Custo da fundição de metais por medida: fatores-chave e como reduzi-lo

O custo da fundição personalizada não é um valor único indicado num orçamento. É a soma dos custos com material, ferramentas, mão-de-obra, pós-processamento e inspeção, repartida pela quantidade que adquirir. Um preço unitário baixo pode revelar-se a opção mais dispendiosa quando não se tem em conta os riscos associados à maquinagem, ao acabamento, aos testes ou ao desperdício; por isso, a comparação que importa é o custo final por peça aprovada, e não o preço unitário indicado.

A maior parte desse valor total é determinada pelas decisões que toma antes do início da produção. A qualidade do material, a geometria, a abordagem em termos de ferramentas, o volume e o nível de inspeção são fatores que influenciam o preço, e cada um deles ainda pode ser ajustado quando solicitar um orçamento. Este guia explica o que determina o custo da fundição e de onde provêm, na realidade, as poupanças para o seu projeto.

Fatores-chave que afetam o custo da fundição

Um orçamento de fundição é composto por cinco grupos de custos, sendo que a maioria deles é definida por considerações sobre o projeto de fundição que são baratas de alterar no papel, mas caras de alterar na produção.

• Material. O tipo de liga e o peso da peça determinam o preço base. O ferro dúctil custa mais do que o ferro cinzento, as qualidades premium multiplicam o custo e os sobrepreços das ligas, determinados pelo mercado, podem fazer com que os seus orçamentos variem de trimestre para trimestre.
• Ferramentas. Os moldes, as caixas de núcleo e as matrizes constituem um investimento único que é amortizado ao longo da quantidade encomendada.
• Complexidade da peça. Paredes finas, recuos, tolerâncias apertadas e núcleos internos aumentam os custos de ferramentas, o tempo de moldagem e o risco de desperdício da peça.
• Volume de produção. Os custos fixos, como as ferramentas e a configuração, são repartidos por um maior número de peças, pelo que o preço unitário diminui à medida que a quantidade aumenta.
• Pós-processamento e inspeção. A maquinagem, o tratamento térmico, os revestimentos e os ensaios de qualidade representam um custo direto, mas protegem a peça contra avarias durante a sua utilização.

Custos com ferramentas e materiais

As ferramentas e os materiais comportam-se de forma diferente à medida que o volume varia, razão pela qual são avaliados em conjunto. As ferramentas são fixas e amortizadas; os materiais são recorrentes e variam em função de cada peça.

Custo das ferramentas

As ferramentas incluem moldes, caixas de núcleo e matrizes, e o preço depende da complexidade e da durabilidade. Um molde para fundição em areia pode custar entre algumas centenas e alguns milhares de dólares, enquanto as matrizes de injeção de cera para fundição por cera perdida variam entre milhares e dezenas de milhares. O que importa é o custo por peça: um molde de $2 000, repartido por 100 peças, acrescenta $20 por peça, mas, repartido por 2 000 peças, acrescenta apenas $1. Encomendar as ferramentas de produção antes de o projeto estar definido é o risco clássico, porque uma revisão após o molde estar cortado custa mais do que a ferramenta original.

Custo do material

O material é normalmente a rubrica recorrente de maior peso, representando cerca de 50 a 70 por cento do custo total das peças fundidas à medida. A seleção da liga, o peso da peça e o rendimento determinam esse valor; o rendimento é a percentagem de metal fundido que se transforma em peças em bom estado, enquanto os canais de alimentação, os canais de distribuição e os canais de alimentação secundários são fundidos, mas não são enviados. Um grau de resistência mais elevado proporciona melhor desempenho, mas aumenta o custo; por isso, o material deve ser escolhido de acordo com os requisitos de serviço, em vez de se optar pela opção mais conservadora disponível.

Como o design e o volume das peças afetam o custo unitário

O design e o volume interagem entre si, em vez de atuarem de forma independente. A complexidade aumenta os custos com ferramentas, a mão-de-obra de moldagem e o risco de rejeição; o volume distribui esses custos fixos por mais peças e justifica o uso de ferramentas de melhor qualidade. A mesma peça pode, portanto, ser económica a partir de 5 000 unidades e antieconómica a partir de 500. A dimensão dos lotes também é importante: se enviar o mesmo volume anual em pequenos lotes, os custos de configuração e inspeção repetem-se. Quando o volume é baixo ou incerto, uma geometria mais simples, moldes descartáveis ou ferramentas de protótipo evitam o investimento de capital antes de o design ser validado.

Escolher o processo de fundição adequado para controlar os custos

A escolha do processo deve basear-se no custo total, e não apenas no preço unitário. A fundição em areia apresenta os custos iniciais de ferramentas mais baixos e permite produzir peças de grandes dimensões ou em baixos volumes, mas as suas superfícies de fundição mais rugosas exigem material de reserva para maquinagem e horas de acabamento. A fundição por cera perdida acarreta custos mais elevados com ferramentas e consumíveis, mas produz uma geometria quase final que elimina operações de maquinagem e montagem. A fundição sob pressão tem o maior investimento em ferramentas e o menor custo unitário em grandes volumes, com ciclos rápidos para peças de alumínio e zinco. Cada método também altera a carga de trabalho de inspeção, pelo que o métodos de inspeção de fundição de metais Os custos dos materiais adequados ao processo devem ser incluídos no orçamento.

Como reduzir os custos de fundição

A maior parte da redução de custos ocorre antes do primeiro betão. As cinco medidas abaixo proporcionam as maiores poupanças quando aplicadas na fase de orçamentação.

• Realize uma análise de DFM ao seu projeto antes da produção de ferramentas. Ajuste os filetes, o ângulo de desbaste e a espessura da parede para que as características sejam moldadas em vez de serem maquinadas. Corrija margem de encolhimento evita a porosidade e a necessidade de retrabalho.
• Agrupar peças. Uma peça fundida pode substituir conjuntos soldados ou aparafusados, eliminando a necessidade de peças adquiridas, dispositivos de fixação e mão-de-obra de montagem, ao mesmo tempo que reduz as possibilidades de fuga.
• Adapte o processo ao volume. A fundição em areia é adequada para pequenos volumes e peças de grandes dimensões; a fundição por cera perdida compensa quando a maquinagem representa o principal custo; a fundição sob pressão só é vantajosa em volumes elevados e sustentados.
• Adapte as suas especificações às necessidades. Especifique a tolerância, o acabamento e a classe de qualidade de que a peça necessita efetivamente. Cada requisito desnecessário aumenta o risco associado à maquinagem, à inspeção ou à rejeição.
• Envolva a fundição desde o início do seu processo de orçamentação. Um fornecedor que analise o desenho antes de apresentar o orçamento identifica fatores de custo que um processo de pedido de cotação não consegue detetar; por isso, opte pelo fornecedor de fundição para obter aconselhamento técnico, e não apenas em termos de preço.

FAQ

Por que razão os orçamentos de fundição variam tanto de fundição para fundição?

Porque o âmbito varia. Uma proposta pode limitar-se à peça fundida em bruto, enquanto outra inclui a maquinagem, o tratamento térmico, a inspeção e a logística. Compare propostas para o mesmo estado de acabamento e plano de aceitação.

Por que é que as ferramentas são tão caras?

As ferramentas são um produto de engenharia: o projeto, a maquinagem e o material estão presentes em cada molde ou matriz, e a complexidade, o número de cavidades e a durabilidade determinam o preço. Um custo elevado das ferramentas pode, ainda assim, revelar-se económico quando o volume de produção permite repartir esse custo por unidades.

De que forma a quantidade influencia o preço unitário?

Os custos fixos, tais como ferramentas, configuração e inspeção do primeiro artigo, são divididos pela quantidade, pelo que as séries de produção maiores reduzem o custo por peça. Os lotes pequenos suportam uma parte maior desses custos fixos.

Qual é a forma mais rápida de reduzir os custos de fundição?

Envolva a fundição numa análise de conceção orientada para a fabricabilidade antes de encomendar os meios de produção. As alterações feitas numa fase tardia multiplicam os custos, enquanto as decisões precoces relativas à geometria, aos materiais e aos processos permitem obter a maior parte das poupanças.

Ferro fundido nodular – Fabricante de peças fundidas de ferro fundido

A cotação mais barata só é válida se abranger a peça que realmente precisa de enviar. Envie o seu desenho, as condições de serviço, o volume previsto e os requisitos de aceitação para os nossos engenheiros antes da decisão relativa às ferramentas, e podemos apresentar um plano de fabrico com os custos calculados, com os detalhes do projeto já definidos na fase de orçamentação. É nessa análise inicial que se decide o sucesso ou o fracasso da maioria dos orçamentos de fundição.