UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA Carrera de Ingeniería Mecánica “ESTUDIO DE MEJORAS EN EL PROCESO
PRODUCTIVO Y LA APLICACIÓN DE SERVICIOS EN LA EMPRESA FULAUSTRA” TESIS DE GRADO PREVIO A LA OBTENCIÓN DE TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO
AUTORES:
CÁRDENAS CALDAS JULIA ESPERANZA (
[email protected]) TOLEDO ZEAS HENRY RODRIGO (
[email protected])
DIRECTOR:
ING. JORGE FAJARDO (
[email protected])
Cuenca, Junio del 2012
DECLARACIÓN
Julia Esperanza Cárdenas Caldas, Henry Rodrigo Toledo Zeas, declaramos bajo juramento que él trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración sedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Universidad Politécnica Salesiana, según lo establecido por la Ley de la Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue realizado por Julia Esperanza Cárdenas Caldas, Henry Rodrigo Toledo Zeas, bajo mi supervisión.
DEDICATORIA
Este trabajo se lo dedico a Dios por darme Fortaleza Espiritual, Ilusión y Esperanza. A mis Padres, Ángel y Rosa, por ser la razón de mi vida y ser quienes me enseñaron a luchar para alcanzar mis propósitos, siendo un apoyo absoluto en buenos y malos momentos, a mis hermanos quienes han sido una motivación para ser cada día mejor, a mi familia en general quienes han sido un ejemplo y al mismo tiempo enseñarme que no hay nada imposible que impida lograr las metas que nos planteamos.
Julia Esperanza Cárdenas Caldas
DEDICATORIA
Este trabajo lo dedico a Dios por haberme dado fortaleza para poder culminar mis estudios. A mi mamá Sara por inculcarme principios y enseñanzas que a la hora de mi caminar por la vida me han servido para poder ser un hombre de bien y también por apoyarme y ser un pilar a lo largo de mis estudios. A mis hermanos Ronald y Adriana por estar siempre ahí cuando los necesite y ser un ejemplo de que si se puede lograr las metas planteadas. Y en especial esta tesis le dedico a mi esposa Mayra que con su apoyo he podido culminar con mis estudios y también que todo este sacrificio es dedicado para mi hija Belén que eres la razón de mi vida.
Henry Rodrigo Toledo Zeas
Agradecimiento
Haber llegado a culminar este trabajo, es el mérito de muchas personas que han sido los impulsadores y nuestro apoyo para conseguir esta meta, a quienes les debemos nuestro agradecimiento.
A nuestras familias por el apoyo, la paciencia, la comprensión y la tolerancia durante el tiempo de nuestra carrera.
A nuestro profesor y amigo Ing. Jorge Fajardo, por su dirección, entrega y valiosos consejos que nos permitieron lograr estos conocimientos y alcanzar los objetivos de esta tesis.
A todo el personal de FULAUSTRA S.A., por su ayuda brindada.
A nuestros compañeros y amigos con quienes hemos compartido la maravillosa experiencia que es la vida en la universidad.
A todos nuestros profesores por haber sido nuestros guías durante nuestra carrera universitaria dándonos sus valiosos consejos y amistad.
Y a todas las personas que de una u otra manera nos han acompañado y brindado su apoyo.
A todos ustedes, GRACIAS Julia Esperanza Cárdenas Caldas Henry Rodrigo Toledo Zeas
INDICE
Capítulo I DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACTUAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA 1.1.- Introducción………………………………………………………………………..2 1.2.- Datos generales……………………………………………………………………..2 1.3.- Ubicación de FULAUSTRA…………………………………………………….....3 1.4.- Lista de productos y especificaciones de materia prima e insumos…………….….4 Productos………………………………………………………………...……….……...4 Insumos y materia prima para el proceso………………………………….………..…...6 1.5.- Distribución de FULAUSTRA………………………………………….….…..….9 1.6.- Descripción de la organización y la administración………………………………11 1.7.- Organigrama estructural de FULAUSTRA……………………………….......…..12 Descripción del organigrama estructural de la empresa FULAUSTRA…...………..….12 1.8.- Diagrama de flujo general de FULAUSTRA………………………….…..……...15 1.8.1- Compactado……………………………………………………….……....……...16 1. 8.2.- Fundido……………………………………………………………..……..…....17 1. 8.3.- Laminado……………………………………………………………….…….…19 1. 8.4.- Corte……………………………………………………………………….……20 1. 8.5.- Recocido………………………………………………………………..….……21 1. 8.6.- Embalado………………………………………………………………….…….22 1.9.- Análisis económico-financiero………………………………………….…………22 Utilidad neta…………………………………………………………………..………...22 Activo corriente…………………………………..……………………………...……...23 Activo no corriente…………………………………….………………………...……...23 Total de activos………………………………….………………..…………..….….….24 Total de pasivos………………………………….……………………….……....…….24 Pasivo + patrimonio………………………………….……………………….......…….25 Ventas…………………………………………..……………………………..…….….25 Ventas discos……………………………….……………..…………..……………….26
Ventas de láminas……………………..……..……………………………..……..…….26 Devolución de discos……………………..…….……………………………………….27 Devolución de láminas……………………………………………….………...……….27 Conclusión del balance económico………………………………..………….…..….…28 1.10.- Diagnóstico de las máquinas……………….………………….…………..….…29 Compactadora……………………………………….….…………….…….………..…29 Laminadora…………………………………………….…………….……...……….…31 Aplanadora……………………………………...…………………….…….…….……33 Guillotina grande………………………………………………….….……..……….…35 Guillotina pequeña…………………………………………………………..……….…37 Cortadora de discos………………………………………………..………..…….….…39 1.11.- Análisis FODA……………………………………………..…………….…...…41 Introducción………………………………………………………..……..………….…41 FODA en “FULAUSTRA”…………………………………………..……..……….…42 1.11.1.- Fortalezas……………………………………………………….…..……….…42 1.11.2.- Oportunidades………………………………………………….……..…….…43 1.11.3.- Debilidades……………………………………………………….…..…….…43 1.11.4.- Amenazas……………………………………………………….…...…..….…44 Interpretación de los resultados:………………………………..………...……..…..…46 1.12.- Diagnóstico de los procesos de producción……………………..………..….…46 Análisis del estado actual de los procesos de producción……………...…………...…47 Problema central………………………………………………………………….....…47 Causas……………………………………………………………..………………..…47 Efectos…………………………………………………………….………………..…48 1.13.- Conclusión…………………………………………………………………...…49
Capítulo II ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO 2.1.- Introducción…………………………………………………………….………52
2.2.- Composición y propiedades del aluminio…………………………………………52 2.2.1.- Propiedades físicas del aluminio………………………………………..……….53 Características atómicas y cristalinas……………………………………………..…….53 Características térmicas…………………………………………………………………54 Reflectividad del aluminio……………………………………………...………………55 Corrosión del aluminio……………………………………………………………….…55 Toxicidad del aluminio…………………………………………………………….……55 Apariencia del aluminio………………………………………………...………………55 2.2.2.- Propiedades mecánicas del aluminio……………………………………………56 Resistencia a la ruptura…………………………………………………………………56 Resistencia a la tensión…………………………………………………………………56 Resistencia a la flexión…………………………………………………………………56 2.2.3.- Propiedades químicas del aluminio……………………………………...………57 2.3.- Procesos de conformado del aluminio………………………………………….…58 2.3.1- Fusión del aluminio………………………………………………………………58 Condiciones técnicas……………………………………………………..………..……58 Parámetros del proceso de fundición……………………………………….……..……59 Calentamiento y vaciado………………………………………………………..………59 La contracción del material……………….………………………………………….…61 Control del contenido del gas…………………………………………………..…....…62 Evolución del proceso de fundición…………………………………………..………...63 Distintos procesos de fundición……………………………………………..………….64 Proceso de Fundición en Molde Permanente……………………………………..….…64 Nuevas tecnologías para el proceso de fundición ………………………………..…..…66 ProcesoThixocasting………………………………………………………….………....67 Proceso New Rheocasting………………………………………………………..…..…67 ProcesoThixocasting - Proceso New Rheocasting…………………………….………..67 2.3.2- Laminación del aluminio…………………………………………………..…..…68 Parámetros del proceso de laminación……………………………………………….…68 Temperatura de Laminación………………………………………………………….…68 Potencia de la Instalación…………………………………………………………….…69
Laminado Plano. ………………………………………………………….…………….69 2.4.- Estado actual de la producción de aluminio a nivel local, nacional e internacional…………………………………………………………………………….75 2.4.1Estado Actual de la Producción de Aluminio Internacional………………………75 Fuente de los datos……………………………………………..……………………….75 Análisis de datos
………………………………………………………………...…76
Cuadro comparativo de la Producción Mensual de Aluminio en el año 2011……...…..77 Análisis de los Datos. ………………………………………………………………..….77 Cuadro comparativo de la Producción de Aluminio Reciclado………………………..79 2.4.2.-Estado Actual de la Producción de Aluminio en Ecuador……………………….79 Producción de Aluminio sin Alear…………………………………………………...…79 Análisis de Datos………………………………………………………………………..80 Aleaciones de Aluminio que ingresan al país.…………………………………………..81 Análisis de Datos………………………………………………………………………..81 2.4.3.- Aleaciones de Aluminio.………………………………………………..……….82 2.4.3.1.-Nuevas Aleaciones de Aluminio………………………………………….……85 Silafont-36………………………………………………………………………………85 Propiedades………………………………………………………………………...……85 Masigmal-59………………………………………………………………………….…86 Propiedades…………………………………………………………………………..…86 Castasil-37………………………………………………………………………………86 Propiedades…………………………………………………………………………..…87 Maxxalloy ultra…………………………………………………………….…………...87 Propiedades…………………………………………………………………………..…87 Unifont-94………………………………………………………………………………88 Propiedades………………………………………………………………………..……88 2.5.- Estudio de las estrategias a utilizar……………………………………………..…89 2.5.1.-Estrategia de Manufactura 5S……………………………………………………89 Introducción……………………………………………………………………….……89 SEIRI - Clasificar…………………………………………………………………...…..89 Beneficios del SEIRI……………………………………………………………………90
Como implantar el SEIRE…………………………………………………………...….91 SEITON – Ordenar………………………………………………………………..…….92 Beneficios del SEITON……………………………………………………………...….92 Como implantar el SEITON…………………………………………………………….93 SEISO – Limpiar…………………………………………………………………….….94 Beneficios del SEISO……………………………………………………………….…..95 Como implantar SEISO o limpieza……………………………………………..………95 SEIKETSU – Estandarizar……………………………………………………..…….…96 Beneficios del SEIKETSU………………………………………………………...……96 Como implantar la limpieza estandarizada………………………………….……….…97 SHITSUKE – Disciplina………………………………………………………………..97 Beneficios de aplicar SHITSUKE………………………………………………………98 Como implantar SHITSUKE…………………………………………………………....99 2.5.2.- Estrategia de Manufactura SMED…………...……………………………...…100 Introducción………………………………………………………………………...….100 Tiempo de cambio……………………………………………………………………..100 Implementación de SMED……………………………………………………….……102 2.5.3.- Estrategia de Manufactura SEIS SIGMA……………………………….….…102 Definición…………………………………………………………………….…….….102 Principios de SEIS SIGMA……………………………………………………………103 Principio 1: Genuino enfoque en el cliente…………………………………………....103 Principio 2: Gerencia impulsada por datos y hechos………………………………….103 Principio 3: Enfoque en procesos, mejora y gerencia…………………………………103 Principio 4: Gerencia proactiva…………………………………………………….…103 Principio 5: Colaboración sin barreras………………………………………...………103 Principio 6: Búsqueda por la perfección; tolerancia por las fallas…………………….103 Etapas para implementar seis sigma…………………………………………………..104 2.5.4. Ventajas, limitaciones y aplicaciones de 5S, SMED Y SEIS SIGMA………....105 2.5.5. Nuevas Estrategias de Manufactura que Existen…………………………….…108 WISE…………………………………………………………………………….…….108 MONITOR……………………………………………………………………………109
2.6.- Conclusiones………………………………………………………………...…..111
Capítulo III ELABORACIÓN DE LA PROPUESTA DE MEJORA PARA EL ÁREA DE PRODUCCIÓN 3.1.- Introducción………………………………………………………….…..…...….114 3.2.- Parámetros para la fundición de aluminio………………………………………..114 3.3.- Estado actual de la colada………………………………………………………..115 Características de los Crisoles y fosa de crisoles………………………………….…..115 3.3.1.- Pruebas de la colada actual…………………………………….………………116 Ensayo Espectrométrico…………………………………………………………….…117 Principio del ensayo………………………………………………………………...…117 Procedimiento del ensayo………………………………………………………...……117 Probeta 1……………………………………………………………………………….119 Probeta 2……………………………………………………………………..………...119 Probeta 3 y 4………………………………………………………………………...…120 Resultado del ensayo Espectrométrico……………………….………………………..120 Probeta 1 fundida con aceite y no laminada…………………………………………...121 Probeta 2 fundida con diesel y no laminadas……………………………………….…123 Probetas 3 y 4 fundidas con diesel y laminadas.………………………………………126 Probeta 3…………………………………………………………….…………………126 Probeta 4………………………………………………………………………….……128 Ensayo de Tracción……………………………………………………………………130 Resultado del ensayo de Tracción………………………………………...……...……132 Ensayo de Dureza…………………………………………………………………..…137 Resultado del ensayo de Dureza…………………………………….…………...……138 Ensayo Metalográfico…………………………………………………………………139 Resultado del ensayo metalográfico……………………………………….……..……141 Tamaño de grano………………………………………………………………………142 3.5.- Levantamiento de información en el proceso productivo…………………….…144
3.5.1.- Levantamiento de información en la empresa FULAUSTRA………………....144 3.5.2.- Estudio de tiempo………………………………………………………………145 Objetivos del estudio de tiempos……………………………………….…………...…145 Ventajas…………………………………………………………………..……………146 Desventajas…………………………………………………………………….………146 Elementos y preparación para el estudio de tiempos……………………………..……147 Selección de la operación……………………………………………………...………147 Selección del operador…………………………………………………………...……147 3.5.3.- Registro de datos………………………………………………………….……148 Análisis de datos…………………………………………………..……………...……149 3.6. Conclusiones………………………………………………..………………..……150
Capítulo IV PROPUESTAS DE MEJORAS EN LA EMPRESA FULAUSTRA S.A. 4.1.- Introducción……………………………………………………………………...155 4.2.- Propuestas…………………………………………………………………..……155 Mejora del sistema de fusión del aluminio…………………………………….………156 Cálculo de la ecuación Estequiométrica…………………………………………….…156 Ecuación de base ideal.………………………………………………………...………156 Ecuación Estequiométrica…………………………………………………..…………157 Cálculo de los subíndices de la ecuación……………………………………………...158 Ecuación final.…………………………………………………………………………159 Ecuación Estequiométrica adicionada humedad.…………………………………...…160 Relación Aire combustible…………………………………………………….………160 Cálculo de la temperatura de flama adiabática………………………………………...161 Primera Iteración………………………………………………………………………162 Segunda Iteración……………………………………………………………………...164 Tercera Iteración……………………………………………………………………….164 Iteración final…………………………………………………………………………..165
Temperatura de flama adiabática………………………………………………………165 Cálculo de balance térmico del horno…………………………………………………166 Energía útil requerida para fundir el material (aluminio)………….……..……………167 Calor perdido por la escoria………………………………………………...…………169 Pérdidas de calor por conducción……………………………………………………...170 Pérdida en la tapa………………………………………………………………………175 Energía entregada por el combustible…………………………………………………178 Balance térmico…………………………………………..……………………………179 Diseño de un control de calidad de la colada de aluminio………………….…………182 Control de Calidad…………………………………………………………………….182 Área de ensayo……………………………………………………………………...…182 Control de colada……………………………………………………………….….…..183 Maquinaria recomendada para realizar los ensayos…………………………….…….184 Durómetro……………………………………………………………………….…….184 Matriz de elección…………………………………………………….…….…………184 Características del Medidor de dureza para metales PCE-2500………………….……185 Ficha técnica……………………………………………………………………..…….186 Tracción………………………………………………………………………………..187 Matriz de elección………………………………………………………………..……187 Características de los sistemas de ensayo de sobremesa universal y doble columna.....188 5969……………………………………………………………………………………188 Porcentaje de trabajo en frío……………………..…………………………………….189 Pasos para los diferentes espesores finales…………………………...………………..190 Pasos para los diferentes espesores finales modificados………………………………197 4.3.- Diseño de un plan para la implementación de la estrategia adecuada para la empresa FULAUSTRA………………………………………………………………..202 4.3.1.- Análisis de estudio para mejorar la producción en FULAUSTRA……….……202 Objetivos……………………………………………………………………………….202 Sección de laminado……………………………………………………………….…..203 Sección de aplanado……………………………………………………………….…..205 Sección de corte………………………………………………………………………..208
4.4.2.- Elaboración del Plan de Implementación de 5S………………………………..212 4.4.3.- Lanzamiento de la Propuesta…………………………………………………..213 4.4.4.- Definición de la Metodología de Trabajo……………………………...………213 4.4.5.- Clasificación……………………………………………………………………214 Planificación……………………………………………………………………...……214 Implementación de tarjetas rojas………………………………………………………215 Evaluación……………………………………………………………………………..215 4.4.6.- Orden……………………………………………………………………..……215 Planificación……………………………………………………………………...……215 Implementación de estrategia de pinturas………………………………………..……216 Implementación de estrategia de letreros y anuncios……………………………….…216 Evaluación………………………………………………………………………….….216 4.4.7.- Limpieza……………………………………………….……………………….217 Implementación del plan de trabajo………………………………………...…………217 4.4.8.- Estandarización………………………………………………….……………..217 4.4.9.- Disciplina…………………………………………………………...………….218 4.4.10.-Plan de acción…………………………………………………..……….…….218 Plan de Acción…………………………………………………………………………218 4.5.- Conclusiones…………………………………………………………….……….221
Capítulo V ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA DEL PROYECTO 5.1.- Introducción………………………………………………………………….…..223 Objetivos del análisis económico financiero.……………………………….…………223 5.2.- Análisis de costos de las mejoras a implementar……………….……………..…223 5.2.1.- Análisis de inversión para cada proyecto…………………….………………...223 5.2.2.1 Propuesta 1…………………………………………………………………….223 Mejora del sistema de fusión de aluminio……………………………………………..223 Detalle de inversión para la propuesta 1………………………………………………224 5.2.2.2 Propuesta 2.……………………………………………………………………225
Establecer un departamento de calidad………………………………………………..225 Detalle de inversión para la propuesta 2……………………………………………….225 5.2.2.3.- Propuesta 3…………………………………………………………………...227 Establecer un rediseño del molde para la producción de plaquetas…………………...227 Detalle de inversión para la propuesta 3………………………………………………227 5.2.2.2 Propuesta 4.……………………………………………………………………228 Implementación de la metodología 5s…………………………………………………228 Detalle de inversión para la propuesta 4……………………………………………….228 5.2.2.- Costos de producción.………………………………………………………….229 Costos indirectos………………………………………………………………………230 5.2.3.- Evaluación Económica del Proyecto…………………………………………..233 Cálculo del punto de equilibrio………………………………………………………..233 Punto de equilibrio para lamina INDUGLOB 427x305x2, 6…………………………235 Punto de equilibrio para discos AUSTROFORJA 85x2, 5……………………………235 El valor actual neto (V.A.N.)………………………………………………………….236 Calculo de van para lamina INDUGLOB 427x305x2, 6……………………………...237 Proyecto 1……………………………………………………………………………..237 Proyecto 2……………………………………………………………………………..237 Proyecto 3………………………………………………………………………….….238 Cálculo de VAN para discos AUSTROFORJA 85x2, 5……………….……………..239 Proyecto 1……………………………………………………………………………..239 Proyecto 2……………………………………………………………………………..239 Proyecto 3……………………………………………………………………………...240 La tasa interna de retorno (T.I.R.)……………………………………………………..240 Cálculo de TIR para lámina INDUGLOB 427X305X2, 6……………………………241 Proyecto 1……………………………………………………………………………...241 Proyecto 2……………………………………………………………………………...242 Proyecto 3……………………………………………………………………………...243 Cálculo de TIR para discos AUSTROFORJA 85X2, 5……………………………….244 Proyecto 1……………………………………………………………………………...244 Proyecto 2……………………………………………………………………………...244
Proyecto 3……………………………………………………………………………...245 5.3.- Conclusión………………………………………………………………………..247 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCIÓN
El actual desarrollo industrial y las necesidades creadas por los consumidores, han excitado a la humanidad a desarrollar nuevos materiales y procesos de producción, así como también las empresas se ven obligadas a preocuparse por un mejoramiento continuo tanto en tecnología, como en calidad de producción, para permanecer en el medio industrial, ser competitivas y ofrecer mayor calidad a sus consumidores, por este motivo la empresa FULAUSTRA S.A. busca ver más allá de sus necesidades inmediatas y alcanzar niveles óptimos de calidad para consecuentemente obtener una baja rentabilidad. Para ello y alcanzar el éxito en la empresa radica en poseer estándares de calidad altos tanto para sus productos como para sus empleados, esto implica un proceso de Mejoramiento Continuo que no tiene final. Dicho proceso permite visualizar un horizonte más amplio, donde se buscará siempre la excelencia y la innovación de tecnología, que llevará a la empresa a aumentar su competitividad, disminuir los costos, orientando los esfuerzos a satisfacer las necesidades y expectativas de los clientes. Nuestro trabajo pretende en la empresa identificar diferentes alternativas para optimizar la utilización y el manejo de los recursos y también de las diferentes variables existentes que intervienen en la producción, y así poder mejorar significativamente la producción en la misma. Previo al desarrollo del procedimiento presentamos una visión general de la empresa y del área de Producción de FULAUSTRA S.A. para lo cual se describe en forma breve sus antecedentes, su conformación, las diferentes líneas de producción, los insumos y materiales requeridos, la maquinaria y sus características generales, la descripción del proceso de fabricación y el personal con el cuenta para desarrollar sus actividades. También se da a conocer los conceptos, principios básicos y metodología de las estrategias para las cuales se propondrá las mejoras, se da a conocer nueva tecnología tanto en los procesos de producción como en materiales que pueden beneficiar a la empresa en un futuro de crecimiento de competitividad dentro del área en la que se encuentra.
Para conocer mejor la realidad del área en la que nos enfocamos en el estudio y tener una base sobre la cual se propondrá el plan de mejora se realizó una serie de ensayos en el material con la que trabaja la empresa, esta información servirá como parámetro de comparación histórica para el futuro de la empresa. Una vez realizado el estudio en el área de producción se procedió a realizar diferentes planes de mejoras, detallando los pasos a seguir en la metodología de cada uno de ellos. Los planes propuestos tienen cada uno un objetivo específico y contempla un conjunto de acciones que la empresa debe analizar, para identificar cuál de estos se ajusta para su implementación, los planes de mejora constan en:
Mejora del sistema de fusión del aluminio.
Control de calidad de la colada de aluminio.
Mejora del sistema de trabajo en frio.
Diseño para la mejora del sistema de producción, identificando una estrategia de manufactura.
Con el objetivo de probar la viabilidad y establecer mejoras en el plan para su eficaz aplicación se termina este proyecto con un análisis económico de cada propuesta de mejoras. El desarrollo del proyecto es factible técnica y económicamente, como se demuestra en el mismo, depende de la empresa analizar e implementar cada mejora.
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
CAPITULO I
1
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACTUAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA 1.1.- INTRODUCCIÓN Para comenzar el estudio de la empresa FULAUSTRA S.A., debemos tomar en consideración que es una empresa nueva en el mercado del aluminio a nivel nacional y también es una de las pioneras en su campo, como es el proceso en serie de fusión y laminación del aluminio hasta obtener producto terminado. En este capítulo identificaremos a la empresa en todos los aspectos como pueden ser su ubicación, productos que comercializan, el análisis FODA, con la maquinaria que cuenta y así para poder tener una visión clara del estado actual de la empresa tanto en la parte de producción, infraestructura y administrativa con los diferentes análisis que llevaremos a cabo.
1.2.- DATOS GENERALES: La empresa se denomina FUNDICIONES Y LAMINACIONES AUSTRALES S.A.; “FULAUSTRA”, y fue creada en el año 2008. La idea de crear esta empresa de laminación de aluminio por parte de los accionistas de las empresas UMCO e INDALUM, fue para consumo propio y los primeros productos que obtuvieron la empresa FULAUSTRA fueron discos de aluminio para los diferentes productos que fabrican las empresas UMCO e INDALUM. Esta empresa que se dedica a la fundición y laminación de aluminio reciclado (aleación AA-1100)* 1 , para atender el mercado de las industrias productoras de artículos de aluminio a nivel nacional.
Actualmente en la empresa laboran 15 personas en planta y 2 en el área administrativa para una capacidad instalada de 25 toneladas de producto terminado.
1
Aleación de aluminio, Al99.0Cu
2
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
La fábrica consta de dos áreas definidas por procesos como
es el área de
fundición y el área de laminación de aluminio.
1.3.- UBICACIÓN DE FULAUSTRA Se encuentra ubicada en el cantón Cuenca de la provincia del Azuay, entre la avenida Gil Ramírez Dávalos 4-18 y calle Francisco Pizarro, interiores de la empresa INDALUM, desde su creación, como se puede observar en las Figuras 1.1 y 1.2.
Figura 1.1. Ubicación de las plantas de Indalum y Fulaustra. Fuente Google Earth.
Figura 1.2. Delimitación de espacios ocupados por Fulaustra. Fuente Google Earth.
3
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
1.4.- LISTA DE PRODUCTOS Y ESPECIFICACIONES DE MATERIA PRIMA E INSUMOS
PRODUCTOS Los productos que se fabrican en la empresa son de dos tipos:
Discos de aluminio AA1100,
Láminas de aluminio AA1100.
En la empresa se producen discos y láminas de diferentes dimensiones y espesores de acuerdo a las especificaciones de los clientes y a continuación se muestran los productos más relevantes que ofrece la empresa.
Tabla 1.1. Ficha Técnica: Discos AA1100 Producto: Disco
Dimensiones:
Aplicaciones:
Foto:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.033 kg
ø85*2.2 mm
Troquel:
Cizalla:
X
Clientes:
UMCO
Tecnoproducción
Embutido de utensilios de cocina, Estampado de soporte para hornilla de
cocina.
Tabla 1.2. Ficha Técnica: Discos AA1100 Producto: Disco
Dimensiones:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.019 kg
Aplicaciones:
ø65*2.2 mm
Troquel:
Cizalla:
X
Foto:
Clientes:
UMCO
Tecnoproducción
Embutido de utensilios de cocina, Estampado de soporte para hornilla de
cocina.
4
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Tabla 1.3. Ficha Técnica: Discos AA1100 Producto: Disco
Dimensiones:
Foto:
Troquel:
Cizalla:
Aplicaciones: Embutido
Clientes:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.010 kg
ø210*1.1 mm
UMCO
X
de utensilios de cocina.
Tabla 1.4. Ficha Técnica: Discos AA1100 Producto: Disco
Dimensiones:
Foto:
Troquel:
Cizalla:
Aplicaciones: Embutido
Clientes:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.029 kg
ø270*1.9 mm
UMCO
X
de utensilios de cocina.
Tabla 1.5. Ficha Técnica: Lámina AA1100 Producto: Lámina
Dimensiones: 427*305*2.6
Cizalla Grande:
Cizalla pequeña:
Aplicaciones: Embutido
X
de utensilios de cocina (Bandeja).
5
Foto:
Clientes:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.91 kg
mm
UMCO
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Tabla 1.6. Ficha Técnica: Lámina AA1100 Dimensiones: 900*62*1.3
Producto: Lámina
Aplicaciones: Para
Foto:
Cizalla Grande:
Cizalla pequeña:
Clientes:
Método de corte:
Aleación: AA1100 Peso: 0.31 kg
mm
INDALUM
X
troquelado de chapeta (parte de olla).
Tabla 1.7. Ficha Técnica: Lámina AA1100 Producto: Lámina Aleación: A
Dimensiones: 427*305*2.6 Método de corte:
A1100
Peso: 2.91 kg
mm
Cizalla Grande:
Cizalla pequeña:
Aplicaciones: Embutido
Foto:
Clientes:
UMCO
X
de utensilios de cocina (Bandeja).
INSUMOS Y MATERIA PRIMA PARA EL PROCESO: La materia prima adquirida por la empresa para su proceso productivo el cual consta de la elaboración de discos o láminas según sea el requerimiento, son los siguientes:
Retal,
Alambrón,
Chatarra.
Retal: Esta materia prima es el sobrante de todo el proceso que se realiza dentro de la planta de Fulaustra, ya sea después de cortar en las dos guillotinas o en el corte de discos; puesto que existe un porcentaje considerado de este retal se lo recupera y se procede a fundir, como se puede observar en la Figura 1.3.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Figura 1. 3. Retal
Alambrón: Este material se lo compra por parte de la empresa a la Empresa Eléctrica, ya que ellos tienen retazos de alambre de aluminio (Figura 1.4.), el cual es conveniente para el proceso productivo de Fulaustra puesto que este alambre representa un aluminio 99% puro y no es un aluminio aleado con otros componentes y por esto es que se lo ocupa.
Figura 1.4. Alambrón
Chatarra: Esta materia prima lo componen rechazos de los procesos que se realizan principalmente en las empresas de INDALUM y UMCO, ya que en estas dos empresas existen productos defectuosos o que no cumplen con sus estándares de calidad y ya no les sirven y como su composición es de un porcentaje alto de aluminio se ocupa esta chatarra para el proceso en FULAUSTRA. En cuanto a los insumos ocupados se los puede dividir para dos procesos que son:
Fundición,
Laminado y Corte,
Accesorios para los obreros.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Fundición Para realizar la fundición del aluminio se requiere de los siguientes insumos:
Desgasificante,
Fundente,
Cucharas para el colado,
Moldes,
Campanas para introducir la materia prima en los crisoles,
Crisoles,
Combustible,
Pinzas para la extracción de las plaquetas de los moldes.
Carro hidráulico para transportar las gavetas con las materias primas.
De todos estos insumos que se ocupan en la fundición se realizará un análisis en capítulos posteriores para determinar si son los idóneos para este proceso.
Laminación, corte y empaquetado Para procesar las plaquetas se requiere de los siguientes insumos:
Aceite para cortar los discos y láminas,
Micrómetro para verificar los espesor en la laminadora,
Carros para transportar los productos de proceso a proceso,
Funda adhesiva para empaquetar los productos,
Carro hidráulico para transportar las gavetas con los productos terminados.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Accesorios para los obreros: Para reguardar la seguridad de los trabajadores se necesita equipamiento y estos se los describe a continuación:
Guantes de cuero,
Mandiles de cuero,
Orejeras,
Cinturones para la columna,
Zapatos punta de acero.
1.5.- DISTRIBUCIÓN DE FULAUSTRA La distribución de la planta está en algunas zonas compartida con la planta de INDALUM y las zonas ocupadas por FULAUSTRA se pueden observar a continuación en la siguiente figura 1.5. La distribución de la planta es una producción en cadena ya que desde que se funde el aluminio es transportado a la laminadora y ahí comienza el proceso de laminado, aplanado, corte, revisado, empaquetado y aquí en esta línea de producción se mueve el material no las herramientas.
Los beneficios que podemos obtener con esta distribución son los siguientes:
Se posee un orden lógico en el proceso de producción ya que el producto no se debería estancar de un paso a otro.
Reduce los tiempos muertos en el transporte de los productos ya que el siguiente proceso está a continuación del anterior, ya que las máquinas están ordenadas según el proceso productivo.
Se adapta a una gran variedad de productos.
Permite cambios frecuentes en el producto.
Es más flexible. 9
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Dependiendo de las especificaciones de los clientes en algunos productos después de la operación de revisión se realiza un proceso de recocido y después el empaquetado. En el anexo 1.1. se presenta los layout de la empresa FULAUSTRA, y en estos planos se representa la trayectoria del procesamiento del aluminio desde que llega en forma de chatarra o material virgen, hasta que sale en forma ya sea de discos o láminas.
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1.6.- DESCRIPCIÓN DE LA ORGANIZACIÓN Y LA ADMINISTRACIÓN Conformación de la empresa: El objetivo principal de la empresa es la producción de discos y láminas de aluminio (AA1100), y esto se logra con la transformación de los lingotes de aluminio que se producen dentro de la línea de producción de la empresa y desde los cuales se comienza la producción de la planta. Gobierno y dirección: El gobierno de la empresa está a cargo de la Junta General de Accionistas y toda la dirección de dicha compañía está a cargo del Directorio, Presidencia y de la Gerencia. Junta General: Está formada por los accionistas y ellos tienen derecho a voto y es el órgano principal de la empresa y tiene poder para resolver todos los problemas que se presenten a lo largo de la vida de la empresa y también pueden tomar cualesquier decisión que sea en defensa de los intereses de la empresa. Directorio: Está formado por vocales los cuales son elegidos por la Junta General, y su función es de ejercer la administración de la empresa y dar constancia del trabajo que realicen los demás administradores. Presidencia: Este cargo es elegido por el Directorio de entre todos sus miembros y debe tener un periodo de duración o de tiempo indefinido según lo considere el Directorio, y sus principales funciones son: dar constancia del buen manejo de la empresa, ser el representante legal de la empresa y velar que la empresa vaya en buen camino. Gerencia: El Gerente de la empresa es elegido por el Directorio, y sus principales funciones son: administrar le empresa, vigilar el trabajo de todos los empleados de la empresa y presentar cada año un Balance General y un Estado de Pérdidas y Ganancias a la Junta de Accionistas. 11
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1.7.- ORGANIGRAMA ESTRUCTURAL DE FULAUSTRA
Accionistas UMCO - INDALUM Gerente General (Ing. Patricia Velez) Secretaria Jefe de Producción Sección Compactación
Sección Fundición Supervisor de Sección
Supervisor de Sección
Operador 1
Laminado
Sección Laminación
Corte
Recocido
Operador 2
Disco
Lamina
Operador 3
Operador 4
Operador 6
Operador 5
Operador 7
Embalado
Coladores
Transportistas de Placas
Operador 8
Operador 10
Operador 12
Operador 14
Operador 9
Operador 11
Operador 13
Operador 15
Figura 1.6. Organigrama estructural. Fuente los autores
DESCRIPCIÓN DEL ORGANIGRAMA ESTRUCTURAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA Gerente General. La gerente general es la persona quien se encarga de la:
Planificación de producción según el mercado
Métodos y tiempos de producción de cada producto de las empresas
Administración de la económica
Almacenes de materias primas
Almacenes comerciales
Almacenes de productos terminados
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Tanto de FULAUSTRA como de INDALUM. Bajo el cargo de esta persona, se encuentran varios profesionales de distintas áreas quienes se encargan junto con ella de la administración de las empresas, como por ejemplo profesionales de contabilidad quienes llevan el estado económico de la empresa. Instrucción académica: Estudios de tercer o cuarto nivel, actualmente posee el título de Ingeniera Comercial. Secretaria La secretaria se encarga de varias funciones en la empresa y es quien se encuentra directamente relacionada con la Gerente General, se enumeraran varias funciones de este cargo dentro de la empresa.
Tramitar correspondencia, su entrada y salida.
Recepción de documentos.
Archivo de documentos.
Cálculos elementales.
Informar sobre todo lo referente al departamento del que depende.
Estar al día de la tramitación de expedientes.
Conocer sobre el manejo de maquinaria de oficina, desde calculadoras hasta fotocopiadoras, pasando por ordenadores personales y los programas informáticos que conllevan.
Amplios conocimientos en protocolo institucional y empresarial.
Instrucción académica: Estudios de tercer nivel, actualmente posee el título de Contadora. Jefe de Producción.- Coordina la producción estableciendo parámetros obtenidos en los cronogramas de actividades y seguimiento, los cuales son elaborados con la asesoría de las áreas de comercialización, para lograr un excelente rendimiento y no se ocasionen pérdidas de tiempo. Organizar la producción ejerciendo un estricto control sobre cada empleado, observando su rendimiento, su gasto de insumos y materiales, su forma de utilización de los recursos. Instrucción académica: Estudios de tercer o cuarto nivel, actualmente posee el título de Ingeniero Industrial.
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Supervisor.- Su principal función es garantizar los estándares de calidad de los procesos operativos, así como también inspeccionar la producción de su respectiva sección. Realiza un informe para el jefe de producción donde se recalca la producción y la calidad de los productos en cada sección. Instrucción académica: Estudios de segundo o tercer, actualmente posee el título de Bachiller Técnico. Operador 1. Compacta la materia prima que después es usado en la línea de producción. Operador 2. Toma la placa de aluminio fundido y la envía a través de laminadora haciendo pasar varias veces hasta obtener el espesor necesario, trabajando en un ciclo cerrado junto con el operador 2. Operador 3.Extrae la placa de aluminio en el frente de la laminadora y la sigue almacenando para la siguientes etapas de laminación, realizando un proceso de ciclo cerrado junto con el operador 2. Operador 4 y 6. Coloca el material en la máquina y hace el proceso de cortado en disco o lámina según sea el caso y lo realiza técnicamente. Operador 5 y 7.Coloca las láminas antes del proceso de corte y retira el producto final y el desperdicio que se produce durante el proceso de corte. Operador 8 y 9. Realizan el proceso de recocido de las piezas después del proceso de laminado y corte
para
regenerar la estructura del aluminio o simplemente
eliminar las tensiones internas. Operador 10 y 11. Realizan el embalado del producto terminado para la distribución a las diferentes empresas. Operador 12 y 13. Cola el material fundido dentro del molde. Operador 14 y 15. Coloca los moldes en posición para el llenado de la colada y retira los mismos para la solidificación.
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Instrucción académica de los Obreros: Un nivel de estudios altos para los obreros no es necesario, solo se necesita gente responsable, dedicada, honrada, para poder desarrollar el trabajo requerido en la empresa. 1.8.- DIAGRAMA DE FLUJO GENERAL DE FULAUSTRA En la figura 1.7., se puede observar el diagrama que posee la empresa FULAUSTRA, que se emplea en la producción de discos y láminas. El proceso comienza con l adición en el crisol de la materia prima (MP), retal y combustible el cuál es necesario para el aumento de temperatura y conseguir la fusión del aluminio. En los procesos siguientes se adiciona fundente, desgasificante y refinador, y entre estos procesos se realiza la operación de escoriado para limpiar el aluminio fundido de las impurezas presentes, además se presenta el proceso posterior a la fusión del aluminio, el cual es la laminación, empaquetado y despacho del producto final.
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Figura 1.7. Diagrama de flujo. Fuente los autores.
A continuación se detallarán cada proceso dentro de la empresa FULAUSTRA desde su inicio de producción hasta su empaque y despacho.
1.8.1- Compactado En este proceso se da inicio a toda la línea de producción de la planta ya que en esta sección es donde se recibe la materia prima para el proceso de fundición.
En esta sección se cuenta con una máquina de compactado que es de accionamiento hidráulico para el proceso en sí de compactado y eléctrico para su mando. 16
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La sección está distribuida en varias subsecciones que son:
Recepción de materia prima,
Selección de materia prima a ser compactada,
Máquina compactadora,
Bloques compactados para su transporte.
En el proceso de compactado podríamos decir que su distribución y su desarrollo es el adecuado ya que las distancias que debe recorrer la materia prima son cortas para avanzar en cada proceso, solo se debe tener un poco más de orden al momento de seleccionar la materia prima a ser compactada ya que este proceso ocupa una gran espacio al momento de desarrollar dependiendo de los obreros que lo realicen.
Figura 1.8. Diagrama del proceso de Compactado. Fuente los autores
1. 8.2.- Fundido En este proceso se puede decir que es un proceso manual desde la colocación de la materia prima a ser fundida hasta el proceso de colado en los moldes para producir las plaquetas para ser laminadas.
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En esta sección existen dos crisoles que se los ocupan a la par al momento de fundir el aluminio y su capacidad unitaria es de un aproximado de 280 Kg de aluminio fundido.
Se carga cada crisol de manera continua hasta alcanzar una capacidad de carga (310 kg), se debe considerar que todo el aluminio no debe contener humead ni trazas de agua para tener una buena colada.
Para la fundición se coloca los siguientes compuestos:
Alambrón,
Olla chatarra,
Retal interno.
Para obtener una buena colada se procede a retirar la escoria de la superficie de la colada, se desmasifica la colada, se coloca componentes específicos para darle algunas propiedades al aluminio y posterior a estos pasos se procede a colar.
Un análisis del proceso total de fusión del aluminio se puede decir que es el correcto ya que se siguen diferentes pasos para poder tener una colada de excelente composición con el mínimo de impurezas y que después no intervengan en el proceso de laminación.
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Figura 1.9. Diagrama de proceso de fundido. Fuente los autores
1. 8.3.- Laminado El proceso de laminado se lo realiza en una laminadora de un solo para de rodillos por el cual deben pasar varias veces las plaquetas para irlas reduciendo su espesor y obtener el espesor deseado.
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Para este proceso se emplean dos personas ya que una envía las plaquetas a los rodillos y el otro extrae las plaquetas para ser laminadas de nuevo en un ciclo cerrado. Este proceso es de riesgo ya que los obreros están muy cerca de los rodillos de laminación y se podría ocasionar un accidente.
Figura 1.10. Diagrama de proceso de Laminado. Fuente los autores
1. 8.4.- Corte En esta etapa de la producción podemos observar que el corte se realiza con dos guillotinas, una cortadora de discos y una prensa neumática para con estas obtener los productos con las medidas finales.
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En cuanto al corte de discos se observa que es un proceso mecánico y no se ve ningún inconveniente al momento del corte. En el corte de láminas podemos deducir del proceso q es manual al momento de calibrar para las diferentes dimensiones de las láminas en las dos guillotinas y por ende las dimensiones de todas las láminas pueden variar. Por esto decimos que se debería recomendar un utillaje para que se facilite el corte y la regulación al momento de cortar.
Figura 1.11. Diagrama de proceso de Corte. Fuente los autores.
1. 8.5.- Recocido Este proceso no se ve que ocasione demoras en el procesamiento del producto ya que el horno ocupado para este fin se ve que está en buen estado.
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Una dificulta que pudimos observar es cuando se carga el horno se debe colocar manualmente un alambre para recoger las temperaturas dentro del horno y podemos decir que tal vez no se puede tener una medida homogénea de todo el material cargado y por eso se debería instalar un sistema de medición que es el adecuado para controlar de una manera exacta la temperatura de todo el horno.
1. 8.6.- Embalado Cuando los productos están listos para la distribución se les coloca en periódico y se los cubre con una capa de funda plástica y en general el proceso no tiene complicaciones cuando se lo realiza.
1.9.- ANÁLISIS ECONÓMICO-FINANCIERO Para ver en el estado que se encuentra la empresa financieramente en los tres últimos años se procederá a graficar los datos más relevantes que fueron extraídos de los balances financieros que fueron facilitados por la empresa y estos se presenta en el Anexo 1. Como podemos ver en la figura 1.12., se puede concluir que del primer año al segundo año se tiene un crecimiento notable en el resultado de las utilidades pero en el año 2010 se tiene una pérdida ya que la utilidad desciende notablemente, el segundo año ha crecido un 30% y el último año bajo un 51% con respecto al primer año.
UTILIDAD NETA 2000 1435,56
1500 Cantidad en 1000 dólares
1116,34 546,32
500 0 2008
2009
2010
Figura 1.12. Utilidad Neta. Fuente los Autores
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Años
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En la figura 1.13., de activo corriente se puede observar que la inversión a corto plazo a la cual está siendo sometida la empresa tiene valores ascendentes y esto beneficia a la empresa puesto que le inyectan inversiones para que siga creciendo y se puede ver desde el 2008 hasta la fecha cada año se ha ido aumentando las inversiones, ya que el segundo año ha crecido un 26% y el 2010 creció un 69% con respecto al 2008.
ACTIVO CORRIENTE 25000 19163,93
20000 Cantidad en 15000 dólares 10000
14253,83 11299,72
5000 0 2008
2009
2010
Años
Figura 1. 13. Actico Corriente. Fuente los Autores
Las inversiones a largo plazo que se encuentran en la figura 1.14., de activo no corriente van descendiendo desde el 2008 y esto se debería que en el año 2008 se hizo invirtió en diferentes áreas de la empresa y dicha inversión se va amortizando y por eso el activo no corriente esta cada año descendiendo hasta que los inversionistas hagan una nueva inversión a largo plazo, ha decrecido un 17% el 2009 con respecto al 2008 y un 36% el 2010 con respecto al 2008.
ACTIVO NO CORRIENTE 7000
6457,86 5325
6000 5000
4093,2
Cantidad en 4000 dólares 3000 2000 1000 0
2008
2009
2010
Figura 1. 14. Activo No Corriente. Fuente los Autores
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Años
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Como podemos observar en la figura 1.15., del total de activos que posee la empresa se puede decir que la empresa posee inversiones las cuales ayudan a que la empresa no se quede estancada y pueda adquirir servicios e insumos que le ayuden al momento de producir sus artículos y mantenerse en el mercado y en lo posible crecer en todos los campos que pueda, ya que las inversiones crecieron un 10% el 2009 y un 30% en el 2010 con relación al 2008.
TOTAL DE ACTIVOS 23257,13
25000 17757,58
20000
19578,83
15000 Cantidad en dólares 10000 5000 0 2008
2009
2010
Años
Figura 1.15.Total de Activos. Fuente los Autores
En cuanto se refiere a los pasivos que son las deudas que puede tener la empresa se puede ver en la figura 1.16, que en el año 2010 ha existido un aumento en las deudas en comparación a los años 2008 y 2009 y esto se debería en que en el último año no habido un crecimiento notable en la empresa y lo podemos observar en las utilidades, y estas deudas también son las que tienen con los proveedores y podemos ver un endeudamiento del 4% en el 2009 y un 38% con relación a las deudas obtenidas en el año 2008.
TOTAL DE PASIVOS 8894,18
10000 8000 Cantidad en dólares
6729,1 6437,02
6000 4000 2000 0 2008
2009
2010
Figura 1.16. Total de Pasivos. Fuente los Autores
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Años
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En cuanto al total del pasivo + patrimonio se puede decir que del 2008 al 2009 y al 2010 existe una gran diferencia y podemos concluir que el capital y patrimonio de la empresa aumentado gracias a que la empresa ha crecido, pero para que no perjudique a la empresa los pasivos se deben de disminuir lo máximo posible y todos estos valores lo podemos observar en la figura 1.17 y han crecido un 204% en el 2009 y en el 2010 un 261% con respecto al 2008.
PASIVO + PATRIMONIO 23257,13
25000
19578,83
20000 Cantidad en 15000 dólares 10000
6437,02
5000 0 2008
2009
2010
Años
Figura 1.17.Pasivo + Patrimonio. Fuente los Autores
En cuanto a las ventas totales el último año es malo ya que desde el primer año han ido decreciendo notablemente y podríamos decir que se debe a que en los últimos años otros materiales han reemplazado en el mercado al aluminio en cuanto se refiere
a distintas aplicaciones que tenía el aluminio y otro motivo para la
disminución de las ventas sería que el aluminio producido no cumple algunas características exigidas por algunos clientes y la disminución de las ventas en relación al 2008 es, 30% bajó en el 2009 y 87% bajó en el 2010. Figura 1.18.
VENTAS 40000
38038,26 26457,17
30000 Cantidad en 20000 dólares 10000
4902,48
0 2008
2009
Figura 1.18. Ventas. Fuente los Autores
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2010
Años
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En este punto podemos ver que las ventas de los discos desde el primer año descienden y esto perjudica a la empresa ya que el total de ventas está decayendo y puede poner en serios aprietos a la empresa, ya que en el año 2009 las ventas disminuyen un 38% con respecto a las ventas del año 2008 y en cuanto al año 2010 bajan un 91% con respecto al primer año y una de las razones para la disminución es que los discos no cumple algunas de las características exigidas por los clientes ya que la aleación se supone y esto podemos corroborar en la figura 1.19.
VENTAS DISCOS 40000 30000
29385,3 18126,35
Cantidad en 20000 dólares 10000
2558,23
0 2008
2009
2010
Años
Figura 1.19.Venta Discos. Fuente los Autores
En cambio en la venta de láminas y su comportamiento es a la baja similar a las ventas de discos y en base a las ventas del primer caen un 10% en el año 2009 y un 78% en el año 2010, y del 2009 al 2010 las ventas descienden notablemente y esto puede influir en la estabilidad económica de la empresa y las bajas ventas se debería a que la empresa está perdiendo mercado puesto que el aluminio en algunos casos está siendo reemplazado por otro tipo de materiales y por eso el mercado de aluminio tiende a la baja y todas estas cifras se representa en la figura 1.20.
VENTAS DE LAMINAS 10000
9300,82 8360,33
8000 Cantidad en dólares
6000 4000 2063,16
2000 0 2008
2009
2010
Figura 1.20.Ventas de Láminas. Fuente los Autores
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Años
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En cuanto a las devoluciones de discos han disminuido ya que en el año 2008 no se tenía en cuenta el proceso de revisión del producto terminado y por esta razón se enviaban productos defectuosos pero para el año 2009 se redujo un 18.7% y para el año 2010 se redujo un 93.8% del 2009 y esto se debería que se aplicado el proceso de revisión y por esta razón el porcentaje de devoluciones tienden a disminuir y también influye que las ventas de discos está bajando desde el primer año al 2010. Figura 1.21.
DEVOLUCION DE DISCOS 2000
1852,7 1504,47
1500 Cantidad en 1000 dólares 500
92,07 0 2008
2009
2010
Año
Figura 1.21.Devolución de Discos. Fuente los Autores
En cuanto a las devoluciones de láminas en los años analizados tienen un comportamiento descendente ya que desde el 2008 al 2009 descienden un 77.3% y en el último año desaparecen, ya que la línea de producción posee un paso que es el de revisión de calidad y por este motivo se pudo reducir al máximo las devoluciones y esto beneficia a la empresa ya que el cliente queda satisfecho con el producto vendido y otro parámetro que debemos observar en la baja de las devoluciones es que las ventas de láminas ha decaído desde el primer año hasta el segundo. Figura 1.22.
DEVOLUCION DE LAMINAS 150 Cantidad en dólares
116,33
100 50
26,32 0
0 2008
2009
2010
Figura 1.22.Devolución de Láminas. Fuente los Autores
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Año
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CONCLUSIÓN: Durante el periodo de análisis los ingresos por ventas de la empresa son variables ya que aumentan en un año y decrecen en el otro y podemos decir que un objetivo inmediato de la empresa sea el mantener las ventas, para que no desciendan bruscamente en el año siguiente y la empresa debe comenzar a elevar las ventas con planificación y luego de elevarlas mantener dichas ventas. Para poder mantener las ventas y poder tener un nivel de ingresos estable se debería crear un departamento de ventas ya que la empresa no cuenta con dicho departamento, y una vez creado este departamento encargarle de planificar todas las ventas para el año y estas a su vez mantenerlas, también de recuperar y aumentar el mercado de la empresa tanto a nivel local como nacional. Se debería optimizar todos los gastos operativos de la empresa ya que si se minimiza en un gran porcentaje podremos aumentar significativamente los niveles de utilidad de la empresa.
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1.10.- DIAGNÓSTICO DE LAS MÁQUINAS COMPACTADORA Nombre: Compactadora de Aluminio
Marca: xx
Año: xx
Tipo: xx
Procedencia: xx Estado: Bueno: X Regular:
Accionamiento: Hidráulico, eléctrico.
Malo:
Foto:
Motor principal: Siemens No: 1344YA76 V :440-220
Hz: 60
A: 45-21.5
Serie: ILA7 F.S.: 1.15
Hp/KW: 15/11.2
Form.Cons.: IMB 35
IP: 55
Peso: 63.5kg
rpm: 1750
Cos Ф :0.84
IE: 34
CI.Aisl.: F
Bomba: Bomba de pistones Marca: HYDROMATIK GMBH
Tipo: A7V 55 LV 2.0 RPF 00
ULM (DONAV)
Procedencia: Alemana
Nº: 226.20.22.00 BAUJA HR: 01.85
FABRI-NR: 1581/48 P: 11 KW
n: 1450 min-1 Capacidad: 15 galones
Presión máx. de trabajo: 200
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Mantenimiento Se debe revisar el nivel del depósito y no dejar que baje el nivel. Revisar periódicamente los sellos de los pistones que actúan ya que estas partes pueden sufrir deterioros y por ende fugas del aceite. A la bomba de pistones revisarla ya que pueden deteriorarse los sellos y no tener presión de trabajo. El aceite usado es el GULF HARMONY AW ISO 68, que es un aceite hidráulico de tipo antidesgaste.
Descripción La máquina consta de cuatro pistones para su accionamiento, los cuales son comandados por cuatro palancas respectivamente. Posee un panel para el encendido y el apagado de la máquina. Tiene un manómetro para visualizar las presiones de trabajo y así poder controlar a que presión se está trabajando y no esforzar a la máquina.
Observaciones Esta máquina se ocupa para comenzar todo el proceso de fundición ya que la materia prima que se suministra a los crisoles debe ir compactada en un solo bloque para facilitar la alimentación de los crisoles. El estado de funcionalidad de esta máquina se puede decir que está en buen estado puesto que se da mantenimiento preventivo-correctivo ya que no solo es uso exclusivo de los empleados de Fulaustra sino que también utilizan para trabajos de la planta de Indalum. Y para el manejo de dicha máquina no se necesita de conocimientos profundos, por lo que diferentes obreros de la planta lo pueden manejar y así facilitar el trabajo cuando hay que compactar.
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LAMINADORA Nombre: Laminadora de placas de aluminio Tipo: LD 90-35-16 Accionamiento: Mecánico, eléctrico.
Marca: Mino
Año: 1980
Procedencia: Italiana Estado: Bueno: X Regular:
Malo:
Foto:
Motor principal: ABB Motors No: 3260515 1031 XM V :440-220
Hz: 60
Serie: M2CA315MB 6 B3 E
Ins.cl.: F
IP: 55
Hp: 150
rpm: 1186
Marca del reductor: C.SACERDOTI No: 1
Kw: 88
Peso: 805kg Cos Ф :0.85
Serie: 44057
rpm. Entrada: 1180
Aceite: EP, viscosidad 220 ISO cSt a 40ºC
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Reducción: 1:49.5 veces
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Lubricación Para la lubricación de reductor jaula y registro utilizar los siguientes aceites Lubricante: Esso: PEN-O-LED EP 3, Shell: MACOMA 73, Mobil: COMPOUND DD Cantidad aceite contenida en reductor jaula: 230 lt Cantidad aceite contenida en el registro: 50 lt Sustituir cada 5000 horas de funcionamiento Para la lubricación de rodamientos de rodillos utilizar los siguientes aceites Lubricantes: Esso: PEN-O-LED EP6, Shell: MACOMA 82, Mobil: COMPOUND GG Cantidad aceite contenida en el depósito. 5 lt
Utilización La laminadora en referencia no es de última generación pero con su funcionalidad cumple con las características necesarias para producir los productos de la empresa ya que se puede calibrar la máquina para poder obtener una gama de espesores de acuerdo al pedido.
Observaciones El único problema que le encontramos a la máquina es que cuando se hace pasar de un lado al otro por los rodillos a las plaquetas estas no salen planas ya que se deforman y por esto se necesita otro proceso que es el aplanado y así poder sacar los productos planos.
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APLANADORA Nombre: Aplanadora de láminas de aluminio
Marca: SCHNUTZ
Año: 1976
Tipo: 59 Siegen-Weldenau
Procedencia: Alemana
Modelo: RM 2/60/9-900 Accionamiento: Mecánico, eléctrico.
Estado: Bueno: X Regular:
Malo:
Foto:
Motor principal: BAILER
Serie: D-7300 ESSLINGE
No: 1553384 V :380-220
Tipo. D4A48V/381
Hz: 60
Hp: 10
rpm: 1710
Motor para el regulador de
Peso: 64 kg Cos Ф :0.86
Serie: AM9058
rodillosl: AEG No: 42200333 V :830-220
Hz: 60
A : 2.4-1.4
IP: 44
Hp: 1,5
KW: 0.37
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Peso: 2.3kg Cos Ф :0.62
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Datos técnicos: Espesores: 3,5 - 0,8mm Anchura máxima: 900 mm Velocidad de aplanado:15m/min Cantidad de ejes aplanadores: 9 Longitud de los ejes aplanadores: 1000mm Diámetro de los ejes aplanadores: 60mm
Descripción
Los ejes enderezadores son accionados juntamente mediante un motor, engranajes. Todos los ejes están montados por medio de rodamientos a un montante que se ancla a la máquina y se les acciona por medio de matrimonios en un extremo y el otro extremo está en el montante de la máquina. Existen también un juego de ejes de apoyo para los ejes enderezadores tanto en la parte superior e inferior, para evitar que se flejen los ejes, y constan de 5 y 4 rodillos respectivamente y son de longitud 300mm, diámetro 60mm y estos poseen rodamientos en sus extremos.
Mantenimiento
Para darle mantenimiento a la aplanadora se debe tener los siguientes aspectos principales:
Verificar el nivel de aceite en el reductor.
Inspeccionar que los ejes enderezadores estén libres de basura y limpiarlos con disolvente.
Verificar que estén con grasa los matrimonios de cada eje.
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Observaciones: Un inconveniente que se pudo observar es que no está en un lugar idóneo ya que al momento de pasar las plaquetas de un lado al otro se obstaculiza el trabajo de dos máquinas que se encuentran a su alrededor como son a la laminadora y ala guillotina pequeña y por eso se debería reubicar a la máquina en cuestión. En cuanto al trabajo que se realiza y los inconvenientes presentados al momento de aplanar podemos ver que se debe cambiar algunas partes de la máquina ya que se encuentran defectuosas.
GUILLOTINA GRANDE Nombre: Guillotina Morgan
Marca: MORGAN
Año: 1987
RUSHWORTH No:1300/12H/1GG/1187
Procedencia: Inglaterra
Modelo: 1300/12H/1GG/1187
Accionamiento: Hidráulico, eléctrico.
Estado: Bueno: X Regular:
Malo:
Foto:
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Motor principal: VEB ELEKTROMATORENWERK No: 575413/010 V :380-220
Tipo. KMER800 L4 AC
Hz: 60
A: 55,5
Hp: 10
rpm: 1460
KW: 40 PS/30
Serie: DDR/GOR Peso: 20 kg Cos Ф :0.87 Ins.cl.: F
Datos técnicos: Espesor máximo de corte: 12 mm Ancho máximo de corte: 1300 mm
Descripción Esta guillotina pose una bomba de piñones la cual da el accionamiento hidráulico para cortar las láminas. Para cortar las láminas primero descienden percutores ubicados equidistantemente al filo de la guillotina, luego de que hayan hecho contacto los percutores baja la cuchilla de la guillotina y corta
Mantenimiento
Las guías de deslizamiento se lubrican con aceite suministrado por un sistema de disparo, comprobar que el depósito este en el nivel adecuado. Cuando el equipo es nuevo el sistema de inyección se debe operar con frecuencia, pero cuando está bien gestionado debería ser de 2 o 3 veces al día será suficiente. El aceite que se debería ocupar será SAE 30 ó Shell Tellus 27, para la máquina. La capacidad del depósito será de 75 galones. Se deberá revisar que los percutores estén en buen estado para que exista la buena sujeción de las láminas a cortar
36
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Observaciones: Esta máquina sirve para cortar láminas que tengan espesores mayores a 3 mm por su capacidad. El estado de funcionamiento que presenta la guillotina se ve que no está al 100% ya que se observa unas fugas de aceite, el accionamiento defectuoso y falta de algunos soportes para el corte. Una aclaración que nos pudieron dar los encargados de la planta es que la máquina necesita un arreglo de algunas de sus partes porque ya presenta varias averías que dificultan el trabajo y por eso se demoran al momento de cortar las láminas. En base a lo que se pudo observar la máquina si es apta para el trabajo que debe realizar pero se le debe realizar un mantenimiento exhaustivo para poderle dejar al 100% de su capacidad y no tener problemas al momento de trabajar en ella.
GUILLOTINA PEQUEÑA Nombre: Cizalla Pequeña
Marca: Cizalla Guillotina
No: 1021
Procedencia:
Tipo: 12
Accionamiento: Mecánico, eléctrico.
Estado: Bueno: X Regular:
Malo:
Foto:
37
Año:
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Motor principal: Siemens No: V :380-220 A: 55,5
Serie: Tipo:
Hz: 60
Hp: 10
Peso: 30 kg rpm: 1460
KW: 40 PS/30
Cos Ф :0.87 Ins.cl.: F
Datos técnicos: Espesor máximo de corte: 2 mm Ancho máximo de corte: 1300 mm
Descripción
Esta máquina consta de un volante el cual está acoplado a un eje excéntrico y también por medio de bandas está girando simultáneamente con el motor. Posee un pedal el cual por medio de enclavamiento retiene la cuchilla para que no descienda y cuando se acciona el pedal el enclavamiento suelta al volante y realiza un giro de 360º el cual hace que baje y suba la cuchilla y desde luego corte el material.
Mantenimiento
Las partes críticas de esta máquina son el volante y el enclavamiento ya que estos están en constante roce y con el tiempo se proceden a desgastar. También se debe revisar las bandas ya que se desgastan y si sucede esto no podrían arrastrar al volante. Se debe revisar la cuchilla tanto superior como inferior ya que por el uso están pueden perder su filo y no cortar que debería.
38
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Observaciones: Esta máquina se ocupa para cortar las plaquetas de espesores pequeños puesto que se ocupa para dar la dimensión final de algunas láminas y también se corta las láminas que posteriormente se van a la cortadora de discos. Lo que se pudo observar en cuanto a la manera que se realiza el trabajo en esta máquina que se necesita de un utillaje para poder calibrar las dimensiones a cortar ya que la manera que lo realiza no creemos que sea la adecuada.
CORTADORA DE DISCOS Nombre: Cizalla Pequeña
Marca: DENN
No: xx
Procedencia: España, Barcelona
Tipo: xx
Accionamiento: neumático, hidráulico, eléctrico.
Estado: Bueno: X Regular:
Año: xx
Malo:
Foto:
Motor: ABB
Serie: xx
No: xx
Tipo: xx
V :220
Hz: 60
A: xx
KW: xx
Hp: xx
Peso: xx rpm: xx Ins.cl.: xx
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Cos Ф : xx
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Datos técnicos: Espesor máximo de lámina: 5 mm; Diámetro de disco máx.:1000 mm; Velocidad de Corte: 14m/min, Presión de trabajo. 8 Bar = 123 psi
Descripción Esta cizalla circular es usada para cortar los discos usando unas cuchillas circulares dispuestas una superior y una inferior. Para la sujeción de las piezas a cortar se utiliza un percutor que es accionado neumáticamente en el centro de la pieza a cortar y cuando entra en contacto con las cuchillas el material, el percutor gira con el material y se va produciendo el corte.
Mantenimiento El punto principal de la máquina son las cuchillas ya que estas deben siempre tener filo puesto que si no es así se obtendrá piezas con rebabas y de mala calidad. Los sistemas de accionamiento tanto de la cuchilla como del percutor se deben revisar periódicamente puesto que estas partes son la vida de la máquina.
Observaciones: En esta máquina llegan láminas cortadas en la guillotina pequeña una vez colocada en la posición la lámina se procede al corte en forma circular para obtener los discos. El estado de la máquina se ve que se encuentra en buen estado y no presenta partes defectuosas y problemas al momento de operarla. En cuanto al desarrollo del proceso pudimos observar que no tiene dificultades desde nuestro punto de vista ya que no se pierde tiempo al momento de coger y colocar las láminas para ser cortadas ni tampoco después del corte ya que los espacios se ve que si están bien distribuidos.
40
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
1.11.- ANÁLISIS FODA Introducción El análisis FODA constituye un estudio de la empresa tanto externo como interno y nos sirve como un diagnóstico para establecer como se encuentra la empresa actualmente.
Las siglas FODA significan:
Fortalezas,
Oportunidades,
Debilidades,
Amenazas.
A partir de este análisis se podrá elaborar un plan estratégico que nos encaminará hacia una meta ideada por la organización que puede ser a mediano o largo plazo.
Los factores que intervienen en este análisis son los siguientes y se describe en que consiste cada uno de ellos:
Fortalezas: Constituyen fuerzas impulsadoras internas, que nos ayudan positivamente a la gestión de todos los campos de la empresa.
Oportunidades: Son situaciones del entorno que pueden con el tiempo convertirse en fortalezas y son factores externos positivos.
Debilidades: Son problemas del entorno que nos impiden el adecuado desempeño de la empresa y constituyen factores interno negativos.
Amenazas: Son entornos que pueden convertirse en debilidades y conforman factores externos negativos.
41
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
FODA en “FULAUSTRA”: El diagnóstico se realizó por los autores de este proyecto de grado y en colaboración con el Ingeniero encargado de la producción. A continuación se identifica las Fortalezas, Debilidades, Oportunidades y Amenazas, y el estudio FODA se realizó por parte de la empresa en el mes de Noviembre del 2010 y el objetivo fue para la planeación del año 2011, y el cual reposa en los archivos de la empresa. Por parte de la empresa se brindó los datos necesarios para el desarrollo del análisis FODA que se presenta a continuación:
1.11.1.- Fortalezas
Buena infraestructura, acorde con las necesidades de producción.
Mano de obra experimentada.
Comunicación eficaz y rápida debido a una Administración horizontal con pocos niveles jerárquicos (poca burocracia).
Respeto y confianza en todos los niveles jerárquicos.
Las garantías ofrecidas al cliente en el producto.
Bajo nivel de gastos en ventas.
1.11.2.- Oportunidades
Incentivo del gobierno a consumir lo producido en Ecuador.
Regulación a la exportación de chatarra, materia prima para fundición.
Incremento de aranceles y restricciones para importar productos que pueden ser fabricados por empresas nacionales.
Crecimiento del mercado por la aceptación de los productos elaborados, debido a las especificaciones técnicas.
Pioneros en el mercado de laminado de aluminio.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
1.11.3.- Debilidades
Falta de capacitación continua.
No hay preocupación continúa por el bienestar del personal.
Incumplimiento en el control de procesos y políticas internas.
Inexistencia de una gerencia en el proceso productivo y en el mantenimiento de los insumos y maquinaria para desarrollar la fundición y laminación.
Bajo nivel tecnológico y mejor equipamiento.
1.11.4.- Amenazas
Empeoramiento de la situación socio-económica del país.
Mayor aceptación de productos que sustituyen a los nuestros.
Competencia con industrias que poseen mejor tecnología y manejo de costos.
Alto porcentaje de clientes eventuales.
Requerimientos de los clientes del sistema ISO 9001.
A continuación presentamos el cuadro del análisis FODA: FORTALEZAS
Ponderación
Calificación
P*C=V
Buena infraestructura, acorde con las necesidades de
30
10
300
30
10
300
20
8
160
Respeto y confianza en todos los niveles jerárquicos.
10
8
80
Bajo nivel de gastos en ventas.
10
8
80
100
44
920
producción. Mano de obra experimentada. Comunicación Administración
eficaz
y
rápida
debido
a
con
pocos
niveles
horizontal
una
jerárquicos (poca burocracia).
Total
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
OPORTUNIDADES
Ponderación
Calificación
P*C=V
Incentivo del gobierno a consumir lo producido en
30
10
300
30
10
300
20
8
160
15
8
120
5
7
35
100
35
915
Ponderación
Calificación
P*C=V
Bajo nivel tecnológico y mejor equipamiento
25
8
200
Falta de conocimientos técnicos en los que realizan el
15
9
135
20
6
120
20
7
140
20
8
160
100
38
755
Ecuador Regulación a la exportación de chatarra, materia prima para fundición Incremento de aranceles y restricciones para importar productos que pueden ser fabricados por empresas nacionales Crecimiento del mercado por la aceptación de los productos elaborados, debido a las especificaciones técnicas Pioneros en el mercado de laminado de aluminio
Total
DEBILIDADES
proceso productivo La falta personal técnico especializado en los procesos críticos de laminado y fundición Incumplimiento en el control de procesos y políticas internas Inexistencia de una gerencia en el proceso productivo y en el mantenimiento de los insumos y maquinaria para desarrollar la fundición y laminación.
Total
44
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
AMENAZAS
Ponderación
Calificación
P*C=V
Empeoramiento de la situación socio-económica del
30
10
300
20
9
180
20
9
180
Alto porcentaje de clientes eventuales.
15
8
120
Requerimientos de los clientes del sistema ISO 9001.
15
8
120
100
44
900
país. Mayor aceptación de productos que sustituyen a los nuestros. Competencia con industrias que poseen mejor tecnología y manejo de costos.
Total
Después de realizar el análisis FODA hemos extraído los resultados y así poder dibujarlos y comprender mejor el análisis:
Fortalezas: 920
Oportunidades: 915
Debilidades: 755
Amenazas: 900
El punto se sacó restando el valor de las fortalezas 920, de las debilidades 755 que dio 165.
Y el otro punto se sacó restando las oportunidades 915, de las amenazas 900 que nos dio un resultado de 15. Figura 1.23.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Figura 1.23. FODA .Fuente los Autores
Interpretación de los resultados: Para interpretar la gráfica del FODA se observar el cuadrante donde se ubica nuestro punto y así llegar a una interpretación final. El punto se encuentra en el Cuadrante 1 y esto quiere decir que las fortalezas superan a las debilidades ampliamente y podemos establecer que es una empresa fuerte en su organización y en sus niveles de mando. En cuanto al eje vertical aquí mínimamente las oportunidades superan a las amenazas y podemos decir que los factores externos quieren hacer que la empresa tambalee ya que existen amenazas fuertes que podrían afectar en diferentes campos a la empresa y aquí existe un alto riesgo de los factores externos.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
1.12.- DIAGNÓSTICO DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN
ANÁLISIS DEL ESTADO ACTUAL DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN. Luego de analizar cada uno de los procesos en la línea de producción presentamos el principal problema analizado mediante el diagrama causa y efecto, es decir un resumen de todos los problemas que se han identificado durante el análisis anterior.
PROBLEMA CENTRAL El problema central que hemos encontrado en el empresa es “Rechazo de una tasa considerable de la producción”, llegamos a la conclusión que todos los problemas que se dan en la empresa y se han identificado en el análisis FODA provienen de este, que engloba varios efectos
inferiores de la producción a
continuación se detallara las causas y efectos.
CAUSAS Después de analizar la línea de proceso junto con el Jefe de Producción, mediante un recorrido en la empresa donde concluimos varias causas por lo que el principal problema es el “Rechazo de producto terminado” y que tienen que volver a realizarse el proceso, ocasionando baja producción y por lo tanto incumplimiento en las entregas a los clientes, esto se da no solo por problemas internos como “Errores de planta de producción” sino también por la aleación de que se utiliza y la cantidad de materia prima reciclada que afecta directamente en las propiedades finales del producto. Otros factores que sobresaltan en la producción y que también deben tomarse en cuenta, es “El deficiente control de calidad”, “La mala distribución de la Planta”, la “Tecnología desactualizada” y las “Distracciones de la mano de obra”, por ello este proyecto busca la solución de estos problemas implementando nuevas estrategias de producción para la administración y control de calidad de la empresa.
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
EFECTOS Analizaremos los efectos que engloba el problema central que son internos, es decir que causa problemas a los operarios, al gerente y en si a las utilidades de la empresa, y externos que causa problemas a los clientes siendo lo principal “el incumplimiento de fechas de entrega” este es el problema más grave, pues la empresa se ve afectada directamente en su reputación y finalmente ocasiona la pérdida de clientes y el fracaso de la empresa.
Figura 1.24.Causa-Efecto
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DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
1.13.- CONCLUSIÓN: La empresa tiene problemas en cuanto a las ventas ya que estas han ido decreciendo desde el año2009 al año 2010 y esto le pone a la empresa en una situación económica no rentable ya que con el tiempo afectará drásticamente la estabilidad económica de la empresa puesto que las ventas son la vida de una empresa.
Y una solución a la baja de las ventas es que la empresa cree un departamento de ventas para que se trate de estabilizar y luego de elevar las ventas de discos y láminas con una planificación conjunto al departamento de producción para optimizar y mejorar en lo posible la calidad de
los productos terminados de acuerdo a las
consideraciones de los clientes y poseer clientes satisfechos con los productos.
En cuanto a la fusión y colado del aluminio la empresa no posee un cuadro técnico para el proceso y al momento el proceso se lo rige y se lo controla de manera artesanal y esto perjudica al productos final ya que si no se controla correctamente la propiedades del aluminio final varían de una plaqueta a otra y no todas posee las mismas características y no se puede ofrecer un producto homogéneo en cuanto a las características técnicas del aluminio, por esto se debería crear bases para un correcto proceso y poder conseguir una buena calidad en el producto final.
En cuanto al proceso de laminado y corte pudimos observar que entre proceso y proceso se estancan los obreros y el material y no existe una fluidez en el proceso aquí se debería analizar cada proceso y determinar los tiempos para cada uno y establecer medidas para que en lo posible no aparezcan cuellos de botella y el proceso mantenga una fluidez continua.
Se pudo observar que la maquinaria es de bajo nivel tecnológico, no posee maquinaria moderna la empresa, y esto influye en la calidad del producto final ya que al momento de cambiar de producto la calibración varía de acuerdo al obrero y por ende los productos poseen una tolerancia alta entre una producción y otra. 49
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACUTAL DE LA EMPRESA FULAUSTRA
Una vez analizado el estado de la empresa en todos sus campos podemos concluir que la empresa tiende a una situación no rentable ya que sus ingresos están decayendo según pasan los años, como un aspecto importante la empresa debe realizar todos los esfuerzo para mantener las ventas y no seguir decayendo y cuando haya logrado esto planificar en todos sus campos y comenzar a elevar sus ventas ya que son la parte fundamental de la empresa y tratar de que los encargados de las ventas y los encargados de la producción trabajen a la par para que se puede producir un producto de excelente calidad e ir creciendo como empresa.
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
CAPITULO II
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2.1.- INTRODUCCIÓN En este capítulo se analizarán características del aluminio y del proceso que se desarrolla en la empresa FULAUSTRA, diferentes tipos de procesos y tecnología actual que comprende el desarrollo de nuestros procesos.
2.2.- COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DEL ALUMINIO El aluminio es un metal no ferroso, y es el más abundante de los metales, constituyendo cerca del 8% de la corteza terrestre. Sus propiedades han permitido que sea uno de los metales más utilizados en la actualidad. Es de color blanco y es el más ligero de los metales producidos a gran escala. El aluminio puro es demasiado blando, debidamente aleado se obtienen resistencias comparables al acero, por lo cual es útil para toda industria, desde la construcción, decoración, minería, iluminación hasta la industria aeronáutica.
El aluminio es el único metal que proporciona dureza con bajo peso, es sumamente fácil de pulir, tenaz, dúctil y maleable, posee una gran resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica y eléctrica, teniendo la mejor relación beneficios-costo que cualquier otro metal común.
El aluminio brinda a los ingenieros, arquitectos, diseñadores, etc., la posibilidad de desarrollar una gran variedad de diseños, ya sea con el uso de perfiles estándares o a través del desarrollo de perfiles personalizados.
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2.2.1.- Propiedades físicas del aluminio
CARACTERÍSTICAS ATÓMICAS Y CRISTALINAS
El número atómico del aluminio es 13
La masa atómica es 26,974
El aluminio posee una estructura cúbica de caras centradas con las siguientes características:
Constante de la red 4,0413 Ǻ,
Radio atómico 1,4286 Ǻ,
Distancia entre átomos 2,858 Ǻ.
En la siguiente figura nos ilustra la estructura de Al, CCC.
Figura2.1.- Estructura Cúbica de Caras Centradas del Aluminio, Fuente International AluminiumAssociation
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
En el siguiente cuadro se expresa la comparación entre las Características Físicas y Mecánicas entre el Acero y el Aluminio.
Características Físicas y Mecánicas
Perfiles Laminados Acero (A37, A42, A52)
Aluminio
Peso Específico (gr/cm3)
7,85
2,70
Punto de Fusión (°C)
1535
658
11
23
19
2,8
Resistencia a Tracción (N/mm2)
370-620
250-300
Límite Elástico 0,2 (N/mm2)
240-360
270
Módulo de Elasticidad (N/mm2)
200.000
65.000
Coeficiente de Dilatación Térmica Lineal (10-6 °C-1) Resistividad Eléctrica (microhmios-cm2/cm)
Tabla 2.1. Características Físicas y Mecánicas Acero vs Aluminio, Fuente International AluminiumAssociation
CARACTERISTICAS TERMICAS
Punto de fusión 660,24 ºC el Al de 99.996 %.
Calor de fusión 92 𝑐𝑎𝑙 𝑔.
Punto de ebullición 2056 ºC.
El calor específico disminuye con la temperatura, a 20ºC es 0,222 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 .
Conductibilidad eléctrica es de 2,630 𝜇Ω 𝑐𝑚 𝑐𝑚 a 20ºC
2
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
REFLECTIVIDAD DEL ALUMINIO El aluminio es muy reflectivo en la luz y con la radiación solar, más que ningún otro metal corriente.
La reflectividad varía de acuerdo al grado de energía o las condiciones superficiales del metal, siendo la más alta del 75% en un rango de rayos ultravioleta, 85% en el rango de luz visible y sobre un máximo del95% en el rango de radiación infrarroja.
CORROSIÓN DEL ALUMINIO Este fenómeno se nota gracias a la formación espontánea de una película muy delgada de óxido de aluminio, la cual es insoluble en agua y la protege del medio ambiente, tanto en forma de metal puro como cuando forma aleaciones, por la cual presenta las mismas ventajas que el acero inoxidable y hace verse muy bien en comparación con el acero.
TOXICIDAD DEL ALUMINIO El aluminio es un metal no toxico, por lo tanto permite estar presente en los utensilios de cocina, envases industriales, en la medicina, etc. los que no producen efectos nocivos.
APARIENCIA DEL ALUMINIO El aluminio es uno de los metales blancos que posee brillo natural de apariencia llamativa. Sin embargo adicionalmente a sus condiciones naturales, se le puede dar diversos tipos de acabado de contextura y color.
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2.2.2.- Propiedades mecánicas del aluminio Las propiedades intrínsecas del aluminio son las siguientes: 𝑘𝑔
Módulo de torsión 2700
Coeficiente de Poisson 0,34
Compresibilidad a 20ºC es 1,4𝑥10−3 por Mbar
𝑚𝑚2
RESISTENCIA A LA RUPTURA El aluminio puro comercial tiene una resistencia a la ruptura sobre los 90MPa, y este valor se puede duplicar cuando es trabajado en frío. Sus propiedades se optimizar notablemente al someter al aluminio a aleaciones con pequeños porcentajes de otros metales como el cobre, magnesio, silicio, manganeso o zinc.
RESISTENCIA A LA TENSIÓN El aluminio posee una resistencia a la tensión de aproximadamente 300 MPa, en condiciones normales de tratamiento térmico, sobre el 70% de la resistencia que posee el acero.
RESISTENCIA A LA FLEXIÓN Cuando esta es adoptada con el proceso de extrusión, admite que el metal se distribuya sobre su eje neutral con una máxima eficiencia, lo que hace posible diseñar el aluminio con igual resistencia que el acero, pero con una masa semejante al 50% de éste.
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Figura2.2 Diagrama esfuerzo deformación aluminio puro vs otros materiales Fuente International AluminiumAssociation
2.2.3.- Propiedades químicas del aluminio
De acuerdo a su elevada capacidad de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le facilita resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora, de color gris mate, puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos.
El aluminio tiene características que permiten que se disuelva tanto en ácidos para formar sales de aluminio y también con bases fuertes formando aluminatos con el anión [Al(OH)4]-) y estos liberan hidrógeno. La capa de óxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.
El principal y casi único estado de oxidación del aluminio es +III como es de esperar por sus tres electrones en la capa de valencia. Sensible a compuestos alcalinos como pueden ser sosa, carbonatos, cementos entre otros.
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2.3.- PROCESOS DE CONFORMADO DEL ALUMINIO
2.3.1- Fusión del aluminio El proceso de fundición que utiliza la empresa se puede esquematizar de la siguiente manera:
Diseño del modelo original de la pieza a fundir
Elaboración del tipo de modelo diseñado
Fusión del material a fundir
Inserción de la colada en el molde
Solidificación de la pieza
Desmoldeo
CONDICIONES TÉCNICAS Cualidades de orden térmico.
Fusión en el menor tiempo posible.
Uniformidad de temperatura.
Cualidades de orden físico y químico.
Oxidación mínima del metal.
La menor contaminación posible debida al gas de combustión, a la atmósfera del horno, a los refractarios y a los diversos accesorios ocupados para el procedimiento de fusión.
Cualidades de fácil explotación.
Facilidad de carga.
Facilidad de colado.
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PARAMETROS DEL PROCESO DE FUNDICIÓN1 Calentamiento y vaciado La energía calorífica requerida para calentar el metal a la temperatura necesaria de fusión es la suma de:
Calor para elevar la temperatura hasta el punto de fusión
Calor de fusión para convertir el metal de sólido a líquido
Calor para elevar al metal fundido a la temperatura de vaciado
Y esto se puede expresar como: 𝐻 = 𝜌 ∙ 𝑉 𝐶𝑠 𝑇𝑚 − 𝑇0 + 𝐻𝑓 + 𝐶𝑡 𝑇𝑝 − 𝑇𝑚
[2.1]
Donde H= calor total requerido para elevar la temperatura del metal a la temperatura de fusión, Btu, J; 𝜌 = densidad, lbm/pulg3 (g/cm3);𝐶𝑠 = calor específico en peso para el material sólido, Btu/lbm°F (J/g°C); 𝑇𝑚 = Temperatura de fusión del metal, °F (°C); 𝑇0 = Temperatura inicial, generalmente la ambiente, °F (°C); 𝐻𝑓 = Calor de fusión, Btu/lbm (J/g);
𝐶𝑡 = Calor especifico en peso del metal líquido, Btu/lbm°F (J/g°C); 𝑇𝑝 = temperatura de vaciado, °F (°C); y 𝑉 = volumen del metal que se calienta, pulg3(cm3).
El flujo del metal líquido a través del sistema de vaciado y dentro de un molde está gobernado por la relación del teorema de Bernoulli, el cual establece que la suma de las energías en dos puntos de un líquido que fluye son iguales. Esto se puede escribir en la siguiente forma. 1 +
1
𝑃1 𝑔∙𝜌
+
𝑣12 2𝑔
+ 𝐹1 = 2 +
𝑃2 𝑔∙𝜌
+
𝑣22 2𝑔
+ 𝐹1−2 [2.2]
Fuente GROOVER, MIKELL P. Fundamentos de manufactura moderna: materiales,
procesos y sistemas
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Donde; h = altura, pulg (cm); P= presión en el líquido, lb/pulg 2 (N/cm2);𝜌 = densidad, lbm/pulg3 (g/cm3); v = velocidad de flujo en pulg/seg (cm/seg); g = constante de la aceleración gravitacional 32.2x12 = 386 pulg/seg/ seg; y F= perdidas de carga debido a la fricción, pulg (cm); los sub índices 1 y 2 indican los dos puntos cualquiera en el flujo de líquido. Si el sistema permanece a presión atmosférica en toda su extensión, entonces la ecuación se puede reducir a: 1 +
𝑣12 2𝑔
= 2 +
𝑣22 2𝑔
[2.3]
La velocidad del flujo del material fundido en base del bebedero se puede expresar: 𝑣=
2∙𝑔∙
[2.4]
Donde; 𝑣 = velocidad del material liquido en la base del bebedero de colada, pulg/segg (cm/s); 𝑔 = 386 pulg /seg/seg, (981 cm/seg/seg); y =altura del bebedero pulg (cm). La velocidad volumétrica del flujo permanece constante a través del líquido, y se puede establecer mediante la ley de continuidad, la cual puede expresarse como: 𝑄 = 𝑣1 ∙ 𝐴1 = 𝑣2 ∙ 𝐴2
[2.5]
Donde, 𝑄 = velocidad de flujo volumétrico, pulg3/seg (cm3/seg); v =velocidad; A= área de la sección transversal del líquido; y los subíndices se refieren a cualquiera de los dos puntos en el sistema de flujo. El tiempo requerido para llenar una cavidad de volumen V se puede estimar de la siguiente manera: 𝑀𝐹𝑇 =
𝑉 𝑄
[2.6]
Donde, MFT= tiempo de llenado del molde, seg (s); V= volumen de la cavidad del molde, pulg3 (cm3); y Q = velocidad de flujo volumétrico, pulg 3/seg (cm3/seg).
60
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
El tiempo de solidificación, depende del tamaño y de la forma de la fundición, expresada por una relación empírica conocida como regla de Chvorinov que establece: 𝑇𝑆𝑇 = 𝐶𝑚 ∙
𝑉 𝑛 𝐴
[2.7]
Donde, 𝑇𝑆𝑇 = tiempo de solidificación total, min; 𝑉 = volumen de fundición, pulg3 (cm3); 𝐴 = área superficial de la fundición, pulg2 (cm2); n =exponente que toma usualmente un valor de 2; 𝐶𝑚 = constante del molde.
La contracción del material ocurre en tres pasos:
Contracción líquida durante el enfriamiento anterior a la solidificación
Contracción durante el cambio de fase de líquido a sólido llamada contracción de solidificación
Contracción térmica de la fundición solidificada durante el enfriamiento hasta la temperatura ambiente.
Podemos presentar en la tabla siguiente valores típicos de la concentración volumétrica para diferentes metales de fundición debida a la concentración por solidificación y contracción del sólido.
Contracción Volumétrica debida a: Metal
Contracción por solidificación %
Contracción térmica del sólido %
Aluminio
7.0
5.6
Aleación de Al
7.0
5.0
Tabla 2.2. Contracción Volumétrica. Fuente GROOVER, MIKELL P. Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas
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ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Control del contenido del gas El control de los gases durante el proceso de fundición en el aluminio y sus aleaciones se da por la solubilidad en cantidades apreciables del hidrogeno que causa defectos metalúrgicos, las grasas y la humedad que rodean las chatarras que se funden, los hidrocarburos y el vapor de agua que provienen de los gases de la combustión del horno de fusión, así como la humedad del refractario, constituyen las causas principales de introducción de hidrógeno. La penetración de hidrogeno en el metal se efectúa en dos etapas, según el proceso endotérmico:
Absorción en la superficie del metal
Difusión del hidrógeno absorbido, en estado atómico en el metal líquido. En el caso de la reacción del vapor de agua con el aluminio, que produce
alúmina e hidrógeno atómico y se acompaña de un desprendimiento considerable de energía, la penetración es particularmente rápida. La solubilidad del hidrógeno en el aluminio líquido a una temperatura determinada, bien dada por la relación de Sieverts: 𝑉 = 𝐾 𝑝 ∙ 𝐻2
[2.8]
Donde: 𝑉 = es el volumen de hidrógeno disuelto, 𝑝 = presión del hidrógeno molecular encima del metal y 𝐾 = una constante cuyo valor disminuye cuando la temperatura desciende y tiende a cero en el punto de solidificación del metal. Esta solubilidad obedece de una manera satisfactoria a la ley de Richardson: 𝑉 =𝐾∙𝑝 𝑒−
𝐵 𝑇
[2.9]
Donde: 𝐵 = características del metal y 𝑇 = la temperatura absoluta. Esta relación indica que la solubilidad del hidrógeno es sensiblemente una función exponencial de la temperatura.
62
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Las leyes de la solubilidad pueden ser más o menos profundamente perturbadas por la presencia en el metal de oligo – elementos, capaces de formar hidrocarburos estables en ciertas condiciones.
Cuando p desciende, el hidrogeno tiende a precipitarse en forma de burbujas, se puede, entonces, considerar que el metal líquido es la sede de una presión interior Pi equivalente a: Pi =
V 2 K
[2.10]
Esta presión crece cuando la temperatura disminuye y tiende a rechazar al hidrógeno fuera de la solución.
EVOLUCIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN.
Proceso de Fundición Moldes con unión de arcilla
Moldes con unión química
Moldes de metal
Centrífuga Permanente Arena en Verde
Permanente
Dado
Dado
Fundición hueca
Fundición hueca
Arenas Secas
Figura 2.3. Esquema de la Evolución del Proceso de Fundición. Fuente OTEA
63
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
DISTINTOS PROCESOS DE FUNDICIÓN
Proceso de Fundición en Molde Permanente Se caracteriza por usar un molde metálico construido en dos secciones que están diseñados para cerrar y abrir con precisión y facilidad, en el siguiente cuadro veremos las características de un grupo de procesos que utilizan moldes metálicos reutilizables:
64
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Fundición en Matriz (Cámara Fría- Cámara Caliente) Se obtienen secciones finas, piezas grandes de gran complejidad y detalles sutiles.
Ventajas
Es un proceso altamente productivo. Menor coste de producción. Limitaciones
El proceso puede contener un porcentaje alto de huecos. Limitada capacidad de contener machos desechables. Requieren instalaciones robustas y relativamente caras.
Aplicaciones
En las máquinas de cámara fría pueden utilizarse todos los metales y aleaciones colables, se utilizan aleaciones de Al, Cu, Mg, Zn, Sn, Pb Fundición a baja presión Introduce material limpio desde el centro del crisol, reduce la porosidad y los defectos generados por la oxidación, mejora las propiedades mecánicas,
Ventajas
No son necesarias ni mazarotas ni alimentación Limitaciones
Baja calidad de sus productos.
Aplicaciones
Se utiliza para piezas hasta de 30 kg. Fundición al vacio
Ventajas
Es capaz de conseguir secciones de colada muy delgadas, las piezas son sólidas y pueden ser tratadas térmicamente, no se ven burbujas.
Limitaciones
Es difícil mantener altos niveles de vacío, las instalaciones y herramientas son caras, las piezas delgadas son difíciles de extraer.
Aplicaciones
Se utiliza para aleaciones especiales especialmente de gran ductilidad.
Tabla 2.3. Ventajas, limitaciones y Aplicaciones de los Procesos de Fundición
65
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA EL PROCESO DE FUNDICIÓN Existe un número de técnicas diferentes para producir moldeo de metales en estado semisólido, el Moldeo de metales en estado semisólido (SSM), conocido como thixocasting, rheocasting,thixoforming o thixomolding, es un proceso "near net shape" en la producción de piezas de metales no-férreos, tales como aluminio, Para aleaciones de aluminio los procesos habituales son el “rheocasting” y “thixocasting”. Otros procesos tales como
el SIMA (straininducedmeltactivation) o RAP
(Recrystallisation and PartialMelting) también pueden ser utilizados en aleaciones de aluminio, El SSM se realiza entre las temperaturas "liquidus" y "solidus" del metal o aleación. Notablemente el metal debe presentarse entre un 30% y 65% de sólido, asi como también debe presentar una baja viscosidad y para alcanzar esa baja viscosidad el material necesita una estructura primaria globular rodeada por fase líquida.El rango de temperaturas posible depende del material y para aleaciones de aluminio es 5-10oC. En la siguiente figura vemos un esquema de los proceso de fundición en estado semisólido.
Figura 2.4 Esquema de los proceso de fundición en estado semisólido. Fuente OTEA
66
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
En el siguiente cuadro conoceremos las características de los principales procesos de conformado semisólido que son los más utilizados en los últimos años como nuevas tecnologías.
Proceso Thixocasting Descripción del Proceso
Consiste en recalentar, (inducción), un lingote obtenido aplicando agitación electromagnética, se coloca en el inyector de una maquina semejante a la de fundición a presión y se inyecta en la cavidad Proceso New Rheocasting
Descripción del Proceso
El líquido se coloca en un horno caliente y se cuela en un carrusel de crisoles, bombeando el aluminio, los crisoles se enfrían mediante chorros de aire, en estado semisólido la temperatura se homogeniza en todo el crisol mediante un horno de inducción. ProcesoThixocasting - Proceso New Rheocasting
Ventajas
Al eliminarse el proceso de fusión en planta total se evitan la emisión de gases perjudiciales para la atmósfera o el operario. Se reduce la inversión al eliminarse el horno de fusión. Reducción de la temperatura de trabajo: la T del lingote es más baja que la T liquidus más de 100ºC comparando con la producción tradicional. Ello conlleva un ahorro energético que puede llegar al 65% respecto al moldeado tradicional Menor temperatura de inyección Obtención de componentes con menos defectos, debido tanto a la eliminación de impurezas, escorias y fundentes como a la reducción de las temperaturas de trabajo, con lo que las distorsiones térmicas y las contracciones de solidificación son inferiores. Menor cantidad de lubricante en los moldes, a causa de la reducción de temperaturas. Menor porosidad gaseosa debido a que el fluido penetra en el molde con flujo laminar. Reducción de la contracción durante la solidificación (rechupe).
67
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Tiempos de solidificación más cortos. Menor desgaste del molde. Rápido arranque y parada (alrededor de 1 hora). Elevado coste de transformación de la materia prima (lingote de Rheocasting). Elevado coste del horno de recalentamiento de los lingotes. Elevado coste de los controles "no destructivos". Elevada relación entre el peso del material de partida y el componente acabado Elevada cantidad de material de rechazo. Elevado porcentaje de pérdida de lingotes (debido a las paradas de máquina). Restricción en la composición de la aleación.
Limitaciones
Microestructura de un componente de Thixocasting Tabla 2.4. Procesos nuevos de Fundición. Fuente OTEA
2.3.2- Laminación del aluminio El proceso de laminación que utiliza la empresa consiste en recalentar la materia prima tal que la recristalización se produjese de manera continua durante el proceso de laminación y que al final de la operación el material quedase completamente recocido.
PARAMETROS DEL PROCESO DE LAMINACIÓN2 Temperatura de Laminación El objetivo de elevar la temperatura del metal es que se comporte lo más dúctil posible para poder comprimirlo con facilidad. El límite de la temperatura superior está fijado por la presencia del eutéctico y la fragilidad en caliente de las aleaciones y también el riesgo de la adherencia del metal en los cilindros en el caso del aluminio.
2
Fuente GROOVER, MIKELL P. Fundamentos de manufactura moderna: materiales,
procesos y sistemas
68
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
En cambio el límite inferior de la temperatura para calentar el metal está determinado si la temperatura es demasiado baja y por ende la plaqueta estaría muy dura para la reducción de espesor, otra consideración sería que la temperatura pudiera influir en las características mecánicas de los productos terminados y por eso el rango de temperaturas de laminación sea lo más estrecho entre una reducción y otra. La temperatura de calentamiento de las placas puede variar entre 350 a 540ºC.
Potencia de la Instalación Los dos principales elementos a considerar en una laminadora en relación con la reducción que podrá someter el material son:
La presión de laminación que podrá soportar,
El par y la potencia desarrollada por los motores de arrastre de los cilindros de trabajo.
Laminado Plano.
Figura 2.5. Esquema del proceso de laminado plano. FuenteHosford, W. F. y R. M. Caddell: Metal forming: mechanics and metallurgy .
69
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Se presiona el trabajo entre dos rodillos de manera que su espesor reduce a una cantidad llamada draft: 𝑑 = 𝑡0 − 𝑡𝑓 [2.11] Donde; 𝑑 = draft, pulg, (mm); 𝑡0 = espesor inicial, pulg, (mm); 𝑡𝑓 = espesor final. El draft se expresa algunas veces como una fracción del espesor del material inicial llamada reducción, 𝑟=
𝑑 𝑡0
[2.12]
Donde; 𝑟 = reducción, cuando se usa una serie de operaciones de laminado, la reducción se toma como la suma de los adelgazamientos dividida entre el espesor original. Además de reducir el espesor, el laminado incrementa usualmente el ancho del material de trabajo. Esto se llama esparcido y tiende a ser más pronunciado con bajas relaciones de ancho y espesor, así como los bajos coeficientes de fricción. Existe la conservación del material, de tal manera que el volumen de metal que sale de los rodillos es igual al volumen que entra. 𝑡0 𝑤0 𝐿0 = 𝑡𝑓 𝑤𝑓 𝐿𝑓
[2.13]
Donde; 𝑤0 y 𝑤𝑓 son los anchos del trabajo antes y después, pulg, (mm), y 𝐿0 y 𝐿𝑓 son las longitudes antes y después, pulg, (mm). La velocidad volumétrica del material antes y después de ser la misma, así que las velocidades pueden relacionarse antes y después de la siguiente manera: 𝑡0 𝑤0 𝑣0 = 𝑡𝑓 𝑤𝑓 𝑣𝑓
[2.14]
Donde; 𝑣0 y 𝑣𝑓 son las velocidades de entrada y salida del material del trabajo. Los rodillos entran en contacto con el material de trabajo a lo largo de un arco de contacto definido por el ángulo θ. Cada rodillo tiene un radio R y su velocidad de rotación 𝑣𝑟 , esta velocidad es mayor que la velocidad de trabajo 𝑣0 y menor que la velocidad de salida 𝑣𝑓 .
70
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Como el flujo del metal es continuo, hay un cambio gradual en la velocidad del material del trabajo entre los rodillos. Sin embargo, existe un punto a lo largo del arco donde la velocidad del trabajo iguala la velocidad del rodillo. Este punto se llama punto de no deslizamiento, también conocido como punto neutro. A cualquier lado de este punto, ocurren deslizamientos y fricción entre el rodillo y el material de trabajo. La cantidad de deslizamiento entre los rodillos y el material de trabajo puede medirse del deslizamiento hacia adelante, este término se usa en laminado y se define como: 𝑠=
𝑣𝑓 −𝑣𝑟 𝑣𝑟
[2.15]
Donde; 𝑠 = deslizamiento hacia adelante, 𝑣𝑓 = velocidad final del trabajo, pie/seg, (m/seg); 𝑣𝑟 = velocidad del rodillo, pie/seg, (m/seg); El esfuerzo real experimentado por el trabajo laminado se basa en el espesor del material antes y después del laminado. En forma de ecuación, 𝜖 = 𝐼𝑛
𝑡0 𝑡𝑓
[2.16]
Se puede usar la deformación real para determinar el esfuerzo de fluencia promedio Yfaplicado al material de trabajo en el laminado plano: 𝑌𝑓 =
𝐾𝜖 𝑛 1+𝑛
[2.17]
El esfuerzo de fluencia promedio será útil para calcular las estimaciones de fuerza y potencia en laminado. La fricción se presenta en el laminado con un cierto coeficiente de fricción, la fuerza de compresión de los rodillos, (multiplicada por este coeficiente de fricción) da por resultado una fuerza de fricción entre los rodillos y el trabajo. En el lado de la entrada del punto neutro la fuerza de fricción de fricción entre los rodillos y el trabajo. En el lado de la entrada del punto neutro la fuerza de fricción tiene una dirección; en el otro lado, tiene la dirección opuesta. Sin embargo, las dos fuerzas no son iguales. La fuerza de fricción es mayor en la entrada, de manera que la fuerza neta jala el trabajo a través de los rodillos. El laminado no sería posible sin estas diferencias.
71
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Hay un límite para el máximo draft posible que puede alcanzar el laminado plano con un coeficiente de fricción, dado por: 𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝜇2 𝑅[2.18] Donde; 𝑑𝑚𝑎𝑥 = draft máximo, pulg (mm); 𝜇 = coeficiente de fricción, 𝑅 =radio de rodillo, pulg (mm). La ecuación indica que si la fricción fuera cero, el adelgazamiento podría se cero y esto haría imposible la operación de lamainado.
El coeficiente de fricción en el laminado depende de varios factores como lubricación, material de trabajo y temperatura de trabajo. Coeficiente de Fricción (μ) Laminado en frio
0.1
Trabajo en tibio
0,2
Laminado en caliente
0.4
Tabla 2.5.Coeficiente de Fricción para el proceso de Laminado, Fuente GROOVER, MIKELL P. Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas
El laminado en caliente se caracteriza frecuentemente por una condición llamada adherencia, en la cual la superficie caliente del material de trabajo se pega a los rodillos sobre el arco de temperatura. Cuando ocurre la adherencia, el coeficiente de fricción puede ser tan alto como 0.7, la consecuencia de la adherencia es que las capas superficiales del material de trabajo no se pueden mover a la misma velocidad que la velocidad del rodillo, 𝑣𝑟 y debajo de la superficie la deformación es más severa a fin de permitir el paso de la pieza a través de la abertura entre los rodillos. Dado un coeficiente de fricción suficiente para realizar el laminado, la fuerza F requerida para mantener la separación entre los dos rodillos se puede calcular integrando la presión unitaria de laminado sobre el área de contacto rodillo – trabajo. Esto se puede expresar como sigue:
72
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
𝐹=𝑤
𝐿 0
𝑝𝑑𝐿
[2.19]
Donde; 𝐹 = fuerza de laminado lb (N); 𝑤 = ancho del material de trabajo que se está laminando, pul,(mm); 𝑝 =presión de laminado, lb/pulg2 (MPa); y L= longitud de contacto entre el rodillo y el trabajo, pulg, (mm). La integración requiere dos términos, uno a cada lado del punto neutro.
El esfuerzo de fluencia promedio que experimenta el material de trabajo en la brecha entre los rodillos es: 𝐹 = 𝑌𝑓 𝑤𝐿[2.20] Donde; 𝑌𝑓 = esfuerzo de fluencia promedio, en lb/pulg2, el producto es el área de contacto rodillo – trabajo, pulg2,(mm2).
El momento de torsión en lamiando se puede estimar suponiendo que la fuerza ejercida por los rodillos se centra en el trabajo, conforme pasa entre ellos y actúa con un brazo de palanca de la mitad de la longitud de contacto L. entonces, el momento de torsión para cada rodillo es: 𝑇 = 0.5 𝐹𝐿[2.21] La potencia requerida para mover cada rodillo es el producto del momento de torsión y la velocidad angular. La velocidad angular es 2πNT, donde; N= velocidad de rotación del rodillo, Así la potencia para cada rodillo es 2πNT, así al sustituir por el momento de torsión tenemos: 𝑃 = 2𝜋𝑁𝐹𝐿[2.21] Donde; 𝑃 = potencia pulg-lb/min (J/s); 𝑁 = velocidad de rotación rev/min (1/seg); 𝐹 =fuerza de laminado, lb (N); 𝐿 = longitud de contacto, pulg (m).
Para encontrar la presión requerida para laminar partimos de la siguiente figura 2.12.
73
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Dónde: 𝑃 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛, 𝑅 = 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜𝑠𝑑𝑒𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜, 𝐻1 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟𝑑𝑒𝑙𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙𝑒𝑛𝑙𝑎𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎𝑑𝑒𝑙𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜𝑠, 𝐻2 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟𝑑𝑒𝑙𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙𝑒𝑛𝑙𝑎𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑙𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜𝑠, ∆𝐻 = 𝐻1 − 𝐻2
[2.22]
𝑃 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛,
Figura 2.6. Presión en curso de laminación. Fuente Enciclopedia del Aluminio.
Después de analizar el gráfico se tiene la siguiente relación: 𝑃 = 𝑘 ∗ 𝑙 ∗ 𝑅 ∗ ∆𝐻 [2.23]
Podemos decir que para obtener un ∆𝐻 cualesquiera lo óptimo sería de poseer cilindros de laminado con pequeños diámetros, y así obtener presiones de laminado pequeñas.
74
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2.4.- ESTADO ACTUAL DE LA PRODUCCIÓN DE ALUMINIO A NIVEL LOCAL, NACIONAL E INTERNACIONAL 2.4.1.- Estado Actual de la Producción de Aluminio Internacional. Producción de aluminio primario se define como la cantidad de aluminio primario producido en un período definido, la producción anual se cifra en unos 21 a 25 millones de toneladas a continuación expondremos una tabla estadística con valores anual, mensual de producción de aluminio primario, aluminio reciclado a nivel mundial. Fuente de los datos Los datos incluidos en este informe estadístico del IAI (International Aluminium Association) se han obtenido exclusivamente a partir de los informes voluntarios demiembros del IAI. Producción de aluminio primario reportado (Miles de Toneladas Métricas)
Europa Este
3,689
2,094 21,19
Año 2001
1,369
5,222
1,991
2,234
3,885
3,728
2,122 20,55
Año 2002
1,372
5,413
2,230
2,261
3,928
3,825
2,170 21,19
Año 2003
1,428
5,495
2,275
2,475
4,068
3,996
2,198 22,59
Año 2004
1,711
5,110
2,356
2,735
4,295
4,139
2,246 22,59
Año 2005
1,753
5,382
2,391
3,139
4,352
4,194
2,252 23,46
Año 2006
1,864
5,333
2,493
3,493
4,182
4,230
2,274 23,86
Año 2007
1,815
5,642
2,558
3,717
4,305
4,460
2,315 24,81
Año 2008
1,715
5,783
2,660
3,923
4,618
4,658
2,297 25,65
Año 2009
1,681
4,759
2,508
4,400
3,722
4,117
2,211 23,39
Año 2010
1,742
4,689
2,305
2,500
3,800
4,253
2,277 24,29
Tabla 2.6 Reporte Anual de la Producción de Aluminio Primario. Fuente International AluminiumAssociation
75
Total
3,801
Oceanía
2,221
Centro
Europa
2,167
Oeste
Asia
6,041
Sur
América del
1,178
Norte
África Año 2000
Periodo
América del
Área
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Análisis de datos El fruto de esta investigación se puede ver reflejado en la siguiente gráfica, debemos tener en cuenta que es un análisis anual de la producción de aluminio primario a nivel mundial y en el podemos observar que se ha dado varios cambios de producción en cada año los cuales suben y bajan, sin embargo no son cambios relativamente altos, estos están dentro de un promedio tolerable como para que no haya un cambio radical en la producción del aluminio
Figura2.7. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
Figura2.8. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
76
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Cuadro comparativo de la Producción Mensual de Aluminio en el año 2011. Producción de aluminio primario reportado (Miles de Toneladas Métricas)
Total
219
334
367
194
2,135
Febrero 2011
136
368
171
202
304
332
178
1,948
Marzo 2011
149
416
187
222
340
370
192
2,163
Abril 2011
146
408
184
214
332
357
189
2,110
Mayo 2011
155
422
185
215
348
356
196
2,167
Junio 2011
148
411
179
205
336
345
191
2,097
Julio 2011
151
423
185
214
348
361
197
2,171
Agosto 2011
155
424
186
213
347
367
195
2,183
Septiembre2011
149
415
184
201
333
359
190
2,122
Centro
Oceanía
Europa Este
Europa
189
Oeste
Asia
405
Sur
América del
151
Norte
África Enero 2011
Periodo
América del
Área
Tabla 2.7. Reporte Mensual de la Producción de Aluminio Primario. Fuente International AluminiumAssociation
Análisis de los Datos. Para poseer resultados actualizados acerca de la producción, inquirimos los últimos datos estadísticos a nivel mundial de la producción del aluminio,
en la
siguiente grafica vemos reflejado el resultado de esta investigación, en el podemos observar que se ha dado varios cambios de producción en cada mes los cuales suben y bajan, no existen cambios relativamente altos, estos están dentro de un promedio tolerable como para que no haya un cambio radical en la producción del aluminio, sin embargo vemos una caída en el mes de febrero, la cual en el siguiente mes crece y vuelve con a estar dentro del mismo rango estable del año.
77
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Producción Mensual de Al 2.250 2.200 2.150 2.100 2.050 2.000 1.950 1.900 1.850 1.800
Meses
Figura2.9. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
Producción Mensual de Al 2.250 2.200 2.150 2.100 2.050 2.000 1.950 1.900 1.850 1.800
Meses
Figura2.10. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
78
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Cuadro comparativo de la Producción de Aluminio Reciclado. Entradanetade chatarra Aluminiorecuperadocomo:
Fuente de entrada
ChatarraNueva
Chatarra vieja
Chatarratotal
(Toneladas métricas) Comprado Aleaciones de fundición
113,292
Recuperado 99,53
19,522
119,052
212,822
192,812
405,634
Comprado
722,585
870,556
1,593,141
38,404
629,282 2,222,423
Total
1,313,463
908,96
Comprado
835,877
1,043,846 1,879,723
Recuperado 690,408
Todo
286,582
Total
Recuperado 590,878
Aleaciones Forjadas
173,29
1,526,285
Total
57,926
748,334
1,101,772 2,628,057
Tabla 2.8. Reporte de la Producción de Reciclado. Fuente International AluminiumAssociation
2.4.2.-Estado Actual de la Producción de Aluminio en Ecuador. Para examinar la producción en el país tomaremos en cuenta la estadística de importaciones que realiza el Banco Central del Ecuador, la estadística se toma en un rango anual desde 2007 hasta noviembre 2011 a continuación mostraremos los resultados: Producción de aluminio sin Alear Periodo
Toneladas
Fob-Dolar
Cif-Dolar
% Total FobDolar
Año 2007
298.61
787.17
800.89
100
Año 2008
668.62
1.863
1.899
100
Año 2009
2.055
3.428
3.586
100
Año 2010
1.606
4.201
4.344
100
Año 2011
3.375
7.485
7.724
100
Tabla2.9.Produccion de Aluminio en el Ecuador. Fuente Banco Central.
79
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Análisis de Datos: En el siguiente grafico vemos los resultados de la investigación y en el país ha incrementado el 50% de la producción del aluminio sin alear, lo que implica que es una buena fuente para el país, lo que debería impulsar a hacer mayores inversiones en procesos nuevos, para crear mayor calidad, mayor producción con los productos actuales y nuevos productos que tengan interés en el mercado.
Producción Aluminio sin Alear 4000 3500 3000 2500 2000 Producción en Ton
1500 1000 500
0 2007
2008
2009
2010
2011
Figura2.11. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
Producción Aluminio sin Alear 4000 3500 3000 2500 2000 Producción en Ton
1500 1000 500
0 2007
2008
2009
2010
2011
Figura2.12. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
80
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Aleaciones de Aluminio que ingresan al país. Producción de aluminio sin Alear Periodo
Toneladas
Fob-Dolar
Cif-Dolar
% Total FobDolar
Año 2007
9.562
27.930
28.685
100
Año 2008
8,231
24,086
24,648
100
Año 2009
6,002
11,391
11,785
100
Año 2010
5.404
13.039
13.413
100
Año 2011
7,275
20,082
20,793
100
Tabla2.10.Produccion de Aluminio en el Ecuador. Fuente Banco Central.
Análisis de Datos: En el siguiente gráfico vemos los resultados de la investigación y en el país ha incrementado el 50% de la producción de las aleaciones de aluminio, lo que implica que al igual que la producción de aluminio puro, esto es una buena fuente para el país, lo que debería impulsar a hacer mayores inversiones en procesos nuevos, para crear mayor calidad, mayor producción con los productos actuales y nuevos productos que tengan interés en el mercado.
Producción Aleaciones de Aluminio 12.000 10.000 8.000 6.000 Producción en Ton 4.000
2.000 0 2007
2008
2009
2010
2011
Figura2.13. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
81
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Producción Aleaciones de Aluminio 12.000 10.000 8.000 6.000 Producción en Ton 4.000 2.000 0 2007
2008
2009
2010
2011
Figura2.14. Análisis de Resultados. Fuente Autores.
2.4.3.- Aleaciones de Aluminio. El estado del material se designa en las aleaciones para forja y laminación de aluminio según la norma DIN 1712 parte 3 y materiales para aluminio para forja y laminación según la norma DIN 1725 PARTE 1a. Las aleaciones de aluminio se clasifican en series, desde la 1000 a la 8000, según el siguiente cuadro. Serie
Designación
Aleante principal
Principales compuestos en la aleación
Serie 1000
1XXX
99% de aluminio
-
Serie 2000
2XXX
Cobre (Cu)
Al2Cu - Al2CuMg
Serie 3000
3XXX
Manganeso (Mn)
Al6Mn
Serie 4000
4XXX
Silicio (Si)
-
Serie 5000
5XXX
Magnesio (Mg)
Al3Mg2
Serie 6000
6XXX
Magnesio (Mg) y Silicio (Si)
Mg2Si
Serie 7000
7XXX
Zinc (Zn)
MgZn2
Serie 8000
8XXX
Otros elementos
-
Serie 9000
/
Sin utilizar
-
Tabla 2.11.Aleaciones de Aluminio. Fuente International AluminiumAssociation
82
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
Las series 2000, 6000 y 7000 son tratadas térmicamente para mejorar sus propiedades. El nivel de tratamiento se denota mediante la letra T seguida de varias cifras, de las cuales la primera define la naturaleza del tratamiento.
Serie 1000: realmente no se trata de aleaciones sino de aluminio con presencia de impurezas de hierro o también pequeñas cantidades de cobre, que se utiliza para laminación en frío.
Serie 2000: el principal aleante de esta serie es el cobre, como el duraluminio o el avional. Con un tratamiento T6 adquieren una resistencia a la tracción de 442 MPa.
Serie 3000: el principal aleante es el manganeso, que refuerza el aluminio y le da una resistencia a la tracción de 110 MPa.
Serie 4000: el principal aleante es el silicio.
Serie 5000: el principal aleante es el magnesio que alcanza una resistencia de 193 MPa después del recocido.
Serie 6000: se utilizan el silicio y el magnesio. Con un tratamiento T6 alcanza una resistencia de 290 MPa, apta para perfiles y estructuras.
Serie 7000: el principal aleante es el zinc. Sometido a un tratamiento T6 adquiere una resistencia de 504 MPa, apto para la fabricación de aviones.
La tabla a continuación provee una comparación general de las características mecánicas dominantes de las varias aleaciones de aluminio.
83
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
ksi
porcentaje en
Muestracon1/2
35
45
23
9
5
1100-H14
18
17
9
20
32
11
7
2011-T3
55
43
-
15
95
32
18
2024-O
27
11
20
22
47
18
13
A 2024-O
26
11
20
-
-
18
-
2024-T3
70
50
18
-
120
41
20
A 2024-T3
65
45
18
-
-
40
-
2024-T351
68
47
20
19
120
41
20
3003-H14
22
21
8
16
40
14
9
3003-H22
23
20
-
12
-
-
-
5005-H34
23
20
8
-
53
18
13
5052-O
28
13
25
30
47
18
16
5052-H32
33
28
12
18
60
20
17
5086-H116
42
30
12
-
-
-
-
5086-H32
42
30
12
-
-
-
-
5086-H34
47
37
10
-
-
27
-
6061-O
18
8
25
30
30
12
9
6061-T4
35
21
22
25
65
24
14
6061-T6
45
40
12
17
95
30
14
6061-T651
45
40
12
17
95
30
14
6061-
45
40
12
17
95
30
14
25
20
12
-
59
66
-
CCI
5
"dediámetro
13
6"espesor
Puntoderuptu
1100-O
ra
Punto máx
Muestracon1/1
2 pulgadas
Fatiga
Límite de resistenciaksi
Elongación
Corte
Durezamáximade corte
Dureza
de carga10mmde esfera
Dureza
Numero Brinnell500Kg
Tensión
T6511 6063-T52
84
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
76
68
-
11
-
44
-
A 7075-O
32
14
17
-
-
22
-
7075-T6
83
73
11
11
150
48
23
A 7075-T6
76
67
11
-
-
46
-
7075-T651
83
73
11
11
150
48
23
7075-
73
63
13
-
-
-
22
7050T7451
T7351 Tabla 2.12.Caracteristicas Mecánicas de la Aleaciones de Aluminio. Fuente International AluminiumAssociation
2.4.3.1.-Nuevas Aleaciones de Aluminio 1. Silafont-36 Es una aleación empobrecida en hierro para fundición a presión del tipo AlSi9MnMg con Sr. La adición de estroncio proporciona mayor ductilidad, la aleación con manganeso impide la adherencia y mejora el desmoldeo, esta aleación funde excelentemente no presenta adherencia en la cavidad del molde, tiene buena resistencia a la corrosión, alta durabilidad, es fácilmente soldable. PROPIEDADES Proceso de Clasificación
Límite
Resistencia
Fundición
elástico
a Tracción
[N/mm2]
Deformación Dureza A [%]
[N/mm2]
Brinell HB 5/250-30
A presión
F
120 – 150
250 -290
5 – 10
75 -95
A presión
aw T5
155 – 245
275 -340
4 -9
90 -110
A presión
ka T4
95 – 140
210 -260
15 -22
60 -75
A presión
wa T6
210 – 280
290 – 340
7 -12
100 – 110
A presión
ü T7
120 - 170
200 -240
15-20
60 -75
Tabla 2.13. Propiedades de la Aleación. Fuente OTEA
85
ESTABLECER EL ESTADO DEL ARTE DE PROCESO DE FUSIÓN Y LAMINADO DE ALUMINIO
2. Masigmal-59 Es
una
aleación
empobrecida
en
hierro
del tipo
AlMgSiMn.
La
microestructura consiste en aluminio y una dispersión muy fina de eutéctica temaría, posee excelentes propiedades mecánicas sin necesidad de tratamiento térmico o procesos con alta velocidad de solidificación como el squeeze o procesos de fundición a presión.
PROPIEDADES Proceso de
Clasificación
Fundición
Límite elástico 2
Resistencia
Deformación
Espesor
a Tracción
A [%]
de pared
[N/mm ]
[N/mm2]
[mm]
A presión
F
>220
>300
10 -15
220
>300
10 -15
