Economize 90% nos Custos de Peças de Chapa com Formação Incremental Robótica

Por que a conformação de chapa é tão cara!? Explicamos por que e mostramos como calcular quanto você poderia economizar usando formação incremental robótica.

Conformar material de chapa pode ser caro. A menos que você esteja fabricando grandes lotes de peças idênticas, o custo pode ser restritivo, particularmente se você é um fabricante de alta mistura, baixo volume.

O que você deve fazer? Deveria desistir de usar materiais de chapa? Não.

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

Neste artigo, explicaremos por que a conformação de chapa tradicional é tão cara e como você pode calcular sua economia potencial.

5 Fatores que Tornam a Conformação de Chapa Tradicional Cara

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

Um fator afeta enormemente o custo deste método:

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

Outros fatores que elevam o custo da conformação de chapa são:

2. Custos associados a ter muitos fornecedores — Matrizes são frequentemente feitas por fabricantes de matrizes externos. Isso não é ideal. Segundo pesquisa da consultoria McKinsey, uma grande diferença entre empresas prósperas e não prósperas era que elas limitavam seu número de fornecedores.
3. Longos prazos de entrega para matrizes — Fazer uma matriz leva muito tempo, particularmente comparado ao tempo de produção. Pode levar dias para projetar e fabricar uma matriz. A formação incremental pode ser completada em minutos ou horas (dependendo do tamanho e complexidade da peça).
4. Sucata — Estampagem profunda produz mais sucata. Embora a sucata possa ser vendida para recuperar alguns custos, significa que você deve comprar material de chapa extra para contabilizá-la. Por exemplo, um estudo descobriu que fabricar uma peça usando estampagem profunda requeria 12% mais material do que fabricar a mesma peça com formação incremental.
5. Lubrificante — Estampagem profunda requer mais e lubrificantes mais agressivos do que a formação incremental. Isso aumenta o custo de várias maneiras, incluindo exigir sistemas de exaustão especiais, filtros e roupas de proteção. Também pode adicionar até 10% do custo da peça para limpá-la depois.

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

3 Passos para Calcular se a Formação Incremental Vai Economizar Dinheiro

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

Existem três passos simples para descobrir:

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

Vamos olhar cada um destes passos um por um.

1. Calcule o Custo da Conformação Tradicional

O custo da conformação de chapa tradicional 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 tanto o custo de cada chapa formada quanto 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 usados.

O custo total de produção é então:

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

Exemplo

Usando o exemplo deste estudo de pesquisa, vamos imaginar que cada peça estampada profundamente requer 3,1 kg de material a um custo de $0,7/kg. Custa $25/hora para formar cada chapa e o processo de estampagem profunda pode produzir 420 peças por hora. Assuma 10% de custo 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 própria matriz é de $3000, dez vezes maior que o custo por peça. Portanto, o custo total de produção é $3122,15.

2. Calcule o Custo da Formação Incremental Robótica

A equação dada acima também pode ser usada para calcular o "Custo por Peça" da formação incremental robótica. O tempo de ciclo e o custo horário de formação serão maiores para formação incremental do que para estampagem profunda.

O custo total é então:

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

Exemplo

Baseando-se no mesmo estudo de pesquisa anterior, digamos que a formação incremental da mesma peça requer 1,7 kg por peça também a $0,7/kg. Custa $33/hora para o processo de formação robótica e pode produzir 7,5 peças por hora. Há um custo único de dispositivo de fixação de $41.

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

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

3. Calcule Seu Ponto de Equilíbrio

Qual tamanho seu lote precisa ter para justificar a estampagem profunda?

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

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

Para lotes pequenos, você frequentemente descobrirá que este é o caso.

Como Alcançar Formação Incremental Robótica com RoboDK

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

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