Programes per al càlcul del cost de fabricació d'un motlle d'injecció i del cost de la peça resultant

Les empreses busquen cada dia més gran competitivitat per vendre els seus productes a uns preus molt ajustats. Un dels factors més influents en el preu del producte són els costos de producció. És per tant necessari que l'empresa conegui de forma exhaustiva els costos implicats en el seu procés de producció, i el que és més important, que pugui anticipar-abans fins i tot de haver començat. Amb aquesta finalitat s'ha desenvolupat una eina de treball que, a partir d'una sèrie de dades de la peça a fabricar, calcula i optimitza els seus costos en funció dels costos associats al procés d'injecció, d'una forma ràpida i senzilla.

Una de les incògnites més rellevants que es planteja en el desenvolupament del projecte d'una peça de plàstic és el cost del motlle amb el qual es va a injectar la peça. Per determinar aquest cost l'encarregat de realitzar el projecte demana pressupost del motlle als motllistes fabricants en potència. És llavors quan sobre els motllistes recau una de les tasques més difícils i de responsabilitat de realitzar: pressupostar quant li costarà el motlle. Aquest treball l'han de realitzar de forma ràpida i precisa. Els motllistes realitzen els pressupostos, fonamentalment basant-se en la seva experiència, en funció de motlles que ja han construït. S'associen a peces semblants motlles amb costos similars i problemes semblants, solucions de costos equiparables. Per cobrir aquest aspecte en el desenvolupament de peces de plàstic s'ha desenvolupat una altra eina complementària a la primera presentada per al càlcul de cost de motlles a partir de dos mètodes diferents; El primer mitjançant la utilització d'una base de dades ja construïts o comprats i mitjançant la filosofia d'a peces semblants li corresponen motlles semblants amb costos semblants i el segon mitjançant un mètode de càlcul a partir d'equacions matemàtiques, ajustades mitjançant coeficients, que calcula de forma separada els costos de diferents sistemes del motlle i el cost total com a cost de cada un dels subsistemes que el componen.

Fig 1 .- Fases en el desenvolupament d'una peça de plàstic injectada

Des que s'acaba el disseny estètic i funcional d'una peça de plàstic injectada fins que es poden obtenir peces definitives s'han de realitzar una sèrie d'etapes que de forma esquemàtica veiem reflectida en la següent figura.

De cadascuna d'aquestes etapes s'obtenen una sèrie de resultats que van aclarint dubtes sobre la bona fi del desenvolupament del projecte. D'aquest procés podem destacar les següents característiques:

Es pot dir que en la majoria dels casos el desenvolupament d'una peça o un conjunt de peces de plàstic és un procés que inicialment pot començar amb grans incerteses, tant tècniques com a econòmiques. Per intentar disminuir al màxim les incerteses de tipus tècnic es pot recórrer a l'experimentació amb peces prototip o als diferents  programes de simulació de tipus reològic, resistent i funcional, que manejats per persones capacitades poden assegurar la viabilitat tècnica del projecte. Per reduir les incerteses de tipus econòmic s'han desenvolupat les dues eines que es presenten en el següent treball.  “Eina CAU per al pressupost de motlles d'injecció de termoplàstics” i “Eina CAU per a l'optimització econòmica de peces de plàstic injectades”.

Mitjançant el programa desenvolupat es pot realitzar el càlcul del cost d'un motlle segons dos mètodes (Fig 2.). MÈTODE 1: Consisteix en un mètode comparatiu, "per peces similars" => "es necessitaran motlles similars" => "amb costos similars". A partir de dades de motlles on puguem veure les seves característiques i els seus costos podrem deduir el cost d'un motlle nou. MÈTODE 2: Càlcul a partir d'un model matemàtic del cost del motlle. Es divideix el cost total del motlle en diferents subcostes que poden ser calculat de manera independent, el cost total serà per tant la suma de cada un dels subcostes.

Fig 2 .- Mètodes per al càlcul de costos de motlles utilitzats pel programa

El procés de càlcul mitjançant el primer mètode conceptualment és molt senzill. Mitjançant el programa es poden realitzar fitxes de motlles on apareguin reflectides les seves característiques i les dades relatives als costos. El flux de treball mitjançant el programa podria seguir el següent esquema.

Els motllistes realitzen els pressupostos, fonamentalment basant-se en la seva experiència, en funció de motlles que ja han construït. S'associen a peces semblants motlles amb costos similars i problemes semblants, solucions de costos equiparables.

Cal destacar que la viabilitat de l'aplicació d'aquest primer mètode depèn en gran mesura del nombre de motlles construïts o calculats que tingui la nostra base de dades.

Fig 3 .- Flux d'aplicació del Mètode 1

El mètode 2 és més complex en la seva aplicació. L'usuari ha de tenir un cert nivell de coneixements sobre motlles d'injecció ia més s'ha de tenir una primera aproximació al disseny del motlle. Es necessiten dades de partida per a l'aplicació del programa relacionats amb les seves dimensions, materials, empremtes, sistemes d'alimentació, refrigeració, expulsió, moviments i altres elements que vagi a portar el motlle. Aquestes dades seran requerits pel programa durant la seva execució al llarg del càlcul de cada un dels subcoste en què el programa divideix el cost total del motlle. El programa realitza càlcul a partir d'aquestes dades i maneja nombrosa informació de base de tatos sobre materials per a motlles i cost d'elements normalitzats.

El flux de càlcul recomanat a l'hora d'aplicació del programa apareix reflectit en la figura següent:

Fig 4 .- Flux d'aplicació del Mètode 2

El mètode 2 utilitza equacions per calcular el cost de les diferents parts en què es divideix el motlle per a la seva càlcul. En aquestes equacions es fan servir coeficients d'ajust per ponderar cada factor influent i per poder ajustar el mètod'als costos de producció de cada motllista

Fig 5. Resultats del mètode 2

Els resultats obtinguts per ambdós mètodes poden ser emmagatzemats segons el format de fitxes que fa servir el programa de manera que passen a ampliar la base de dades de motlles.

Per al mètode 2 la informació que s'obté sobre el motlle i els resultats són molt més amplis. Aquests es poden veure desglossa en materials i hores de treball per a cada subcoste en diferents formats.

El mètode 2 utilitza equacions per calcular el cost de les diferents parts en què es divideix el motlle per a la seva càlcul. En aquestes equacions es fan servir coeficients d'ajust per ponderar cada factor influent i per poder ajustar el mètod'als costos de producció de cada motllista. Aquests costos van ser ajustats per a un motllista mitjançant l'anàlisi dels motlles fabricats durant dos anys. Es van estudiar els costos tant en hores com en materials d'aquests motlles ia partir d'aquest estudi es van obtenir uns valors generals d'aquests coeficients que són els que utilitza actualment el programa però que poden ser ajustats per a qualsevol motllista.

Per calcular aquests costos el programa utilitza bases de dades de materials i màquines a més de necessitar dades característiques de la peça i el motlle que s'han d'omplir per l'usuari

Fig 6. Exemple de motlles utilitzats per obtenir els coeficients

Per poder aplicar el mètode 2 es necessita realitzar un disseny aproximat del motlle, de la seva estructura, mecanismes i diferents sistemes que el componen. En la següent gràfica veiem les dades de partida utilitzades per obtenir el pressupost d'un motlle d'una carcassa de mirall per a l'automòbil i la fitxa de resultats obtinguda després de l'aplicació del programa.

També calcula diversos paràmetres com Força de tancament, temps de cicle i fa una primera selecció de les màquines capaces d'injectar la peça. L'esquema de treball del programa apareix reflectit en el següent gràfic.

Fig 7 .- Dades de partida i resultats obtinguts

El programa de càlcul de cost de peces de plàstic calcula el cost d'una peça de plàstic injectada com a suma de quatre costos:

Per calcular aquests costos el programa utilitza bases de dades de materials i màquines a més de necessitar dades característiques de la peça i el motlle que s'han d'omplir per l'usuari. També calcula diversos paràmetres com Força de tancament, temps de cicle i fa una primera selecció de les màquines capaces d'injectar la peça. L'esquema de treball del programa apareix reflectit en el següent gràfic.

Després de l'execució del programa s'obtenen dues taules de resultats on destaquen dades com; temps de cicle, cost de la peça (desglossat en els diferents factors i expressats en percentatges i cost total), temps de producció, màquina capaç d'injectar el motlle. ..

Fig 8 .- Flux de treball del programa d'optimització econòmica de peces

Després de l'execució del programa s'obtenen dues taules de resultats on destaquen dades com; temps de cicle, cost de la peça (desglossat en els diferents factors i expressats en percentatges i cost total), temps de producció, màquina capaç d'injectar el motlle. ..

Fig. 9.- Resultat del programa d'optimització econòmica de peces
 

Si apliquem el programa al motlle mostrat en l'exemple anterior obtenim els resultats que es mostren a la figura 10.

Fig 10 .- Resultats del programa sobre una carcassa del retrovisor d'un automòbil