada a vida útil reduzida dos produtos hoje em dia.

Veja o mercado de eletrônicos, por exemplo. No passado, peças podiam ser mantidas por 10 anos ou mais. Hoje, a vida útil máxima de componentes eletrônicos varia de três a cinco anos no máximo. Nesse tempo, designs de produtos e tecnologia usada teriam mudado radicalmente — celulares de 12 meses são vistos como "velhos" hoje!

Ambos os pontos (estoque baixo ou zero; ciclos de produto mais rápidos) mudaram radicalmente e influenciaram a manufatura. Eles tornam viável e prático para fornecedores de peças implementarem técnicas de produção HMLV.

HMLV para Fabricantes de Peças de Pequeno a Médio Porte

Hoje, é comum empresas de manufatura de pequeno a médio porte receberem pedidos de lotes menores. Esses pedidos podem ser repetidos frequentemente ao longo do tempo. Alternativamente, podem receber muitos pedidos de peças diferentes em formatos, especificações e materiais.

Para fabricantes de peças PME, configurações de produção flexíveis como produção HMLV são preferidas. Incorporando máquinas e sistemas de automação, tais configurações são projetadas para lidar com série de peças muito diferentes ao mesmo tempo.

Esses pedidos de peças podem ser em números de dígito único até algumas dezenas, ou até 500 peças por pedido. Precisam ser programados para repetição no tempo, nas mesmas ou diferentes quantidades.

Estudo de Caso HMLV: Fabricante de Peças Aeroespaciais e Semicondutores

CEO/Diretor Geral
Fabricação de Peças Aeroespaciais e Semicondutores, Singapura

Problema do Cliente: Falta de Espaço e Mão de Obra

Cliente A dirige empresa de fabricação de peças muito bem-sucedida com principalmente Centros de Usinagem CNC autônomos e alguns Centros de Torneamento CNC. A produção roda em dois turnos de 10 horas cada.

Contudo, com o tempo, a empresa enfrentou grandes restrições de espaço e mão de obra qualificada. Em Singapura, é difícil contratar e reter operadores de CNC treinados. Isso era especialmente frustrante para o CEO/Diretor Geral dado o boom na demanda por peças usinadas de semicondutores por seus clientes.

Solução: Hwacheon D2-5AX com Trocador Automático de Peças AWC 20

Para resolver seus desafios, Cliente A decidiu investir em Centro de Usinagem 5-Eixos Hwacheon D2-5AX com Trocador Automático de Peças AWC 20. Tal configuração é ideal para produção de Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV) e outras necessidades de manufatura flexível.

Com essa nova configuração, Cliente A pode rodar 20 peças do mesmo design ou 20 peças totalmente diferentes em uma configuração. Também pode rodar as máquinas-ferramenta CNC praticamente 24/7, aumentando significativamente produtividade e rentabilidade.

Não é só isso. Seu operador de máquina pode trabalhar concurrentemente em outras máquinas enquanto o D2-5AX da Hwacheon produz automaticamente as peças necessárias. Não só preencheu as quatro horas restantes por dia, mas eliminou necessidade de qualquer outro tempo de inatividade por falta de operadores.

Graças a essa nova configuração, tanto produtividade quanto lucros aumentaram na empresa. Agora, sempre que seu cliente precisa de peças urgentes, Cliente A pode filtrar essa peça com prioridade no sistema de automação, encurtando drasticamente seu tempo de reação para pedidos urgentes. Graças à capacidade de posicionamento 5-eixos, ele pode assumir trabalhos que teria rejeitado no passado.

Satisfeito com o resultado, Cliente A agora procura o próximo Centro de Usinagem 5-Eixos maior — D3-5AX com Sistema Automatizado de Pallets APC 7 / 14 ou com 21 estações Fabricado pela Hwacheon.

Produção por Lotes: O que Considerar na Usinagem CNC

Lote é ordem de produção repetida para número específico de peças — podendo variar de 1 a 10 a até 1.000 peças em um único pedido.

Produção em lotes frequentemente envolve produção rápida de peças idênticas simultaneamente, com cada peça passando por etapas separadas no processo de manufatura. Em tais cenários, um lote de peças não pode iniciar nova etapa se o lote anterior ainda estiver naquela parte do ciclo.

No passado, fabricantes de peças precisavam configurar uma ou várias máquinas-ferramenta (Torneamento ou Fresamento CNC) em várias configurações diferentes com fixadores especificamente projetados. Cada um manipulado por um operador em uma máquina.

Hoje, tais pedidos de lotes podem ser feitos com configuração única — por exemplo, com Centro de Usinagem 4+1 Eixos (D2-5AX/ D3-5AX).

Com ajuda de Trocador Automático de Peças (AWC), o operador configura a máquina e sistema e permite que rode independentemente. O operador só precisa monitorar ocasionalmente o processo, trocar ferramentas novas se necessário, retirar peças acabadas, ou carregar o sistema de automação com matérias-primas novas.

Enquanto isso, o operador poderia manusear uma segunda ou até terceira máquina/sistema.

Para rodar número de peças iguais — ou número de peças muito diferentes — você deve considerar se seu sistema de usinagem CNC pode trocar para as ferramentas de corte certas durante o processo de produção. Aqui entra o Trocador Automático de Ferramentas (ATC), permitindo peças com maior complexidade.

Quantas Estações Você Precisa em um Trocador Automático de Ferramentas (ATC)?

Para a maioria dos clientes, seus requisitos e aplicações podem ser atendidos com magazine de ferramentas de 60 estações. Tal sistema pode incluir um único Centro de Usinagem 5-Eixos D2-5AX/ D3-5AX com ATC 60 ou com AWC 8 / 20.

Caso haja necessidade de maior complexidade nas peças a serem feitas, ATCs maiores com 90, 120 ou até 320 estações podem entrar em jogo. Porém, como usuários finais têm orçamento limitado, tais ATCs maiores e mais flexíveis são frequentemente reduzidos em tamanho ou número. Além disso, não faz sentido manter tais porta-ferramentas por longos períodos pois poeira e sujeira assentam no cone e afetam a qualidade do run-out. Encher magazine com, digamos, 120 porta-ferramentas e ferramentas de corte requer investimento muito alto.

Em vez de apenas gastar em ATC maior, é importante verificar com seus clientes as peças mais comuns a serem feitas, ou quando novos pedidos para peças diferentes serão feitos. Você pode então determinar se ferramentas padrão podem ser compartilhadas entre aquelas peças, e quantas ferramentas são necessárias — sejam comuns ou não-padrão.

Aqui está a boa notícia. Um Centro de Usinagem 5-Eixos (seja 4+1 ou 5-Eixos) permite utilizar totalmente ferramentas padrão em sua configuração de usinagem. Isso porque a peça pode ser facilmente posicionada na posição de corte correta pela máquina.

Tal flexibilidade não é encontrada em Centro de Fresamento Vertical (VMC) ou mesmo Centro de Fresamento Horizontal (HMC) — em ambos, ferramentas customizadas ou fixadores especialmente projetados são necessários.

Nota: Se uma máquina CNC foi comprada e entregue ao usuário final, tecnicamente é possível trocar o ATC anexado por maior. Porém, você deve estar preparado para custo maior e processo tecnicamente complicado. Assim, aconselhamos que add-ons como ATCs sejam selecionados antes dos pedidos.

Estudo de Caso Produção em Lotes: Fabricante de Peças Semicondutoras

Gerente Chefe de Produção
Fabricação de Peças Semicondutoras, Singapura

Problema do Cliente: Processo de Manufatura Padrão Incapaz de Lidar

Cliente B, Gerente Chefe de Produção de Fabricante de Peças Semicondutoras, tem problema em atender múltiplos pedidos de manufatura das indústrias de semicondutores e eletrônicos.

Com Centros de Fresamento Vertical (VMCs) padrão, sua linha de produção lidava com peças de designs simples e apenas alguns fixadores customizados. Para tais trabalhos, o número de ferramentas para cada operação atender aquelas peças pode ser alcançado com tamanho padrão de ATC até 30 estações.

Contudo, com número crescente de pedidos e complexidade crescente das peças, tornou-se aparente para Cliente B que seu modo atual de operação não era sustentável. A manufatura padrão não lidava com as demandas de seus clientes, exigindo muitas máquinas e/ou operadores.

Solução: Hwacheon D2-5AX com ATC 60 e AWC 8

Para resolver os desafios do Cliente B, oferecemos configuração projetada para produção por lotes — Centro de Usinagem 5-eixos Hwacheon D2-5AX com ATC 60 e AWC 8.

Com essa configuração, Cliente B melhorou flexibilidade, produtividade e custo-efetividade de sua produção, permitindo que sua empresa aumentasse rentabilidade sem incorrer em custo adicional de máquina ou mão de obra.

Encorajado pelos avanços alcançados com Centro de Usinagem 5-Eixos e sistema Hwacheon, Cliente B comentou que definitivamente buscará próxima compra de máquina em configuração similar.

Conclusão

No ambiente de manufatura volátil e incerto de hoje, flexibilidade e adaptabilidade são chave na usinagem CNC.

Com configuração certa envolvendo máquinas multi-eixos, trocadores automáticos de peças (AWCs) e trocadores automáticos de ferramentas (ATCs), fabricantes de peças podem expandir mercados para atender clientes que exigem peças mais complexas com entregas rápidas. Tais configurações são ideais tanto para produções de Alta Variedade – Baixo Volume (HMLV) quanto por Lotes.

Oferecendo gama de centros de usinagem multi-eixos como o D2-5AX, a Hwacheon Machine Tools fornece soluções práticas e custo-efetivas para fabricantes de peças. Saiba como pode aproveitar nossas soluções preenchendo nosso formulário de contato hoje!