Principais Estratégias para Aumentar Produtividade e Rentabilidade em Sua Operação de Usinagem

A usinagem nunca é um processo barato — leva quantidades significativas de tempo, dinheiro, equipamento e experiência para ser bem feita.

Os proprietários da maioria das operações de usinagem, como resultado, estão cientes de como até pequenas decisões de negócios e mudanças de processo podem impactar produtividade e rentabilidade.

Para operações de usinagem modernas, alguns fatores-chave — como manutenção, condições de corte e treinamento — são os mais importantes a gerenciar.

1. Otimize para Vida da Ferramenta — Mas Saiba Onde Traçar a Linha

A manutenção é essencial para a função de qualquer operação de usinagem.

Otimizar a vida da ferramenta deve ser o objetivo, mas maximizar pode ser impraticável. Por exemplo, se uma ferramenta ou componente está se desgastando, mas ainda pode ter alguns ciclos antes de precisar de substituição, uma substituição antecipada pode ser uma opção melhor do que continuar arriscando falha.

Tentar maximizar a vida da ferramenta pode interromper fluxos de trabalho e tornar processos mais difíceis de otimizar, reduzindo ou cancelando a economia de custos que você pode ter assegurado. Práticas de oficina que equilibram otimização da vida da ferramenta contra otimização de processo podem ajudar a maximizar a economia.

Trocar todas as ferramentas em uma torreta ao mesmo tempo, por exemplo, pode ajudar a minimizar tempo de inatividade e tornar a documentação de reparos e manutenção muito mais fácil. Embora você possa perder alguma vida da ferramenta substituindo certos inserts muito cedo, a manutenção simplificada pode ajudar a compensar essas perdas potenciais.

2. Use a Abordagem de Manutenção Certa

A maioria dos proprietários de negócios considera a manutenção preventiva como a abordagem padrão ouro para manutenção de máquinas. Esta abordagem — que envolve reparar, inspecionar e substituir componentes em um cronograma definido — é eficaz e tipicamente estabelece a base para a maioria das estratégias.

Uma abordagem mais avançada, habilitada pela tecnologia IIoT, baseia-se em cima de uma abordagem de manutenção preventiva. Manutenção preditiva combina monitoramento de condição com algoritmos de big data para prever falha de máquina.

Sensores IoT ou "inteligentes" coletam informações sobre parâmetros operacionais críticos — como vibração, pressão, lubrificação e tempo. Esta informação é enviada para a nuvem, onde pode ser analisada por algoritmos especializados treinados em dados de manutenção de máquinas. Esses algoritmos podem detectar padrões em dados operacionais para prever quando uma máquina falhará ou precisará de manutenção.

A economia de custos da manutenção preditiva em combinação com cuidados preventivos pode ser significativa. Algumas pesquisas mostram que proprietários podem economizar 8%-12% sobre manutenção preventiva apenas e até 30%-40% sobre manutenção reativa.

Abordagens de manutenção reativa e puramente corretiva são tipicamente mais baratas no curto prazo, pois você só precisará desligar máquinas e fazer reparos conforme os problemas surgem. No entanto, essas estratégias de manutenção também são mais propensas a reduzir a vida útil do equipamento e às vezes podem levar a tempo de inatividade não planejado.

3. Aplique Técnicas de Corte Ótimas

Pequenas mudanças no processo de corte — como o arranjo de linhas de corte — podem ter um impacto significativo no tempo total de usinagem.

Ao cortar a laser, por exemplo, técnicas como agrupamento e ninho (nesting) podem ajudar a reduzir a distância que a cabeça do laser precisará percorrer, economizando tempo valioso. Eles também podem ajudar a reduzir desperdício de corte, o que é bom para operadores tentando abraçar princípios de manufatura enxuta.

Com agrupamento, peças são agrupadas para ajudar a reduzir o número de cortes que precisam ser feitos. Isso ajuda a minimizar desperdício e sucata inutilizável, bem como a distância de deslocamento da cabeça do laser.

Ninho é um processo mais complexo que envolve colocar peças de forma que compartilhem bordas comuns.

Ambos os processos podem ser complexos e podem requerer assistência de um parceiro de negócios com experiência em corte a laser — aplicá-los pode, no entanto, ajudar a reduzir significativamente o tempo necessário para corte a laser.

4. Otimize Condições de Corte

Condições de corte podem ter um impacto tão grande na eficiência de corte quanto as ferramentas que você usa e as técnicas que aplica. Um estudo sobre eficiência de usinagem descobriu que era possível reduzir tempo de preparação e usinagem em 35% e 55%, respectivamente, com as mudanças certas na ordem de usinagem, geometria de fundição, método de corte e condições de corte.

Agrupar operações semelhantes onde for prático — como fresamento de face, alargamento e furação — pode ajudar a simplificar significativamente o processo de usinagem, reduzindo tanto o risco de erro quanto o tempo que leva para fabricar uma peça.

Velocidade de corte, taxa de avanço e profundidade de corte podem ter um grande impacto na eficiência. Encontrar os parâmetros de corte ideais usando simuladores de usinagem e dados de trabalhos anteriores ajudará você a obter o máximo de suas ferramentas e acelerar o trabalho. Sensores inteligentes ou tecnologia similar de coleta de dados provavelmente podem ajudar você com a coleta de dados aqui também.

5. Empregue Tecnologia de Usinagem Inteligente

Em geral, a manufatura enxuta pode se beneficiar significativamente de tecnologia inteligente — sensores e dispositivos em rede simplificam o rastreamento de processos no local e melhoram o controle de qualidade.

Tecnologia inteligente também está se tornando cada vez mais útil para fabricantes que desejam estender a vida útil de suas máquinas.

Por exemplo, é uma boa prática conduzir testes regulares de vida da ferramenta e usinabilidade ao longo da vida útil de uma ferramenta. Esses testes, que medem desgaste contra velocidade da ferramenta, velocidade e profundidade de corte, fornecem aos proprietários de negócios dados concretos sobre como condições de usinagem e escolha da ferramenta impactam a vida útil da ferramenta.

Ao tomar decisões sobre parâmetros operacionais ou comprar novas ferramentas, esses dados são essenciais e podem ajudar um proprietário a estender significativamente a vida útil de novas ferramentas.

Operações de usinagem que dependem de soluções analógicas de manutenção e teste precisarão criar um cronograma regular de testes e processos de documentação para garantir que ferramentas sejam testadas regularmente e informações sobre desgaste e uso sejam registradas. Dados desses testes também precisarão ser armazenados de forma que possam ser analisados ou revisados posteriormente para tomar decisões mais informadas sobre trabalhos futuros ou investimentos.

Com dispositivos IoT, é possível automatizar grande parte desse processo. Dispositivos inteligentes podem registrar continuamente parâmetros operacionais, fornecendo dados ideais para proprietários calcularem vida restante da ferramenta e expectativa de vida útil da ferramenta.

Frequentemente, se você emprega uma solução de manutenção preditiva, já está rastreando grande parte dessas informações e tem os sensores necessários no lugar.

A mesma informação também pode ajudar você a otimizar condições de corte — comparando condições contra o tempo que um projeto leva, por exemplo, ajudará você a encontrar as condições ideais para minimizar o tempo de corte.

6. Tome Decisões de Negócios Baseadas em Dados

Escolha da ferramenta, ordem de operação, técnica, método de corte — para cada trabalho, existem muitas variáveis diferentes que você tem que considerar.

Decisões de negócios de longo prazo, como investir em uma nova máquina ou equipamento, podem se tornar ainda mais difíceis por esse motivo.

A melhor maneira de melhorar sua capacidade de tomar decisões informadas é coletando os dados certos. Informações sobre suas ferramentas — quais materiais se desgastam mais rápido ou quais métodos de corte otimizam a velocidade do projeto — ajudarão você a otimizar processos para maximizar a vida útil da ferramenta ou escolher ferramentas que duram mais sob as condições operacionais do seu local.

7. Digitalize a Documentação de Ferramentas

Manutenção e testes regulares funcionam melhor quando você tem uma boa estratégia de documentação. Métodos tradicionais de documentação que dependem de caneta e papel podem ser eficazes, mas frequentemente criam mais trabalho administrativo para você e sua equipe, aumentando o risco de erro quando funcionários estão registrando ou transcrevendo dados.

Digitalizar sua documentação é uma das melhores maneiras de reduzir erros e agilizar o processo de documentação.

Oficinas de todos os tamanhos geralmente podem pagar uma ou mais estações de trabalho que facilitam a entrada digital de novos dados sobre desempenho de ferramentas e manutenção. Sistemas IIoT podem enviar automaticamente registros digitais de desempenho e condições operacionais para o mesmo local onde registros manuais são armazenados.

Um processo de documentação padronizado também pode ajudar a reduzir a perda de conhecimento institucional à medida que funcionários sobem de cargo ou deixam o negócio.

8. Torne o Treinamento uma Prioridade

Usinagem eficaz depende de pessoal bem treinado — especialmente em oficinas onde o trabalho de engenharia de processo recai cada vez mais sobre operadores de máquina.

Oferecer integração, treinamento interno e fundos para treinamento externo ajudará a garantir que operadores entendam as máquinas que usam e tenham um bom senso de como operá-las de forma segura e eficiente.

Treinamento ajudará qualquer oficina a instilar boas práticas de trabalho nas operações diárias — aumentando a eficiência, reduzindo riscos e potencialmente estendendo a vida útil de ferramentas e equipamentos.

Otimizando uma Oficina de Máquinas para Eficiência e Produtividade

A tecnologia certa e mudanças de processo podem ajudar muito a melhorar a produtividade de uma oficina de máquinas. As condições certas, ferramentas e plano de manutenção, por exemplo, ajudarão qualquer oficina a reduzir tempo de inatividade não planejado e estender a vida útil da ferramenta.

Treinamento e processos de documentação eficazes ajudarão a reduzir a perda de conhecimento e garantir que o pessoal da sua oficina se torne ainda mais produtivo ao longo do tempo.