Costo de fabricación de chapa metálica: todo lo que necesita saber

“El componente más crucial en la fabricación es hoja de metal. La chapa se utiliza para crear diversas piezas mecánicas para diversas aplicaciones, desde las industrias automotriz, médica y aeroespacial hasta los productos que utilizamos a diario”.

Fabricación de chapa Es uno de los métodos de bajo costo, donde los ingenieros eligen la hoja adecuada y diseñan los componentes o el producto completo según las especificaciones requeridas. Luego, los mecánicos llevan a cabo diversos procesos de mecanizado para crear el artículo según el diseño,

Este artículo repasará brevemente los costo de fabricación de chapa metálica, factores que afectan y formas de minimizar los costos durante todo el proceso.

Enfoque de estimación de costos

En la industria manufacturera existe un cálculo de costes muy genérico para la fabricación de chapa: el coste de fabricación es tres veces mayor que el de la chapa. Sin embargo, varios factores afectan el costo de fabricación de chapa. Repasemos los aspectos importantes que influyen en el coste de fabricación de chapa a lo largo de todo el proceso.

Desglose del ciclo de producción

El proceso de fabricación de un producto no es el mismo que el de otro. Por lo tanto, es fundamental desglosar el ciclo de producción antes de evaluar los costos de fabricación.

Para el desglose del ciclo de producción, determine todas las materias primas y operaciones de mecanizado necesarias para el proyecto. Por ejemplo, podrías necesitar chapa de acero, tuercas y pernos de latón si estás haciendo una caja de herramientas. Además de las chapas, para los componentes complejos se necesitan otras materias primas.

Mire el gráfico de desglose del ciclo de producción a continuación para obtener una comprensión más profunda.

Ciclo de producción de la operación de mecanizado.

Pasos para el cálculo de costos

Después de desglosar el ciclo de producción, calcule el costo del diseño, los materiales, la operación de mecanizado, el mecánico, el posprocesamiento y otros cargos para que pueda estimar el costo total del proyecto con mucha precisión.

Paso 1: costo de la materia prima

Después de tomar una decisión sobre la materia prima, determine qué cantidad de cada material se necesita para fabricar un solo producto. Al estimar la cantidad de material, no olvide tener en cuenta los restos. Dado que la chapa metálica normalmente se vende por kg, el costo debe determinarse por kg.

Costo del material = volumen x densidad del material de chapa x costo por kg.

Si hay láminas de diferentes materiales, repite este paso para cada una.

Paso 2: Costo de diseño

Diseñar es crear un producto virtual en software de computadora o en papel para encontrar el flujo de trabajo de todo el proyecto. Es un paso esencial en la fabricación de chapa para optimizar la calidad del producto y reducir costos. Por lo tanto, los ingenieros consideran diversas cuestiones técnicas y financieras al diseñar un producto: la complejidad de las geometrías, el nivel de experiencia del ingeniero, la tolerancia requerida y más.

Paso 3: costo de mecanizado

Varias operaciones de mecanizado

El costo de mecanizado en la fabricación se expresa por hora, incluido el costo de inversión, el costo de los operadores y trabajadores, el costo de mantenimiento, el costo de la electricidad, el costo del área ocupada y otros artículos consumibles. Los consumibles incluyen lubricantes, matrices, filtros y gases: todo lo que consume la máquina además de la electricidad.

Tabla: Todos los costos de mecanizado y método de cálculo.

El coste total de mecanizado por hora es la suma de todos los costes enumerados anteriormente y, además de estos costes, los fabricantes añaden el margen de beneficio del mecanizado por hora.

Casi cada fabricación de chapa implica un ciclo de mecanizado diferente, como se analizó anteriormente en el ciclo de descomposición de la producción. Por lo tanto, es necesario calcular el costo de mecanizado para cada ciclo porque el producto del mecanizado 1 se convierte en materia prima para el proceso de mecanizado posterior hasta que el producto esté listo para su uso.

Paso 4: costos generales

 Coste de estructuras, costes de consultas, costes de servicios y coste de otras administraciones que trabajan en una empresa fabricante.

Paso 5: el costo total de fabricación

El costo total es la suma de todos los costos calculados en los pasos anteriores, desde el diseño del producto hasta los costos generales.

Costo total = (Costo de chapa) + (Costo total de mecanizado / hora) x horas de operación + Costo de diseño + Gastos generales

Factores a considerar para la estimación

Antes de discutir las opciones para reducir costos, analicemos primero los aspectos que afectan el costo de la fabricación de chapa. Comprender cada uno en detalle puede ayudarte a optimizar tu presupuesto.

Número de chapa y calibre

La primera y más importante consideración es el tipo de material que necesita para su componente, que está determinado por el uso previsto del producto final. Por ejemplo, el aluminio, el acero, el latón y el titanio son las láminas más utilizadas en la fabricación de chapa metálica. Mientras que el latón y el titanio son más caros, el acero es el más barato. Además, la selección de un calibre perfecto reduce el coste de la chapa porque, al seleccionar el espesor adecuado, se ahorra mucho peso extra.

Tecnología usada

El costo de mecanizado influye principalmente en los costos de fabricación de chapa, ya que aumenta cuando se utiliza maquinaria más sofisticada y procesos que requieren mucha mano de obra. Por ejemplo, si elige la soldadura por rayo láser cuando MIG también puede crear la unión requerida para el producto, será más costoso.

Tolerancia

El costo aumentará si necesita piezas repetibles y de tolerancia estricta porque su mantenimiento requiere esfuerzo y configuración de herramientas adicionales. También se necesitarán diferentes ingenieros de control de calidad para monitorear y evaluar el proceso si los componentes requieren una tolerancia estricta.

¿Cómo reducir el costo de fabricación de chapa? 

Los clientes descubren con frecuencia que los precios de la fabricación de chapa son ligeramente más altos de lo esperado. Sin embargo, hay formas de reducir costos considerando diferentes elementos y haciendo selecciones inteligentes.

• Usando parámetros precisos: Se requieren parámetros y requisitos de diseño precisos para una estimación adecuada. Así que asegúrese de incluir todas las especificaciones y características que necesita en el producto; hacerlo ayudará a realizar una estimación precisa y ahorrará costos gracias a un flujo de trabajo mejorado.
• Diseño flexible: Los elementos especializados y avanzados en el diseño de chapa pueden verse mejor, pero su fabricación cuesta mucho porque puede requerir mucho tiempo e ingenieros y operadores expertos. Por lo tanto, la simplicidad en el diseño y al mismo tiempo mantener la funcionalidad del componente o producto objetivo reduce el costo. Por ejemplo, si bien no hay riesgo de lesiones según el lugar de instalación y la interacción del producto con los usuarios, los bordes perfectamente biselados pueden no usarse y aumentar el costo.
• Material y espesor de chapa perfectos: Antes de seleccionar el material de la chapa, considere las propiedades mecánicas como resistencia, dureza, tenacidad y durabilidad. Luego, haga una lista de los costos de las hojas de diferentes materiales que se ajusten al rango requerido de estos factores. Luego, analice el espesor perfecto que proporcione el requerimiento.
• Utilice la máquina y el proceso perfectos: La tecnología y los procesos de mecanizado adecuados ayudan a reducir los tiempos y minimizar la chatarra, bajando el coste de fabricación de la chapa. Después del diseño, prepare el flujo de trabajo y utilice la máquina y la tecnología adecuadas. Por ejemplo, una máquina CNC podría requerir mucho menos tiempo y costo que un torno convencional mientras se preparan los componentes de freno para automóviles.
•  Producción a gran escala: Fabricar el mismo artículo para cantidades grandes reduce el costo por artículo. Diseñe varios costos generales, como consultas y gastos administrativos, y el cargo estructural no se repetirá.

Estrategias de producción de chapa metálica para el control de costes

Planificar la producción de manera eficiente permite diferenciar los proyectos rentables de los deficitarios. Las estrategias de fabricación pueden tener un impacto significativo en sus resultados. Explore las estrategias clave para controlar los costos en el proceso de fabricación.

Anidamiento eficiente de materiales

Un programa de anidamiento puede aumentar el aprovechamiento del material de los bordes hasta en un 30 %. Esta optimización se traduce directamente en ahorros en los costos de material gracias a la reducción de desperdicios. El anidamiento optimiza el uso de las láminas y minimiza los desperdicios. El valor de un buen anidamiento aumenta con las grandes series de producción. Cada lámina que se procesa de manera eficiente multiplica los ahorros.

Beneficios de compra al por mayor

A menudo se ofrecen descuentos por volumen al comprar láminas de metal de tamaño estándar en grandes cantidades. Las empresas con una necesidad constante de chapa metálica pueden ahorrar dinero estableciendo relaciones con proveedores que ofrecen precios al por mayor. Las compras al por mayor pueden resultar en mejores precios. Aproveche los descuentos por volumen planificando sus compras. Abastezca su inventario con los materiales que usa con frecuencia para facilitar las compras al por mayor.

Planificación del volumen de producción

El aumento de la cantidad reduce el costo por pieza. Debido al alto costo de preparación y diseño, las piezas únicas suelen ser más caras. Incluso pequeños incrementos en la cantidad del pedido pueden reducir significativamente los costos unitarios. Pida piezas al por mayor si las necesita pronto. Combine varios pedidos pequeños en lugar de distribuirlos.

Capacidades de acabado internas

Al realizar internamente operaciones como el desbarbado o la pintura, se evitan sobreprecios y retrasos en los envíos. Si bien la subcontratación de servicios de acabado garantiza resultados profesionales, contar con recursos propios reduce los costos. Evalúe qué tareas de acabado puede realizar usted y su equipo. Compare el costo de la inversión en equipos con los gastos recurrentes de la subcontratación. Algunas operaciones se realizan mejor internamente que otras.

Construya relaciones sólidas con los proveedores

Es beneficioso trabajar con fabricantes experimentados que comprendan la importancia de la optimización de costos. Muchos talleres ofrecen revisiones de diseño gratuitas para identificar áreas de mejora en la fabricación. Estos servicios ayudan a perfeccionar los diseños antes de que comience la producción. Las relaciones sólidas con los proveedores generan beneficios mutuos. Los proveedores se convierten en algo más que simples vendedores; son socios clave para su éxito.

Optimización del diseño de chapa metálica para lograr una mayor rentabilidad.

La fabricación de piezas metálicas de precisión no tiene por qué ser costosa. La tecnología moderna ha hecho que el trabajo de precisión de la más alta calidad sea más asequible y accesible que nunca. Comprender estos avances tecnológicos le ayudará a obtener resultados precisos a un costo razonable.

Tecnología CNC moderna

Los equipos CNC modernos ofrecen tolerancias estrictas con eficiencia. El corte por láser permite trabajar con formas complejas rápidamente y sin mucho tiempo de preparación. Estas tecnologías posibilitan un trabajo de mayor precisión. La automatización CNC aumenta la repetibilidad y reduce los errores humanos. Los costos iniciales de configuración se distribuyen entre varias piezas de producción.

Integración del control de calidad

Las inspecciones en cada etapa permiten detectar problemas con antelación, cuando son más fáciles de solucionar. Six Sigma es una metodología empleada por fabricantes avanzados para reducir las variaciones y los defectos en los procesos. Esto se traduce en menos piezas rechazadas y menores costos. El control de calidad en la producción reduce la necesidad de costosos retrabajos. Incorpore puntos de inspección en sus procesos de fabricación.

Diseño para la Manufacturabilidad

Las características sencillas del diseño de chapa metálica, alineadas con las capacidades de fabricación estándar, permiten un procesamiento más rápido y preciso. Consultar con los fabricantes en las primeras etapas del diseño permite identificar posibles problemas antes de que se conviertan en costosos inconvenientes. Los principios de diseño para la fabricación garantizan una producción eficiente de las piezas. La participación temprana del fabricante en la fase de diseño ahorra tiempo y dinero. Su colaboración le permite ahorrar tiempo y dinero.

Experiencia en selección de materiales

Los distintos metales se comportan de manera diferente durante el corte, el doblado y el conformado. Elegir materiales que se mecanicen bien para su aplicación específica reduce el desgaste de las herramientas y los tiempos de ciclo. El acero inoxidable 304 ofrece buenas características de fabricación y resistencia a la corrosión. El aluminio 6061 proporciona una excelente maquinabilidad para piezas de precisión. Para obtener los mejores resultados, adapte el material elegido a sus métodos de fabricación.

Ventajas del software CAD

El software con funciones específicas para chapa metálica puede optimizar el diseño. Estas herramientas calculan con precisión los patrones planos y tienen en cuenta los márgenes de plegado. Además, detectan posibles problemas de fabricación antes de enviar los archivos a producción. Al usar el software de diseño adecuado, puede reducir errores y garantizar que las piezas se fabriquen según lo previsto. Invierta en herramientas para trabajar con chapa metálica.

Costes ocultos de chapa metálica que los ingenieros suelen pasar por alto

Chatarra

El desperdicio de material se produce al cortar, perforar o doblar. Elegir un grosor incorrecto o una mala disposición de las piezas aumenta significativamente el desperdicio. Incluso pequeños porcentajes de desperdicio se acumulan rápidamente y generan costos adicionales. Una planificación adecuada y la optimización del material pueden reducir el desperdicio y ahorrar dinero.

Rehacer

El retrabajo se produce cuando las piezas no cumplen con las especificaciones de diseño. Esto aumenta la mano de obra, el consumo de materiales y el tiempo de máquina. La falta de comunicación en los planos o las tolerancias poco claras suelen provocar retrabajos. Los procesos optimizados y la documentación clara ayudan a minimizar los costos de retrabajo.

Tolerancias demasiado estrictas

Las tolerancias excesivamente estrictas obligan a realizar pasos adicionales de mecanizado e inspección. En la mayoría de los casos, aumentan los costos sin mejorar la funcionalidad. Muchas piezas funcionan perfectamente con tolerancias ligeramente más amplias y alcanzables. Revisar las tolerancias de diseño teniendo en cuenta la fabricación evita gastos innecesarios.

Cambios de diseño tardíos

Los cambios en la fase final del diseño interrumpen la planificación de la producción. Pueden requerir nuevas herramientas, materiales o la reelaboración de piezas existentes. Cada cambio tardío aumenta la mano de obra y retrasa los plazos de entrega. La colaboración temprana entre diseño y fabricación evita costosas modificaciones de última hora.

Conclusión

Para el sector manufacturero, la chapa es especialmente rentable y versátil. La suma de los costos asociados con la fabricación de láminas de metal comprende el precio del metal en sí, el costo de diseñarlo y mecanizarlo, algunos costos generales y los márgenes de beneficio del fabricante. Este artículo proporciona un método sencillo para determinar el costo total de fabricación.

El artículo analiza muchos elementos que tienen un impacto en los precios. No importa cuán complicado sea el proceso de minimización de costos, sigue siendo crucial. La idea de reducir el costo sin comprometer el desempeño y las características del componente o producto objetivo surge del conocimiento del elemento que influye y de los procesos de estimación precisos.

Estimación de costos de fabricación de chapa Al trabajar con nosotros, estimar los costos de fabricación de chapa ya no es complejo. Contamos con ingenieros expertos trabajando en servicios de fabricación de chapa por mas de una decada. Además, brindamos servicios profesionales de fabricación de chapa, como mecanizado CNC, extrusión de aluminio y acabado de superficies. Así que si necesitas alguna superficie relacionada no dudes en consultarnos. Contactar con nosotros.

FAQ’s

¿Qué lámina de material es la mejor para mi proyecto?

 Depende de las especificaciones y propiedades mecánicas requeridas para su proyecto. Por ejemplo, una lámina gruesa de acero inoxidable sería la mejor opción si necesita el producto para un ambiente húmedo.

¿Es la fabricación de chapa un proceso rentable?

Sí, es un enfoque rentable, especialmente para producciones de gran volumen. 

¿Cuáles son los factores que influyen en el costo de la fabricación de chapa?

Varios factores incluyen la complejidad del diseño, el espesor de la lámina, la tecnología utilizada, la tolerancia requerida y otros.

¿Cuáles son los costos importantes incluidos en la fabricación de chapa?

 El costo de la lámina, el costo de mecanizado, el costo de diseño y los gastos generales son los costos asociados con el costo de fabricación.