Compreender as 5 maneiras de reduzir os custos na fabricação de chapas metálicas pode ter um impacto significativo em seus resultados. A matéria-prima geralmente representa 86% do custo total e, portanto, a otimização dos materiais é um aspecto essencial no controle do custo geral. Este roteiro passo a passo examina as práticas recomendadas que os principais fabricantes empregam para obter uma redução de custos decisiva de até 25% sem sacrificar a qualidade ou a funcionalidade.

O custo das operações, juntamente com a qualidade, surgiu como um fator importante para a realização de negócios no atual ambiente competitivo de fabricação. O proprietário típico de uma casa nos EUA gasta em média $1.581 quando se trata do custo de fabricação de chapas metálicas de um projeto personalizado, sendo que os preços estão entre 418 e 3.018. No entanto, a otimização de custos é uma meta crucial de lucratividade para os fabricantes envolvidos em projetos de escala industrial, uma vez que os riscos são muito maiores nesse caso.

Por que o custo da fabricação de chapas metálicas é o mais importante de todos os tempos?

Fabricação de chapas metálicas é um setor que está se transformando mais rapidamente do que nunca. O tamanho do setor mundial de fabricação de chapas metálicas em 2020 foi estimado em 17,2 bilhões, e espera-se que cresça a uma taxa de crescimento anual composta de 2,7 entre 2021 e 2028. 

No entanto, alguns desafios de longa data com os quais os fabricantes vêm lutando são a volatilidade dos preços dos materiais, o risco da cadeia de suprimentos e o desenvolvimento de um número crescente de requisitos em componentes de precisão.

Os custos de fabricação podem ser amplamente categorizados em três, a saber, o custo de mão de obra direta, o custo de material direto e o custo indireto. O conhecimento desses elementos de custo permite que os fabricantes saibam onde implementar mudanças estratégicas que levarão a grandes economias.

De acordo com a experiência da EliteMold Tech, as empresas que adotaram um rigoroso plano de otimização de custos de fabricação tendem a estar à frente da concorrência no que diz respeito a preço e prazo de entrega. Descobrimos que as decisões de projeto tomadas no início do processo têm o maior impacto durante a fabricação final.

Os 5 melhores métodos para otimizar os gastos na fabricação de chapas metálicas

1. Otimizar o design para fabricação

O projeto para fabricação é o método de custo mais eficaz. O custo na fase de projeto é normalmente de 5% do custo total de um produto comercializado, mas a decisão inicial pode aumentar o custo ou reduzi-lo substancialmente. Soluções importantes de otimização de design:

Simplifique as geometrias: Minimize as dobras, os cortes e as geometrias complexas que tornam a produção demorada.

Use raios de curvatura comuns: Selecione o ferramental com flanges e raios de curvatura comuns para que a troca seja simples e econômica

Reduzir a necessidade de soldagem: Sempre que possível, reduza a necessidade de usar juntas soldadas procurando soluções de flexão.

Consolidar peças: Divida as várias partes em uma única peça e economize tempo montando as peças

Locais de aplicação: A A empresa de fabricação de automóveis otimizou a construção de um painel do capô, otimizando o raio de curvatura e minimizando o consumo de material, o que se traduziu em uma economia de 15% durante a fabricação. Dicas para implementação prática:

• Desenvolva o padrão plano com a ajuda do software CAD que possui ferramentas específicas para chapas metálicas para obter um plano preciso
• Manter comprimentos de flange consistentes em todos os projetos para otimizar a produção
• Evite colocar furos em áreas críticas de flexão para evitar deformações

2. Seleção e utilização estratégica de materiais

O maior custo da fabricação de chapas metálicas é o custo do material. Escolhas inteligentes de materiais podem resultar em economia direta de custos, mas sem perda de desempenho.

Práticas recomendadas de seleção de materiais:

• Selecione materiais comuns: O alumínio (6061-T6 ou 5052-H32), o aço (CRS1008) e o aço inoxidável (304-2B) são chapas metálicas padrão prontamente disponíveis, que nunca são encomendadas de forma especial, portanto, não há cobranças de pedidos especiais
• Otimize a espessura: Torne o material mais fino, a menos que haja um problema estrutural que não permita isso
• Considere os substitutos: Analisar materiais mais baratos que possam funcionar com as mesmas funções
• Compre o tamanho padrão: As folhas padrão usam tamanhos de produtos padrão que não atraem preços premium

Técnicas avançadas de utilização de materiais:

• Otimização de aninhamento: Desenhe padrões planos com uma margem de ¼" a ½" ao redor de cada peça, considerando a zona morta de 1″ - 4″ na direção Y. Escolha materiais populares: O alumínio (6061-T6 ou 5052-H32), o aço (CRS1008) e o aço inoxidável (304-2B) são chapas metálicas padrão bem conhecidas, não sendo tão comuns em pedidos especiais que possam ser cobrados
• Minimizar a espessura: A menos que haja um problema estrutural que não permita isso, torne o material mais fino
• Procure alternativas: Analisar materiais mais baratos que possam operar com as mesmas funções
• Tamanho padrão Comprar: As folhas de tamanho padrão utilizam tamanhos de produtos padrão, que não são premium.

Seleção do método de corte:

Corte a laser: Ideal para formas complexas com requisitos de alta precisão

Perfuração: Econômico para furos padrão e geometrias simples

Abordagens combinadas: Use vários métodos estrategicamente com base nos requisitos da peça

Integração de automação: A automação/robótica pode ajudar a aumentar a eficiência, a redução de custos e a segurança do processo de fabricação. Os sistemas de soldagem robótica têm o potencial de economizar uma grande quantidade de horas de trabalho com maior precisão, que está fora de alcance quando se lida com medidas maiores.

Otimização da configuração: Reduzir as trocas de ferramentas de peça para peça, padronizando as ferramentas em peças semelhantes para otimizar os tempos de troca ou reduzir os custos relacionados à configuração.

4. Economia e planejamento do volume de alavancagem

O planejamento estratégico da produção pode trazer vantagens significativas de custo por meio de economias de escala e melhor utilização de recursos.

Redução de custos com base no volume:

Produção em lote: Agrupe peças semelhantes para maximizar a eficiência da configuração

Planejamento anual: Previsão de necessidades para negociar melhores preços de materiais

Otimização de estoque: Equilibrar os custos de transporte com descontos para compras em massa

Estudo de caso: A Estes reduziu o custo de um cliente em 25% e o prazo de entrega de seis semanas para dez dias por meio da implementação da manufatura enxuta. Essa melhoria permitiu que o cliente retomasse a produção de fornecedores estrangeiros.

Estratégias de aquisição:

• Estabelecer parcerias com fornecedores que ofereçam compras diretas na fábrica
• Negociar contratos de longo prazo para estabilidade de preços
• Considere programas de inventário em consignação para itens de alto volume

5. Minimizar operações secundárias e acabamento

As operações secundárias geralmente representam centros de custos ocultos que podem ser otimizados por meio de planejamento estratégico e abordagens alternativas.

Redução de custos de acabamento:

Seleção de tratamento de superfície: O revestimento em pó geralmente é muito mais fácil de aplicar do que a tinta úmida e não afeta significativamente os prazos de entrega. Essa opção pode reduzir os custos de material e o tempo de processamento.

Otimização da tolerância: Especifique tolerâncias rígidas somente quando for funcionalmente crítico. As tolerâncias padrão reduzem os requisitos de inspeção e a complexidade do processamento.

Simplificação da montagem: Projete componentes para uma montagem eficiente, a fim de reduzir a necessidade de mão de obra e as possíveis taxas de erro.

Combinação de controle de qualidade:

Introduzir o controle de qualidade durante o processo para evitar retrabalho e desperdício desnecessariamente caros. A identificação do problema em seu estágio inicial evitaria o aumento dos custos no final do processo.

Medidas de desempenho Indicador-chave de desempenho (KPI)

Acompanhe essas métricas para avaliar a eficácia de suas 5 maneiras de reduzir custos na implementação da fabricação de chapas metálicas:

Taxa de utilização de material: Eficiência do alvo 85-90%

Redução do tempo de configuração: Medir melhorias na troca

Rendimento na primeira passagem: Monitorar as melhorias de qualidade

Custo total por peça: Acompanhar as tendências gerais de custo

Redução do lead time: Melhorias na entrega de documentos

Benchmarks de travertino e mármore do setor

Um dos maiores custos da fabricação de chapas metálicas está relacionado às matérias-primas, portanto, a otimização de materiais desempenha um papel essencial na redução de custos. Normalmente, os melhores produtores:

• Taxas de utilização de material acima de 85%
• Redução do tempo de configuração do 30-50% por meio da padronização
• Proporcionando melhorias de qualidade que geram rendimentos de primeira passagem de mais de 95%
• Economia geral de 15 a 25% como resultado da otimização saudável

Implementação da redução de custos

Fase 1: Avaliação e planejamento (semanas 1 a 2)

• Determinar oportunidades de melhoria de alto impacto
• Construção do cronograma de implementação

Fase 2: Otimização do projeto (semanas 3 a 6)

• Examinar os projetos atuais para verificar as possibilidades de simplificação
• Padronizar os raios de curvatura e os requisitos de ferramentas
• Estabelecer regras de projeto para fabricação

Fase 3: Melhorias no processo (Semana 7-10)

• Otimize o agrupamento de materiais e o uso de materiais. Otimize o aninhamento de materiais e o uso de materiais.
• Maximizar o processo de fabricação
• Aplicar melhorias no controle de qualidade

Fase 4: Torná-lo melhor (ilimitado)

• Rastrear KPIs
• Racionalizar os processos em relação aos resultados
• Escala de práticas positivas em todas as iniciativas

Armadilhas a serem evitadas

Ter informações sobre possíveis obstáculos contribuirá para o sucesso da implementação:

• Engenharia excessiva: Não há necessidade de tornar nada excessivamente complicado para aumentar os custos
• Planejamento deficiente: Um planejamento inadequado pode não revelar oportunidades de otimização. Não é um
• Resistência à mudança: Lidar com a resistência da organização a novas formas de fazer as coisas
• Imagem de curto prazo: Relatórios de curto prazo entrariam em cena para obter benefícios de longo prazo, em vez de meras economias apenas no curto prazo

Tendências futuras na otimização de custos

O setor de fabricação de chapas metálicas continua evoluindo com novas tecnologias e abordagens:

• Tecnologia de gêmeos digitais para otimização de processos
• Software de aninhamento com tecnologia de IA para utilização máxima do material
• Integração da manufatura aditiva para geometrias complexas
• Processos de fabricação ecologicamente corretos que minimizam o desperdício e o custo de produção de energia

Perguntas frequentes

Como os preços da fabricação de chapas metálicas podem ser minimizados mais rapidamente?

O efeito mais rápido é obtido pela otimização do projeto. Sem investimentos significativos em equipamentos, reduções de custo de 10% a 20% podem ser feitas imediatamente por meio da simplificação das geometrias, da padronização dos raios de curvatura e da racionalização do uso de materiais.

Quais são as economias que a seleção adequada de materiais pode proporcionar em relação à fabricação?

Ao avançar na escolha estratégica de materiais, é possível economizar 15-30%. Os materiais padrão de uso, a maximização da espessura e a eficiência do agrupamento são essenciais. Essa área em que a otimização é mais importante seria a de matérias-primas, pois elas constituem de 40 a 60% do custo total de fabricação.

É econômico automatizar também para reduzir custos?

A automação tem uma grande vantagem a longo prazo, principalmente quando o volume de produção é alto. Embora os custos iniciais sejam altos, os sistemas robóticos podem economizar custos de mão de obra em mais de 30-50 % e aumentar a consistência geral e, portanto, os custos de produção.

Como o software de design pode ajudar a reduzir os custos?

O software de CAD naval que inclui ferramentas específicas para chapas metálicas pode ajudar a otimizar o desenvolvimento de padrões planos e o desempenho do nesting, além de encontrar oportunidades de economia de custos em um estágio inicial do processo de projeto. Isso pode ser usado para evitar modificações dispendiosas no projeto no final da produção.

Qual é o impacto das tolerâncias nos custos de fabricação de chapas metálicas?

Tolerâncias mais rígidas adicionam custos substanciais na forma de usinagem adicional, inspeção e possível retrabalho. Especifique tolerâncias rígidas somente quando elas servirem a um propósito funcional - as tolerâncias padrão podem economizar de 10 a 15% dos custos em relação a especificações muito rígidas.

Conclusão

A implementação dessas 5 maneiras de reduzir custos na fabricação de chapas metálicas exige planejamento sistemático e compromisso com a melhoria contínua. As estratégias mencionadas - a otimização do projeto, a escolha inteligente de materiais, o processo de produção eficaz, a economia de volume e a redução das operações secundárias - funcionam como uma unidade conjunta que proporciona uma alta economia de custos.

Na EliteMold Tech, trabalhamos com os fabricantes para oferecer reduções de custo de 15% a 25% sem sacrificar ou melhorar os níveis de qualidade. A chave para o sucesso baseia-se em uma abordagem holística que deve levar em consideração todos os componentes do processo de fabricação, ou seja, do projeto à entrega final.

Os retornos resultantes do investimento em otimização de custos são maior poder competitivo, aumento da margem de lucro e satisfação do cliente. As empresas que optam por dar um passo adiante na implementação dessas estratégias estão em uma posição estratégica para colher os benefícios de longo prazo em um mercado competitivo, que continua a se tornar competitivo.

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