Elaboración del Trabajo de curso

Definir el producto Determinar su demanda

Determina sus etapas de fabricación y procesos tecnológicos Determinar los requerimientos de máquinas o equipos en cada etapa del proceso Cuantificar las áreas necesarias para los equipos Determinar el tipo de proceso productivo como y ñorqe Determinar la distribución de planta en función del proceso productivo definidoplano

Objetivos

Objetivo General:

Objetivos Específicos:

MATERIA PRIMA PARA PANELES ESTRUCTURALES

En la producción de paneles estructurales las principales materias primas son las perlas de poliestireno y acero galvanizado. Siendo los proveedores Grupo Polimex (Mexico) e INCASA (Masaya, Nicaragua).

Perlas de Poliestireno

Para empezar el material se obtiene de la polimerización del estireno con introducción de un agente de expansión como el pentano. El poliestireno expandido se obtiene a partir del poliestireno expandible despues de tres fases de fabricación.

A. Pre-expansión: El vapor de agua y el pentano dilata la perla de poliestireno, expandiéndola hasta 50 veces su volumen inicial.

B. Maduración: Permite la estabilización física del material.C. Moldeado: Se somete a inyección de agua de vapor en un molde cerrado, de tal

manera que se expanden nuevamente y las partículas se juntan tanto que forman el bloque.

Acero Galvanizado

Este material combina propiedades mecánicas del acero y resistencia a la corrosión generada por el cinc, además tiene propiedades como resistencia a la abrasión. Estas propiedades se adquieren mediante varias capas de aleación de hierro y cinc.

Pero el que tenga una capa de recubrimiento que lo haga resistente a factores externos, exige recomendaciones para alargar su vida útil o bien disminuir su deterior cunado se va almacenar:

El material no se debe mojar ni humedecer. La bobina debe de estar inmovilizado para evitar el deterior de los bordes. El material no debe mojarse ni humedecerse. El mismo debe estar separado del piso unos 30 cm preferiblemente, sobre un soporte de

maderas secas. El material debe ser almacenando en lugares secos y ventilados, de preferencia apartados

de puertas abiertas.

Nunca almacenar ni transportar el acero galvanizado junto a detergentes o productos químicos. Las sustancia con alto grado de acidez o alcalinidad provocan un ataque inmediato y agresivo a la capa protectora de zinc.

Costos de las principales materias primas

Materia Prima CostoPerlas de poliestireno 1450 $/tonBobina de acero galvanizado 600 $/bobina (800 kg)

TIEMPO ESTANDAR PARA ACTIVIDADES DE FABRICACIÓN

Para poder determinar la demanda es necesario identificar el cuello de botella del proceso, porque es base a este proceso se calculara la demanda diaria. Además se determinara los insumos diarios de materia prima que se necesitan.

Una vez determinados los tiempos estándar de cada actividad se identifica que el cuello de botella es la paneladora. No se seleccionó la boquera porque con un bloque de poliestireno se hacen 9 láminas de poliestireno y eso compensa que no sea el cuello de botella.

Para los cálculos de capacidad de producción, se presentara en base a una jornada laboral de 8 horas, las cuales incluyen 1 hora de almuerzo; lo que produce 7 horas efectivas.

ELEMENTO CANTIDAD UNIDADESPRODUCCIÓN DIARIA 708,162 m2

N UNIDADES 197 UNIDADES

En la tabla anterior se indica el número de unidades diarias producidas, lo cual fue obtenido de la división del total de metros cuadrados fabricados y el área total del panel estructural. Por otro lado se tienen los insumos utilizados como lo son agua, luz, diésel y horas hombres; las cuales se presentaran en la siguiente tabal:

Estación Capacidad (m2/minutos) Kwh/m2 m3 agua/m2 galones /

m2Kg

acero/m2 HH/m2 Kg perla/m2 Kg residuo/m2

Pre expansor 59,03 0,07 0,00 0,03 0,00 0,00 0,6722 0,00Molino de trituración 10,08 0,02 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,2614Bloquera 64,80 0,07 0,03 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00Pantógrafo laminado de bloque 22,96 0,03 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00Pantógrafo laminado de bloque recuperado 34,98 0,09 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00Enderezadora 42,95 0,04 0,00 0,00 0,405 0,01 0,00 0,00Malla 56,29 0,09 0,00 0,00 0,7103 0,00 0,00 0,00Paneladora 1,69 0,33 0,00 0,00 0,273 0,03 0,00 0,00Resoldado panel(2) 20,88 0,05 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00

Consumo Total 0,7932 0,0388 0,0541 13,882 0,09 0,6722 0,2614

De los insumos totales obtenidos se identifica que el acero presenta el mayor costo al momento de elaborar el panel estructural, el cual es de 13.88 $/m2, esto generaría un costo para un panel estructural completo de 10.41$/m2. Además se muestran los otros insumos utilizados y a continuación mediante una tabla se indicara los precios de los servicios auxiliares:

PRECIO DE TONELADO DE EPS 1450 $/TONCOSTO DELL ACERO 0,75 $/kg

AGUA 10,1 C$/ m3ENERGÍA 26,83 KwhDIESEL 1,073 $/ltr

PROPANO 3,92 $SALARIO 3278 C$/mes

Ahora que se cuenta con los costos de los elementos que intervienen en la fabricación del panel estructural, se puede encontrar el precio del panel estructural como producto terminado. Para ello se multiplicaran los consumos totales de cada insumo, lo cual se obtiene 10.38$/m2 y para un panel estructural terminado se tiene que es de 39.15$/und.

DIAGRAMA DE BLOQUE

DESCRIPCION DEL PROCESO

Elaborado de Bloque

En esta estación de trabajo se expanden las perlas de poliestireno mediante la tecnología del pre-expansor y posteriormente se envían a la bloquera para obtener bloques de EPS. Para ello, la gerencia de producción debe enviar la Orden de Producción al operador de esta estación de Trabajo. Una vez que esta se ha recibido y verificado; se procede a ejecutar las siguientes actividades básicas:

Primeramente, el operador del pre expansor y de la bloquera prepara las condiciones de operación de los equipos y maquinarias utilizadas en la manufactura de esta estación de trabajo, es decir, el calentamiento de la caldera la cual debe alcanzar un nivel de presión de 8 bares.

Ajustadas las condiciones de trabajo, el operador del pre expansor solicita un saco de perla de poliestireno al monta carguista quien lo traslada desde el almacén de Materia Prima hasta dicha estación de trabajo.

Trasladado el saco, el monta carguista levanta de las agarraderas el saco de EPS con la ayuda de los brazos mecánicos de la monta carga y lo levanta (al saco de EPS) para ubicarlo encima de la tolva de recepcionamiento. Antes de ubicarlo completamente encima de esta, el operador del pre expansor debe soltar la base del saco para permitir la salida del material y llenar la tolva de recepcionamiento.

Llenada la tolva, el monta carguista (quién tiene levantado el saco por encima de la tolva con los brazos mecánicos de la monta carga) baja los brazos del monta carga para permitir que el saco de material se siente sobre la parrilla de la tolva de recepcionamiento y en adelante la alimente de manera continua.

Posteriormente inicia el ciclo continuo de operación, el material es succionado por tuberías desde la tolva de recepcionamiento y enviado al pre expansor en donde se le aplicará condiciones específicas de temperatura y presión para expandir las perlas de poli estireno virgen.

Expandido el material, este es enviado a los silos de almacenamiento para estar en reposo aproximado de 7 horas y posteriormente pasar al proceso de moldeado de bloque en la bloquera.

Una vez que el material pre expandido ha completado el ciclo de reposo, el operador envía éste al silo de material virgen y permite la mezcla del mismo con material no virgen proveniente del silo de reciclado; dicha mezcla es enviada por tubería al silo que alimenta a la bloquera. La proporción de la mezcla es de 66.67% material virgen y 33.33 % material reciclado.

El material mezclado que alimenta continuamente al silo de la bloquera, es enviado de este (silo) hasta la cámara de tratamiento y moldura (bloquera) en donde el material mezclado entrará y será sometido a nuevas condiciones de presión y temperatura por cierto periodo de tiempo.

Una vez que el material ha completado la fase en la cámara de tratamiento y moldura la puerta de esta se abre y expulsa el bloque de EPS que se desplaza por los rodillos exteriores, para permitir su desplazamiento hacia el área de descarga. El operador de esta estación de trabajo toma el bloque, lo codifica y lo traslada mediante la carretilla manual hacia el almacén de bloque terminado 1. Este producto tiene que quedar almacenado un tiempo promedio de 10 días laborales después de su manufactura para poder ser procesado en el pantógrafo.

Laminado del Bloque en el Pantógrafo.

Los bloques de poliestireno expandible que fueron fabricados y almacenados en la etapa anterior se utilizan como elemento de entrada para el pantógrafo en el proceso de laminado del bloque EPS. Todo inicia con una orden de producción la cual es proporcionada por la gerencia de producción al operador de esta estación de trabajo.

Una vez que el operador del pantógrafo recibe y verifica la OP, se dispone a iniciar operaciones. Cabe señalar que la orden de producción puede especificar manufactura de paneles de todo tipo de longitud y espesor; sin embargo, el ancho del panel siempre será el mismo (1.20 metros).

El bloque de EPS posee 1.27 m de acho, 3.05 m de largo y 0.62 m de alto. Si la OP especifica manufactura de paneles cuya longitud es menor a 3 metros, el operario procederá de la siguiente manera:

Primero, garantizará disponibilidad de material en su estación de trabajo. Para ello solicita al operario de la monta-carga cierta cantidad de bloques de EPS que estén aptos para el proceso de corte en el pantógrafo; es decir, que su tiempo de almacenamiento sea mayor a 10 días desde su fabricación en la bloquera.

EL operario de la monta-carga, procede a trasladar desde el almacén de bloques de EPS la cantidad de material solicitado por el operador del pantógrafo hasta su estación de trabajo; tomando en cuenta el mayor tiempo de almacenamiento de cada bloque de EPS. La distancia entre el almacén de bloques terminados y la estación de trabajo del pantógrafo es variable debido a la forma actual de distribución de los bloques en la planta de PANELCONSA.

Mientras los bloques de EPS son trasladados a la estación de trabajo del Pantógrafo; el operador de esta máquina procede a encenderla para realizar los ajustes necesarios de operación. En esta fase, el operario ajusta los hilos verticales, los hilos horizontales, selecciona el programa con el que trabajará, etc.

Ajustado el pantógrafo para el corte requerido y según el diseño del panel, el operador de esta estación de trabajo procede a trasladar el bloque de EPS a la banda transportadora de la máquina. Posterior a ello, el operador ejecuta la palanca de alineamiento del bloque, la cual ayudará a que los cortes verticales y horizontales realizados sobre la superficie del bloque se lleven a cabo de manera efectiva.

Activado el sistema de alineamiento, el operador del pantógrafo procede a montar el bloque en la banda trasportadora para alinearlo. Terminada esta actividad, el operador procede a desactivar el sistema de alineamiento manual. A partir de esta fase, el bloque se desplaza libremente sobre

la banda transportadora, pasando primeramente por los hilos verticales los cuales cortarán la parte lateral del bloque de EPS.

Posterior a los hilos verticales, el bloque pasa por los hilos horizontales los cuales cortaran el bloque en láminas según el diseño especificado inicialmente en la OP.

Cabe señalar que cada corte, genera desperdicios por lo que el operador se dispone a trasladarlos a un sitio permanente cerca de su estación de trabajo. Estos residuos serán trasladados por el operador de la monta-carga cuando el volumen de estos sea considerable y genere reducción en el área de desplazamiento del trabajador de la estación del pantógrafo.

Cortado el bloque en láminas, el operador se dispone a descargar la parte trasera de la banda transportadora, retira los desperdicios, verifica la conformidad de las láminas cortadas, marca la medida de longitud de cada una y las ubica sobre los polines de EPS en columnas. Cabe señalar, que el ciclo del operador en esta actividad se logra cuando el mismo ha completado un batch de 4 bloques cortados, los cuales traslada hasta la estación de trabajo de la paneladora, con ayuda de la mula manual.

Para láminas con longitudes mayores a 3 metros, se realiza el método de completación de medidas de las láminas de EPS, sin embargo; por efectos de simplicidad este se abordará detalladamente mediante un cursograma analítico más adelante.

Elaborado de Malla Electro-soldada.

En esta estación de trabajo se fabrican las mallas electro-soldadas a base de bobinas de alambre galvanizadas. Para iniciar operaciones, todo inicia con una solicitud realizada por la gerencia de producción al operador de la máquina.

Una vez que el operador ha recepcionado la OP, él mismo prepara las condiciones iniciales de trabajo de la máquina; es decir, la cantidad de bobinas que utilizará, la longitud de cada malla, el espesor del alambre, la presión de trabajo, tiempo de soldadura y velocidad de la máquina.

Ajustada la máquina, se inicia operaciones en la misma. Los hilos de alambres provenientes de las bobinas galvanizadas comienzan a desplazarse por el sistema de rodillo que posee la máquina para ser enderezados y formar parte de los hilos verticales que constituyen a la malla. A continuación, los hilos verticales enderezados se unen mediante soldadura con un hilo horizontal cuya longitud es de 1.244 m y que ha sido manufacturado en la estación de Enderezado de varilla; de esta manera se unen los hilos verticales y horizontales para dar forma de cuadricula en la malla electro soldada y que será cortada por la máquina cuando posea la longitud especificada inicialmente.Cortada la malla electro soldada en base a la longitud requerida, esta es transportada por el sistema de desplazamiento de la máquina. Cabe destacar que mientras la malla cortada es transportada por el sistema, no existe movimiento de alambre hacia la máquina sino hasta que se

ha terminado el traslado completamente. Posterior a ello, la máquina continua el ciclo de trabajo con la siguiente malla y así sucesivamente. La malla trasladada por el sistema de desplazamiento cae en el área de almacenamiento temporal. De esta zona de trabajo, las mismas serán transportadas en lotes de 20 a 30 unidades por el monta carguista o por los operadores de la máquina de malla electro soldada hasta la zona de almacenamiento temporal de materiales de trabajo de la Paneladora. Cabe señalar que las primeras unidades son sometidas a medición de longitud para verificar la conformidad de las mallas posteriores que serán manufacturadas.

Enderezado de varilla.

En esta estación de trabajo, se preparan los hilos horizontales que serán unidos a los hilos verticales mediante soldadura de la máquina de malla electro soldada. Para iniciar operaciones, la persona a cargo debe recibir una orden de la gerencia de producción donde se especifica el espesor de la bobina galvanizada a utilizar y la cantidad de alambres a cortar. Una vez, recibida y verificada la OP, el operador de esta estación de trabajo ajusta cada una de las dos máquinas a cargo, solicitando respectivamente al monta carguista las bobinas galvanizadas. Éste se encarga básicamente de trasladarlas desde la bodega de materia prima hasta la estación de trabajo de las máquinas enderezadoras de alambre y las coloca sobre los ejes de desplazamiento.Ajustada la máquina enderezadora de varilla, se inicia operaciones. El alambre proveniente de la bobina galvanizada pasa por el sistema de rodillo para ser enderezado y posteriormente cortado por la máquina a una longitud de 1.244 metros. Esto se realiza sucesivamente, hasta completar la cantidad especificada en la OP o hasta terminar con la bobina de alambre galvanizada. Las varillas cortadas por la máquina, caen sobre una tolva de recepcionamiento de alambre, la cual almacena temporalmente las partes cortadas. Posteriormente el operario, traslada las partes cortadas a la carretilla móvil la cual será enviada a la estación de trabajo de la malla electro soldada para alimentar dicha máquina. Cabe señalar que el operario a cargo, se mantiene verificando las condiciones de operación de ambas máquinas ubicadas en la estación de trabajo durante la jornada laboral.

Manufactura de láminas de EPS en Paneladora.

En esta estación de trabajo se ensamblan dos mallas electro soldadas a cada lámina de poli-estireno expandible mediante soldadura en la máquina Paneladora.

El operario a cargo de la Paneladora, debe recibir una orden de la gerencia de producción donde se establece el espesor de la bobina galvanizada a utilizar, la cantidad de paneles a manufacturar, etc. Una vez que se ha recibido y verificado la OP, el operador procede a ajustar la Paneladora. Para ello, se deben alimentar los 6 ejes con las respectivas bobinas galvanizadas que alimentaran los tres cabezales de la máquina. El monta carguista traslada dichas bobinas desde el almacén de materia prima hasta el área de bobinas galvanizadas de la Paneladora. Ajustada la Paneladora, se inicia el ciclo en la máquina. Cabe destacar que en esta estación existen 3 operadores. El ciclo consiste en las siguientes actividades:

La primera malla electro soldada es tomada por el operador y ubicada sobre la mesa de ajuste.

A continuación, se ubica la lámina de poli-estireno expandible sobre la malla que esta ubicada en la mesa de ajuste según sea la longitud de esta.

Posteriormente, se ubica la segunda malla electro soldada sobre la lámina de poli-estireno expandible; asegurando que las tres partes encajan correctamente y poseen la misma medida de longitud.

Una vez que las tres partes están ajustadas, se inicia la operación de la máquina. En esta operación, los tres cabezales permiten el paso de alambre proveniente de las bobinas galvanizadas para perforar la lámina de EPS, cortarlo y soldarlo posteriormente mediante electrodos. De esta manera, queda sujeta la malla inferior, la lámina y la mala superior.

Cabe señalar, que las tres partes se desplazan sobre la mesa de ajuste hasta que son soldadas completamente y quedan unidas. A esta nueva parte que sale de la Paneladora se le conoce como panel de poli-estireno expandible. Una vez que este es soldado completamente, se traslada hacia los polines de EPS por los operadores. De esta área de almacenamiento temporal, los paneles se trasladan con la mula hacia el área de control de calidad en lotes de determinados tamaños.

Control de Calidad.

En esta estación de trabajo, se verifica y mejora la calidad de los paneles de poliestireno expandible que han sido manufacturados en la máquina Paneladora.

Los paneles que fueron trasladados desde la estación de trabajo de la Paneladora hasta el área de control de calidad serán sometidos a verificación para garantizar que todos los puntos de las mallas han sido soldados eficazmente para ser enviados a almacén de productos terminados. Para ello el operador realiza lo siguiente:

1. El operador ajusta la soldadora manual y la conecta a la fuente de alimentación eléctrica para garantizar trabajo continuo de dicha máquina.

2. Ubicados los paneles de EPS en la estación de trabajo de control de calidad, el operador toma uno de éstos y lo traslada a la mesa de trabajo para someterlo a verificación visual de la cara superior.

3. El operador identifica los puntos que no han sido soldados o que carecen de elementos de unión entre mallas del panel de EPS.

4. Posteriormente toma los elementos de los cuales carece el panel y se los introduce manualmente a este; toma la soldadora manual con la mano derecha e inicia la soldadura de aquellos puntos que no pudieron ser soldados en la Paneladora. Cabe señalar que la soldadora manual se encuentra sostenida por una cuerda que le permite subir y bajar hacia la mesa de trabajo y que se encuentra sujetada a un brazo mecánico que permite el desplazamiento de dicha cuerda a lo largo y ancho del panel.

5. Verificada y soldada la primera cara del panel, el operador lo toma y gira el mismo 180 grados de tal forma que la cara inferior quede a la vista del operador para que éste pueda realizar exactamente las mismas actividades que ejecutó con la cara superior.

6. Terminada las actividades de verificación y control de calidad, el operador toma el panel y lo traslada a los polines de EPS donde serán almacenados temporalmente para posteriormente ser trasladados por el monta carguista hasta el almacén de producto terminado.

Recuperación de residuos de poliestireno

En esta estación de trabajo, se recuperan los residuos de poliestireno que provienen del proceso de laminado llevado a cabo en el pantógrafo. El mota carguista traslada los residuos de EPS a los molinos y pulverizadores para que posteriormente puedan ser procesados.

Una vez que los residuos están disponibles en el área de molienda y se ha ajustado la máquina; el operador toma los residuos y los introduce a la tolva de recepcionamiento para que pueda ser triturado por las aspas metálicas de los molinos. El material triturado es conducido por tuberías hasta el pulverizador el cual separa el polvillo de poliestireno y la parte más granulada la cual será enviada al silo 8 de almacenamiento de material reciclado.

El polvillo de poliestireno es depositado en sacos para evitar que el área de trabajo quede totalmente llena de este material; y para depositarlo en el área de desperdicio.

1. INVENTARIO DE MAQUINARIA

Pre-expansor: Su función es realizar el aumento de volumen de la perla de poliestireno, el cual cuanta con una pantalla táctil, pesaje electrónico automático, autocontrol de temperatura y presión.

Su precio oscila entre $ 30 000 y $ 50 000.

• Aspectos técnicos:

Peso: 3500 Kg

Bloquera de moldeado: Control de PLC y pantalla táctil para controlar el molde abierto, molde cerrado, introducción del material, calentamiento, mantenimiento de la temperatura, refrigeración de vacío, desmolde y extracción automáticos.

El precio de la moldeadora oscila

entre $ 20 000 y $30 000.

Pantógrafo: La función de esta máquina es cortar el bloque de poliestireno en 9 láminas, las cuales poseen una área de 3.60 m2 cada una; el corte se realiza mediante hilos de aceros calentados.

El precio de la maquina oscila entre $3000 y $ 8000.

Malla Electrosoldada: También en el proceso se utilizan mallas de acero que son elaboradas por esta máquina, que a la vez es alimentada por unidades de varillas cortadas mediante una enderezadora o cortadora de varillas.

CaracterísticaRango

Mínimo Máximo

Diámetro de alambre longitudinal 2 mm 12 mm

diámetro de alambre transversal 2 mm 12 mm

N° de alambres longitudinales 24

Distancia entre alambres longitudinales 100 mm 200 mm

Distancia entre alambres transversales 50 mm 250 mm

N° de porta electrodos 24

Ancho de malla 1 900 mm 2 900 mm

Ancho de malla soldada 2 800 mm

Largo de malla 4 700 mm 6 000mm

Enderezadora de varilla: Realiza cortes transversales a un alambre de acero para la elaboración posterior de una malla. El precios de la maquina se encuentra entre $ 1000 y $ 3000.

Datos Técnicos

Diámetro del alambre Φ3.5 - Φ6.0mm

Eficiencia de la producción 30 m / min

La longitud 300 - 8000mm

Temperatura de operación 0°C ± 45°C

Peso bruto 600 Kg

Paneladora: La capacidad de producción de la máquina que se pretende adquirir debe ser de aproximadamente 16 m2 / min.

Entre las especificaciones que se busca en esta están: que cuente con una pantalla táctil, mediante la cual se introduzcan las especificaciones que se buscan para el panel, así mismo esta ha de contar con una banda transportadora en donde se ubican las mallas.

Trituradora: Máquina utilizada para el reciclaje, en la cual el procesamiento del material es triturar, limpiar y mezclar.

Posteriormente el material suele ser usado en ambas formas y en máquinas de bloques de moldes.

El consumo del material reciclado la proporción de costos e incrementa su ganancia, también cuida el entorno.

TRITURADORA

ÍTEM UNIDAD DATOS

Capacidad m3/h 25-30

Diámetro las cuentas a ser trituradas Mm 4-12

Dimensiones totales (1*A*A)mm 2204*2000*2014

Peso de la máquina Kg 850

Control de calidad : se realiza es la verificación de que todos los puntos estén correctamente soldados, de encontrarse puntos sueltos se realiza una soldadura manual.

DISTRIBUCIÓN DE PLANTA ACTUAL

1y2. Almacenes de bloque de poli estireno

3. Pulverizador

4. Pre expansión

5. Bloquera

6. Silos de almacenamiento

7. Pantógrafo

8. Maya electro soldadora

9. Cortadores de varillas

10. Paneladora

11. Control de calidad

12. Elaboración de accesorios

13. Almacén de productos terminados