En el mundo del corte de chapa, la eficiencia es fundamental, no solo en términos de tiempo y rendimiento, sino también en el uso de los materiales. Los desechos, o restos de material que no se pueden utilizar en los productos finales, son una de las fuentes más importantes de residuos en los proyectos de corte de chapa.
Aunque algunos residuos son inevitables, el exceso de residuos se traduce en un aumento de los costes, una mayor carga medioambiental y una ineficiencia en la producción.
Mediante la aplicación de estrategias inteligentes de diseño, planificación y corte, los fabricantes pueden reducir considerablemente los niveles de residuos y maximizar el rendimiento de cada chapa.
Comprender los residuos en el corte de chapas
Los residuos en los proyectos de corte de chapas se refieren a la parte de la materia prima que no se utiliza en las piezas finales. Incluyen:
- Recortes: tiras sin utilizar o restos irregulares entre las piezas cortadas o alrededor de ellas.
- Residuos de recorte: bordes recortados para conseguir bordes limpios o tolerancias.
- Restos: láminas o piezas sobrantes que son demasiado pequeñas para nuevos proyectos.
- Cortes defectuosos: piezas con dimensiones incorrectas, rebabas o deformaciones debido a un corte inadecuado.
La cantidad de desechos producidos depende de factores como el tipo de material, el tamaño de la lámina, la eficiencia del anidamiento, la precisión del equipo y la complejidad de las geometrías de las piezas.
1. Optimización del diseño para la eficiencia de las láminas
El primer paso para reducir los desechos comienza en la fase de diseño. Los diseñadores deben:
a. Estandarizar los tamaños de las piezas
Diseñar piezas con dimensiones estándar que se ajusten a los tamaños de láminas más comunes ayuda a reducir la necesidad de cambiar el tamaño o recortar.
b. Utilizar diseños de piezas modulares
Diseñar piezas modulares y compatibles entre sí de manera que se facilite un anidamiento más preciso (colocación de las piezas en la lámina). Las piezas rectangulares y simétricas suelen anidarse mejor que las formas irregulares.
c. Evitar las esquinas internas afiladas
Las esquinas internas afiladas pueden causar concentraciones de tensión y aumentar la complejidad del corte, lo que da lugar a defectos y a más desechos. Las esquinas suaves y redondeadas son más fáciles de cortar y producen menos residuos.
d. Incorporar bordes compartidos
Siempre que sea posible, diseñe las piezas adyacentes de manera que compartan las líneas de corte. Esto reduce la longitud del corte y el material utilizado entre las piezas, lo que se conoce como pérdida por «kerf».
2. Estrategias de anidamiento inteligente
El anidamiento se refiere al proceso de disposición de las piezas en una hoja para maximizar la utilización del material. El software de anidamiento avanzado es esencial para reducir los desechos.
a. Software de anidamiento automático
Los sistemas CAD/CAM modernos ofrecen algoritmos de anidamiento automático que calculan la disposición más eficiente de las piezas en una hoja. Estos sistemas tienen en cuenta el tipo de material, la dirección del grano, la cantidad de piezas y el método de corte.
b. Ajustes manuales
En algunos casos, los operadores experimentados pueden anular el anidamiento automático para ajustar manualmente los diseños y obtener un mejor rendimiento, especialmente cuando se trata de piezas no estándar o lotes de tamaño reducido.
c. Anidamiento agrupado
Agrupar piezas similares o colocar varias piezas pequeñas dentro de las áreas abiertas de piezas más grandes puede reducir significativamente el espacio desperdiciado.
3. Elegir la tecnología de corte adecuada
Las diferentes tecnologías de corte de láminas (corte por láser, corte por plasma, corte por chorro de agua y cizallado mecánico) tienen distintos grados de precisión y anchura de corte, lo que repercute directamente en los niveles de desechos.
a. Corte por láser
Las cortadoras por láser ofrecen una precisión excepcional y tolerancias estrictas, lo que ayuda a reducir el desperdicio de material. Su estrecha anchura de corte también reduce el espacio entre las piezas.
b. Corte por chorro de agua
El corte por chorro de agua no produce ninguna zona afectada por el calor (HAZ) y permite un encaje perfecto gracias a su chorro fino. Es ideal para materiales delicados o formas complejas en las que se debe minimizar el desperdicio.
c. Cisaillement
Aunque el cizallado es rápido y eficiente, suele ser menos preciso y es más adecuado para cortes rectos. Puede producir más desperdicio si no se planifica cuidadosamente.
4. Mantenga el equipo de corte
La precisión es fundamental para reducir los cortes defectuosos y el desperdicio de material. Las máquinas mal mantenidas pueden desalinearse, producir rebabas o cortar con imprecisión.
a. Calibración periódica
Las máquinas de corte deben calibrarse periódicamente para garantizar la precisión dimensional. Incluso las desviaciones más pequeñas pueden dar lugar a piezas inutilizables y a un aumento de los desechos.
b. Sustitución de componentes desgastados
Las boquillas, lentes, cuchillas o puntas de soplete desgastadas pueden reducir la calidad del corte.
Es esencial realizar inspecciones periódicas y sustituirlos a tiempo.
c. Mantenimiento preventivo
Una rutina de mantenimiento preventivo minimiza el riesgo de paradas inesperadas de las máquinas y mantiene un rendimiento de corte constante.
5. Utilizar sistemas de seguimiento de desechos
La implementación de un sistema de seguimiento de desechos permite a los fabricantes analizar dónde y por qué se desperdicia el material.
a. Monitorización digital
Los sistemas de software pueden realizar un seguimiento del uso de materiales en tiempo real, señalar los índices de desechos excesivos y asociarlos a máquinas, turnos u operadores específicos.
b. Mejora continua
El análisis de los datos de desechos permite mejorar continuamente los procesos, lo que permite a los equipos ajustar los flujos de trabajo o volver a formar a los operadores para evitar problemas recurrentes.
6. Optimice los tamaños de las láminas y el inventario
El uso de tamaños de láminas que se ajusten al máximo a los requisitos del proyecto es fundamental para minimizar los restos de material.
a. Tamaños de láminas personalizados
Siempre que sea posible, solicite láminas de tamaño personalizado que se ajusten al diseño de sus piezas. De este modo, se evita el recorte excesivo y los bordes sin utilizar.
b. Estandarizar el uso de materiales
El uso de unos pocos tamaños de láminas estándar en varios proyectos mejora la eficiencia de las compras y permite mejores estrategias de anidamiento.
c. Utilizar los restos de forma inteligente
Almacene los restos de forma organizada y realice un seguimiento de sus dimensiones para utilizarlos en futuros trabajos. Muchos sistemas de anidamiento permiten la integración de bibliotecas de restos para utilizar de forma eficiente las láminas sobrantes.
7. Formación de los empleados y procedimientos operativos estándar
El error humano es otra causa común de desechos. Es esencial una formación adecuada y unos procedimientos estandarizados.
a. Formación de los operarios
Asegúrese de que todos los operarios de las máquinas comprendan el proceso de corte, los ajustes de las máquinas y cómo identificar posibles problemas antes de comenzar el corte.
b. Controles de calidad
Implemente procedimientos operativos estándar (SOP) que incluyan inspecciones previas al corte, verificación de los materiales y pruebas de funcionamiento cuando sea necesario.
c. Comunicación
Asegure una comunicación fluida entre los equipos de diseño, programación y producción para evitar malentendidos que puedan dar lugar a desechos.
8. Adoptar principios de fabricación ajustada
La fabricación ajustada se centra en eliminar el desperdicio en todas sus formas, incluido el desecho de material.
a. Corte justo a tiempo (JIT)
Cortar los materiales solo cuando se necesitan evita la sobreproducción y reduce la probabilidad de que se descarten láminas obsoletas o dañadas.
b. Organización del lugar de trabajo según el método 5S
Mantener el área de corte limpia y organizada reduce los errores de manipulación y garantiza que las láminas sobrantes sean fáciles de localizar y reutilizar.