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FLUJO DEL PROCESO PRODUCTIVO Y ESCALAS DE PRODUCCION

El proceso de fundición de cobre es generalmente homogéneo para los diferentes productos que se pueden fabricar, variando lo relativo al moldeado que se requiere para cada pieza en particular.

Las escalas posibles de producción que se pueden lograr son:

 

Escala (rango de producción)

Microempresa/artesanal

4 a 5 ton. mensuales

Pequeña empresa

5 a 40 ton. mensuales

Mediana empresa  
Mediana chica

40 a 100 ton. mensuales

Mediana grande

100 a 150 ton. mensuales

Gran empresa

Más de 2,000 ton. mensuales

En cuanto al grado de actualización tecnológica se destaca lo siguiente:

Se trata de un proceso tradicional y la diferencia principal entre la micro y pequeña empresa en el nivel de producción.

  • Microempresa/artesanal:

Las modificaciones del proceso que tienen los artesanos son en los moldes, es decir, cambios en las figuras de sus artesanías según la moda.

  • Pequeña empresa:

Los cambios tecnológicos están orientados, principalmente, hacia la obtención de mayor rendimiento y menor escoria.

Flujo del proceso de producción en una escala de micro empresa/artesanal

Se presenta el flujo del proceso productivo a nivel general, referente al producto seleccionado del giro y analizado con más detalle en esta guía.

Sin embargo, éste puede ser similar para otros productos, si el proceso productivo es homogéneo, o para variantes del mismo. Al respecto, se debe evaluar en cada caso la pertinencia de cada una de las actividades previstas, la naturaleza de la maquinaria y el equipo considerados, el tiempo y tipo de las operaciones a realizar y las formulaciones o composiciones diferentes que involucra cada producto o variante que se pretenda realizar.

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A continuación, se presenta una explicación del proceso productivo a nivel microempresa/artesanal:

1. Compra y almacenamiento de chatarra o lingotes: Se compra los lingotes o la chatarra y se acumulan en el almacén de materia prima.

2. Compra y almacenamiento de la materia prima para el moldeo: Simultáneamente se compra la materia prima para el molde y se coloca en el almacén de materia prima para moldeo. En el mismo almacén se colocan el combustible, la arena y la bentonita.

3. Fusión: Se transporta los lingotes o chatarra al área de fusión.

Se funde en un horno reverbero o de crisol con combustible de gas natural o diesel, el cual es de bajo costo, accesible pero muy contaminante. La carga para fundir está compuesta por: lingotes o chatarra, "rebosaderos", retorno y rechazos.

Si se funde a partir de chatarra es preferible utilizar hornos reverberos de tabique refractario, de flama directa, ya que si se utiliza el horno de crisol se puede dañar porque la chatarra es muy agresiva para el horno de crisol debido a la escoria que suelta y porque es un proceso en el que hay mayor desgaste para el horno que cuando se parte de lingotes.

En el caso de que se necesite una aleación el metal a alear se coloca en el horno junto con los lingotes.

4. Preparación de "moldes en verde": Existen varias formas de moldes, lo más conocidos son: el molde en verde, moldes de cera perdida y el molde metálico, éste último es el más caro. A continuación se describe el proceso de "moldeo en verde".

Se transporta la materia prima de los moldes al área de moldeo y simultáneamente a la fundición se preparan los "moldes en verde".

Se forma una especie de barro con la mezcla de arena sílica, bentonita cálcica o sódica y agua. El agua funciona como dispersante para que las hojuelas de la bentonita cubran el grano y la mezcla tenga moldeabilidad.

La mezcla se utiliza para hacer los moldes y, en su caso, los corazones, éstos últimos sirven para que las piezas fundidas que están huecas por dentro no salgan macizas a la hora del colado.

El molde está formado de diferentes partes, el número de partes depende de los detalles de la pieza, pero al menos deben de ser dos partes.

Para formar el molde, primero se elige la figura a moldear, después se oprime la mezcla contra una de las superficies de la figura, se retira la figura y se deja secar la mezcla. Una vez seca, se obtiene la "primera parte" del molde. Con el objetivo de sacar las partes faltantes, se vuelve a acomodar la "primera parte" del molde ya seca sobre la superficie de la figura y se oprime la mezcla fresca sobre una superficie descubierta de la figura. Se vuelve a hacer el mismo procedimiento para otra superficie distinta, hasta obtener toda la superficie del molde. Se debe dejar un orificio para que entre el metal líquido, este orificio se llama "rebosadero". Se recomienda utilizar talco para evitar que se peguen las partes del molde entre sí.

Una vez que se tienen todas las partes del molde, se juntan y se obtiene el "molde en verde".

Se repite esta operación las veces que sean necesarias. Esto depende del tamaño de cada molde y la capacidad del horno. Por ejemplo: un crisol de 90 kilos puede agotar su capacidad con 20 moldes pequeños o con 12 piezas pesadas.

5. Colado: Una vez fundido el metal y listo el "molde en verde", se saca el metal líquido del crisol con cucharas y se vacía en el molde por el orificio que se dejó.

El colado se debe de hacer con precaución para que la figura quede lo mejor posible.

Se deja enfriar.

6. Desmoldeo: Una vez fría la pieza fundida, se rompe el molde, quedando el metal solidificado con la forma deseada.

La fundición no es exacta, sino que se aproxima y se tiene que ir eliminando el excedente de material en las siguientes etapas.

En caso de que la pieza no salga bien y no pase un análisis de calidad, se rechaza y se vuelve a fundir.

7. Corte de colada: Se corta la parte por donde se hizo la colada, es decir, el "rebosadero", el cual formará parte de la carga para fundición, evitando, así un desperdicio.

8. Desbaste de abrasivos: Una vez hecho el corte de "rebosadero" se lija la pieza y se le quitan las "rebabas" e irregularidades de la pieza. El desbaste se puede hacer con abrasivos, tornos y esmeriles.

Flujo del proceso de producción en una escala de pequeña empresa:

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1. Compra y almacenamiento de chatarra o lingotes: Se compra los lingotes o la chatarra y se recopilan en el almacén de materia prima.

2. Compra y almacenamiento de la materia prima para el moldeo: Simultáneamente se compra la materia prima para el molde y se coloca en el almacén de materia prima para moldeo. En el mismo almacén se colocan el combustible, la arena y la bentonita.

3. Fusión: Se transporta los lingotes o chatarra al área de fusión.

Se funde en un horno reverbero o de crisol con combustible de gas natural o diesel, el cual es de bajo costo, accesible pero muy contaminante. La carga para fundir está compuesta por: lingotes o chatarra, "rebosaderos", retorno y rechazos.

Si se funde a partir de chatarra es preferible utilizar hornos reverberos de tabique refractario, de flama directa, ya que si se utiliza el horno de crisol se puede dañar porque la chatarra es muy agresiva para el horno de crisol debido a la escoria que suelta y porque es un proceso en el que hay mayor desgaste para el horno que cuando se parte de lingotes.

En el caso de que se necesite una aleación el metal a alear se coloca en el horno junto con los lingotes.

4. Preparación de "moldes en verde": Existen varias formas de moldes, lo más conocidos son: el molde en verde, moldes de cera perdida y el molde metálico, éste último es el más caro. A continuación se describe el proceso de "moldeo en verde".

Se transporta la materia prima de los moldes al área de moldeo y simultáneamente a la fundición se preparan los "moldes en verde".

Se forma una especie de barro con la mezcla de arena sílica, bentonita cálcica o sódica y agua. El agua funciona como dispersante para que las hojuelas de la bentonita cubran el grano y la mezcla tenga moldeabilidad.

La mezcla se utiliza para hacer los moldes y, en su caso, los corazones, éstos últimos sirven para que las piezas fundidas que están huecas por dentro no salgan macizas a la hora del colado.

El molde está formado de diferentes partes, el número de partes depende de los detalles de la pieza, pero al menos deben de ser dos partes.

Para formar el molde, primero se elige la figura a moldear, después se oprime la mezcla contra una de las superficies de la figura, se retira la figura y se deja secar la mezcla. Una vez seca, se obtiene la "primera parte" del molde. Con el objetivo de sacar las partes faltantes, se vuelve a acomodar la "primera parte" del molde ya seca sobre la superficie de la figura y se oprime la mezcla fresca sobre una superficie descubierta de la figura. Se vuelve a hacer el mismo procedimiento para otra superficie distinta, hasta obtener toda la superficie del molde. Se debe dejar un orificio para que entre el metal líquido, este orificio se llama "rebosadero". Se recomienda utilizar talco para evitar que se peguen las partes del molde entre sí.

Una vez que se tienen todas las partes del molde, se juntan y se obtiene el "molde en verde".

Se repite esta operación las veces que sean necesarias. Esto depende del tamaño de cada molde y la capacidad del horno. Por ejemplo: un crisol de 90 kilos puede agotar su capacidad con 20 moldes pequeños o con 12 piezas pesadas.

5. Colado: Una vez fundido el metal y listo el "molde en verde", se saca el metal líquido del crisol con cucharas y se vacía en el molde por el orificio que se dejó.

El colado se debe de hacer con precaución para que la figura quede lo mejor posible.

Se deja enfriar.

6. Desmoldeo: Una vez fría la pieza fundida, se rompe el molde, quedando el metal solidificado con la forma deseada.

La fundición no es exacta, sino que se aproxima y se tiene que ir eliminando el excedente de material en las siguientes etapas.

En caso de que la pieza no salga bien y no pase un análisis de calidad, se rechaza y se vuelve a fundir.

7. Corte de colada: Se corta la parte por donde se hizo la colada, es decir, el "rebosadero", el cual formará parte de la carga para fundición, evitando, así un desperdicio.

8. Desbaste de abrasivos: Una vez hecho el corte de "rebosadero" se lija la pieza y se le quitan las "rebabas" e irregularidades de la pieza. El desbaste se puede hacer con abrasivos, tornos y esmeriles.

9. Granallada: En esta etapa se hace la limpieza final de la pieza en una máquina granalladora. La pieza entra en esta cámara y es limpiada por medio de golpeteos de balines por 5 minutos aproximadamente.

Se recomienda que maquilar esta etapa por lo costosa que es esta máquina.

Terminando esta etapa se considera producto terminado, pero si se desea se puede maquinar la pieza y ensamblarle otras piezas.

10. Maquinado: Las piezas que han sido desbastadas son transportadas al área de maquinado.

En esta etapa, por medio de máquinas, se hacen barrenos y cuerdas que necesite la pieza final para su ensamblado y uso.

11. Ensamblado: Las piezas maquinadas son transportadas al área de ensamblado

En ésta área se conjuntan las diferentes piezas como son: pieza fundida, resortes, rondanas entre otros.

12. Empaque: Las piezas ensambladas pasan a la última etapa.

El empaque utilizado depende del producto. Puede ser en cajas de cartón corrugado o el material puede ir a granel.

Es importante que el empaque sea llamativo para que el producto se venda mejor. Por ejemplo, tal vez el consumidor prefiera comprar un producto con caja decorada o con un orificio con papel plástico para que se vea el producto o tal vez una etiqueta en Cuadro 3.10

Un día tradicional de operaciones

Se prenden los hornos de crisol dos horas antes de que empiece el turno. Una vez caliente el piso se pueden iniciar las operaciones. 

Después de las dos horas se coloca la chatarra o los lingotes de cobre dentro del horno. En caso de que se requiera una aleación también se tienen que colocar lo metales de aleación.

En un horno de crisol caliente con una capacidad de 70 Kg. el bronce tarda, aproximadamente una hora en fundirse. En un horno frío tarda, aproximadamente hora y media.

La temperatura de fusión depende mucho del tipo de aleación que se desea. Por ejemplo, el bronce se funde a una temperatura de 1,000°C. a 1,100°C.

Alternamente se preparan los moldes para la colada y se revisa la mezcla de los moldes cada semana, con el fin de ver si requiere de material nuevo, ya que conforme se van fundiendo piezas es necesario ir agregando componentes a la arena. Se van conjugando las dos etapas.

Una vez que el metal se encuentra líquido, se va vaciando en todos los moldes, hasta agotar la capacidad del horno. El vaciado se lleva de 5 a 10 minutos. La colada se realiza con cuchareo o con el mismo crisol, según el tipo de horno.

Ya colados todos los moldes se dejan enfriar a la intemperie. El tiempo que tardan en enfriarse está en función del tamaño de la pieza. Por ejemplo, una pieza pequeña tarda aproximadamente unos 30 minutos para que alcance su solidificación total.

Se rompen los moldes y se sacan las piezas; éstas se encuentran todavía calientes y se dejan enfriar totalmente, aproximadamente dos horas, o si se prefiere se dejan hasta el día siguiente para que se puedan manejar.

Una vez que se enfría la pieza, se hace el corte de colada, se pule y se desbasta.

Posteriormente se granalla o si se prefiere se manda a maquilar el granallado.

Distribución Interior de las Instalaciones:

Los factores a considerar en el momento de elaborar el diseño para la distribución de planta son:

a) Determinar el volumen de producción

b) Movimientos de materiales

c) Flujo de materiales, y

d) Distribución de la planta.

Se recomienda utilizar, como esquema para la distribución de instalaciones, el flujo de operaciones orientado a expresar gráficamente too el proceso de producción, desde la recepción de las materias primas hasta la distribución de los productos terminados, pasando obviamente por el proceso de fabricación.

Flujo de materiales

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Además de la localización, diseño y construcción de la planta es importante estudiar con detenimiento el problema de la distribución interna de la misma, para lograr una disposición ordenada y bien planeada de la maquinaria y equipo, acorde con los desplazamientos lógicos de las materias primas y de los productos acabados, de modo que se aprovechen eficazmente el equipo, el tiempo y las aptitudes de los trabajadores.

Las instalaciones necesarias para una pequeña empresa de este giro incluyen, entre otras, las siguientes áreas:

  • Area de colado
  • Area de moldeo
  • Recepción del material
  • Area de fundición
  • Recepción de lingotes o chatarra
  • Oficina administrativa
  • Area de desbaste
  • Area de granallado
  • Sanitarios

Ejemplo de la distribución interna de las instalaciones de la planta:

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Determinación de costos y márgenes de operación:

El estudio de los costos de operación es la piedra angular en toda clase de negocios, ya que permite no sólo la obtención de resultados satisfactorios, sino evitar que la empresa cometa errores en la fijación de los precios y que esto derive en un resultado negativo.

En la determinación de los costos, se debe tomar en cuenta que su valor cambia por posibles fluctuaciones en los precios o por diversos grados de utilización de la capacidad instalada.

En términos generales, el precio se puede establecer por debajo o por encima del de la competencia o ser igual al de ella.

El precio del producto final se determina con base en:

  • Costos directos (insumos, combustible y remuneraciones principalmente)
  • Costos indirectos
  • Gastos de administración y de ventas
  • Margen de utilidad
  • Calidad del metal que depende de las impurezas que contienen los productos
  • Precios de la competencia y referencias de los mercados internacionales. Cuando el producto contiene un mayor valor agregado el precio se aleja de las referencias internacionales.

Distribución del producto:

La importancia del sistema de distribución se subestima muchas veces a pesar de que impacta en los volúmenes de venta y de que se refleja en un mal aprovechamiento del potencial del mercado, así como en acumulaciones excesivas de inventarios que, en otras consecuencias, incidirán en la rentabilidad del capital.

Los canales de distribución dependen del tipo de producto que se fabrique. Cuando se trata de bienes intermedios se acostumbran las ventas directas; pueden utilizarse ferreterías y casas especializadas si los productos son más estándarizados. 

Si se trata de bienes de consumo se pueden acudir a ventas directas, tiendas de autoservicio, tiendas departamentales, entre otras.

Administración y control de inventarios:

La administración y el control de los inventarios tienen como función principal determinar la cantidad suficiente y tipo de los insumos, productos en proceso y terminados o acabados para hacer frente a la demanda del producto, facilitando con ello las operaciones de producción y venta y minimizando los costos al mantenerlos en un nivel óptimo.

La inversión que representan los inventarios es un aspecto muy importante para la empresa en la administración financiera. En consecuencia, se debe estar familiarizado con los métodos para controlarlos con certeza y asignar correctamente los recursos financieros.

De acuerdo con reglamento de la Ley del Impuesto Sobre la Renta, las empresas están obligadas a llevar algún  sistema de inventarios, dependiendo de los ingresos manifestados en su última declaración.

El sistema de valuación de inventarios utilizado tradicionalmente por las empresas en este giro es el método de ultimas entradas primeras salidas (UEPS).

 

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