Estudio de viabilidad económica de la implantación de tecnología CNC en un taller metalmecánico.

Transcripción

1 Estudio de viabilidad económica de la implantación de tecnología CNC en un taller metalmecánico. Resumen Autora: Sonia Boza Rodríguez Titulación: Grado en Ingeniería en Organización Industrial Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles Curso académico 2014/2015

2 Resumen Se marca como objetivo de este trabajo comparar la tecnología convencional de los procesos de arranque de material con la CNC. Para esto, se requiere explicar los pasos llevados a cabo para alcanzar las conclusiones finales. Para poder llevar a cabo la comparativa mencionada, se ha diseñado un taller modelo el cual se sitúa en un polígono industrial en Gran Canaria. Este taller, ha sido dimensionado siguiendo los datos estadísticos que se han podido obtener del ISTAC y, asimismo, tomando como referencia cuatro talleres de Gran Canaria. Partiendo de estos datos, se ha decidido dividir la nave en tres zonas principales según la tipología de piezas que abunda en el sector metálico de la isla. Estas zonas son: zona de arranque de material, zona de soldadura y zona de deformación y corte. Cada una de ellas tiene una maquinaria asociada; la zona de soldadura tiene dos equipos, uno de MIG-MAG y otro de TIG, en la zona de deformación y corte se ubica una plegadora y, en la zona de arranque de material hay una limadora, un torno, una fresadora, un taladro y una sierra. Todas estas máquinas son de tecnología convencional y responden a la potencia y dimensiones adecuadas para la fabricación de la tipología de piezas elegida. El análisis del trabajo se centra en complementar el taller modelo convencional con un torno y una fresadora CNC. Estas máquinas están clasificadas dentro de los procesos de arranque de viruta, que es aquel proceso de mecanizado que tiene como objetivo cortar o esculpir el material, normalmente metálico, para obtener una pieza final con las características deseadas. Para ello, el material se elimina de forma progresiva en forma de viruta. Estos procesos dependen de muchos parámetros distintos que, en su conjunto, harán que la pieza final tenga las dimensiones y el acabado deseado. Entre ellos, es muy importante la formación de la viruta ya que, de esto depende mucho la calidad de la pieza final. Y otro aspecto muy importante y crucial en el proceso es la selección de una buena herramienta, pues esta es la que está en contacto directo con la pieza, siendo el material y la geometría de la misma las dos características más importantes de una herramienta. Las máquinas más comunes en el proceso de arranque de material son el torno, la fresadora, el taladro, la sierra y la limadora. Como se ha dicho anteriormente, el trabajo se centra en la incorporación de torno y fresadora de una nueva tecnología por lo que, se destaca la definición de ambos procesos. En el torno, la pieza a mecanizar se hace girar 1

3 mientras la herramienta de corte avanza en la dirección deseada para conseguir la superficie requerida. Sin embargo, en la fresadora, se hace pasar la pieza por una herramienta giratoria con varios filos cortantes. A partir de este punto, se decide incorporar maquinaria de tecnología CNC que hace referencia al control de una máquina programada a través de un ordenador. Esta posible incorporación, se debe a las múltiples ventajas que destacan de esta tecnología como son el uso constante de la máquina sin interrupciones, la gran precisión, la reducción de mano de obra, la reducción del despilfarro de metal, posibilidad de simulación del proceso y la disminución del tiempo de producción. Sin embargo, también tiene inconvenientes como los costes de la maquinaria, la cualificación del personal y el coste de mantenimiento. A esto hay que añadir que, en maquinaria CNC se hace imprescindible el uso de traladrina, que también se usan en la tecnología convencional pero en menor medida. Este fluido es un producto con poder lubricante y refrigerante que se usa en aquellos procesos en los que hay contacto directo entre la pieza y la herramienta. Por lo tanto, esto es un gasto que se añade a la maquinaria de control numérico. Es por esto que, se plantea un estudio de viabilidad económica para verificar la rentabilidad de la nueva tecnología. La nueva distribución del taller modelo, incluirá un torno y una fresadora CNC, ambas escogidas nuevamente según las dimensiones de las piezas típicas y de la potencia necesaria. Para poder llegar a las conclusiones finales, se ha realizado un Estudio de Viabilidad Económica. Previo a este estudio se ha puesto un ejemplo de una pieza tipo para plantear un problema de Economía de Mecanizado, que dará los resultados de costes y tiempos de producción de tres estrategias diferentes de producción: coste de producción mínimo, tiempo de producción mínimo y máxima eficiencia. Como la empresa será la encargada de escoger la estrategia de producción que le sea más conveniente en cada momento, los resultados se representarán en todo caso teniendo en cuenta las tres estrategias. Tras obtener estos resultados, podrá iniciarse el Estudio de Viabilidad Económica. Un estudio de viabilidad puede ser aplicable tanto para un proyecto de una nueva empresa como para evaluar la posible ampliación o expansión de un negocio que ya existe, como es el caso. Este sirve para saber si resulta viable establecer o ampliar una empresa en base al rendimiento económico que se obtendría de la misma. Además, no existe un método universal para llevar a cabo este tipo de estudios ya que cada proyecto es diferente. 2

4 Coste ( ) Estudio de viabilidad económica de la implantación de tecnología CNC en un taller metal-mecánico Debido a que, nuestro proyecto no tiene un tiempo estimado de finalización, y de los datos que disponemos, el estudio de viabilidad de este trabajo se centrará en la comparativa de costes de las dos tecnologías estudiadas y ya conocidas comercialmente hablando. No obstante, hay que destacar que, para que una empresa sea económicamente viable, esta debe tener beneficios por lo que, se establece que, los ingresos que obtenga la empresa deben ser superiores a los costes que obtengamos en esta comparativa. En el caso de una empresa dedicada a operaciones de mecanizado, los costes de la empresa son aquellos desembolsos económicos necesarios para que, partiendo de una materia prima o producto semielaborado, se obtenga una pieza o un conjunto mecánico, fundamentalmente por medio de procesos de arranque de viruta. Los costes tenidos en cuenta para la comparación de las dos tecnologías serán: de producción, de taladrina, de energía, de mantenimiento y el coste del material, que en este caso, la pieza es de la aleación 6063 de aluminio, por su buena maquinabilidad. Además, se han planteado dos escenarios, uno en el que el lote de producción trimestral es de 200 piezas y otro en el que el lote es de 5000 piezas. Los resultados de los costes unitarios obtenidos según el lote, se representan de manera global en la siguiente gráfica: Coste unitario lote 200 piezas Coste unitario lote 5000 piezas 3,400 3,500 3,350 3,000 3,300 2,500 Coste ( ) 3,250 3,200 3,150 Máq. Convencional Máq. CNC 2,000 1,500 1,000 Máq. Convencional Máq. CNC 3,100 0,500 3,050 CPM TPM Max.Ef 0,000 CPM TPM Max.Ef Con esto, podemos concluir que, en ambos lotes, el coste es menor para la tecnología de control numérico. Además, se deduce que, a medida que aumenta el número de piezas a producir, los costes unitarios se van reduciendo considerablemente, como se puede observar en las tablas de resultados. 3

5 A esto, además se le debe sumar la diferencia ventajosa en los tiempos de producción para la tecnología CNC. Ya en algún apartado anterior se habían enumerado aquellas ventajas que ofrecía esta nueva maquinaria por lo que, con esto y con los resultados obtenidos, se puede concluir que, la inversión en una máquina con tecnología CNC es una acción acertada por parte de la empresa. Esta inversión será más efectiva, en cuanto a costes, cuanto mayor sea la producción de la empresa. Como ya se comentó, para que esta incorporación fuera viable para la empresa, esta tendría que obtener unos ingresos superiores a los costes obtenidos, pues esto se traduciría en beneficios. Alumna: Sonia Boza Rodríguez Firma: 4