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Optimizador de Cortes Para Láminas de Madera Andrés Jiménez Archila Periodista M&M

Gracias al desarrollo de programas para computador especializados en calcular, con exactitud, los cortes de la madera, los carpinteros modernos están ahorrando tiempo, minimizando desperdicios e incrementando sus utilidades, con el beneficio adicional de hacer más eficiente y efectiva su producción de muebles.

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urante mucho tiempo, los carpinteros han recurrido al lápiz y el papel para plasmar sus diseños y hacer los diferentes cálculos que les permitan lograr el aprovechamiento total de los tableros aglomerados que usan para fabricar las piezas para sus muebles; aunque con el riesgo de no lograr los resultados esperados, pues el más mínimo error en el modulado de una lámina –tras la aplicación del “sistema manual”– puede generar desperdicios que incrementan los costos de producción y pérdidas de tiempo. El carpintero de lápiz y papel –y aun en el mejor de los casos, asistido por una calculadora básica– muchas veces no alcanza a dimensionar el intrincado proceso aritmético que conlleva calcular el sinfín de variantes que existen para que la operación de despiece (considerando las dimensiones de

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TECNOLOGÍA una lámina) no genere desperdicio y error; y no haga su mueble, diseñado sin asistencia tecnológica, un producto menos competitivo en el mercado.

En este sentido, para el carpintero moderno, la tecnología es una herramienta estratégica que le ofrece mejorar sus índices de productividad, y con la cual puede aprovechar mejor los recursos y bajar costos, objetivos que se logran, por medio de la implementación de los llamados programas optimizadores, que, según las necesidades del carpintero, le dan soluciones oportunas, precisas y sencillas a problemas de alta complejidad.

El proceso de optimización puede establecer cuántos tableros ocupara la hechura de un mueble y cuáles deben ser los cortes de este para tener un mejor provecho.

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En realidad, los complejos cálculos matemáticos, junto con la ponderación de informaciones vitales de las láminas de madera y otros datos conexos, hacen de la creación de esquemas de corte y listas de piezas una operación delicada, la cual, hoy en día, puede ser efectuada con exactitud y precisión, por programas de computador especializados que optimizan este proceso al cien por ciento y sin duda, reevalúan el método del papel y el lápiz.

tamaño exacto del tablero que debe usar, según el despiece contemplado en su diseño; caso contrario al carpintero de lápiz y papel, quien corre el riesgo de cortar la lámina incorrectamente y perder así el material. En un ejercicio comparativo, si un ebanista ingresa en el optimizador, las medidas de cada parte de su mueble (área 2.97 m²), el programa efectúa luego el

cálculo en pocos minutos y establece de forma exacta, las dimensiones del tablero adecuado –en este caso una lámina de 2.44 x 1.22 m²– para que no tenga ningún sobrante y pueda emplear la totalidad del material, tras una operación eficaz y eficiente. Otro es el caso de un carpintero que quiere fabricar el mismo mueble, a partir de una lámina con las mismas

Aprovechar Mejor la Materia Prima Los optimizadores permiten al carpintero, por medio del desarrollo de veloces operaciones aritméticas, identificar la mejor configuración de despiece para su mueble, a partir del tamaño determinado de lámina, y obtener así un mayor rendimiento de la materia prima; los optimizadores calculan con exactitud cómo deben ser los cortes y cuántas láminas necesita el interesado, según la lista de piezas y el diseño de las mismas, lo que permite aprovechar al máximo la madera. De esta forma, quien emplea un optimizador, puede saber con precisión el

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Los optimizadores permiten la visualización de los distintos esquemas de corte e indican las dimensiones exactas de las laminas a utilizar en la fabricación de muebles.

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TECNOLOGÍA dimensiones del ejemplo anterior y hace sus cálculos en el papel, para lo cual tarda aproximadamente una hora y obtiene, sin mayor precisión, un dato estimativo que le indica, debe a utilizar una lámina de 2.15 x 1.83 m². El resultado, el cálculo le generará un desperdicio de 0.96 m² frente a esa lámina de 2.44 x 1.22 m², con el consiguiente sobre costo en la producción y una merma en las utilidades. Así, los carpinteros que hacen sus bosquejos a lápiz, pocas veces contemplan el milimétrico desperdicio que genera el paso del disco sierra cuando corta la lámina, lo cual hace que los modelos diseñados en papel no se ajusten a las medidas reales de la lámina, y no se pueda cortar, finalmente, la totalidad de las piezas del mueble. El perjuicio que genera este error de cálculo se maximiza cuando la producción incluye varios muebles, como ocurre en el caso del mobiliario de oficina y al que lo componen, por lo general, varias piezas entre escritorios, cajoneras, estantes y demás; en este caso se multiplican las pérdidas de material y tiempos de corte, lo que significa, menor competitividad en un mercado que requiere una producción totalmente óptima. Vale señalar que, en la industria maderera, los criterios de uso de estos programas de computador están sujetos a las necesidades de cada caso particular; así por ejemplo, para una fábrica de muebles es más útil un software que le ayude a determinar las cantidades exactas de piezas con dimensiones precisas para su producción; y que le de la opción de observar, en tercera dimensión, los cortes y el mueble; mientras que para un distribuidor de láminas –en un centro de servicios– lo ideal es un optimizador de alto rendimiento en términos de velocidad, resultados

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medibles y cuantificables de su producción. En este sentido, y aunque sean diferentes las necesidades de optimización en la industria maderera, los principales criterios que deben considerar las empresas son: cantidades de producto, características del producto, calidad, rendimiento de la materia prima y disminución de costos. En cualquier caso, los optimizadores actuales son producidos para que sean programados de forma sencilla y fácil por sus usuarios, a fin que logren los resultados esperados, siempre y que se conozcan con exactitud las condiciones del producto y las características del software optimizador. ¿Qué hacer para una buena optimización? Establecer prioridades en los criterios de optimización: rendimiento, calidad, costos, tiempos de producción, entre otros. Conocer las características y los datos significativos de la materia prima: como formas, dimensiones, calidades, entre otras. Definir de forma clara y coherente, los productos a obtener en dimensiones, cantidades y calidades requeridas. Conocer en detalle y suficiencia, el proceso de producción, con el fin de hacer del optimizador un verdadero generador de valor agregado, y no, el hacedor de soluciones imposibles.

Lo más importante, a la hora de hacer uso de estos programas especializados, es conocer a cabalidad las condiciones de las máquinas para que el optimizador haga uso correcto de los datos, en sus cálculos y algoritmos, con el fin que el proceso de optimización no presente disparidades y entregue al carpintero los resultados esperados.

Tipos de Optimizadores En medio de la variedad de soluciones informáticas que ofrece en el mercado y que desarrollan grupos de ingenieros, arquitectos y carpinteros, existen algunos programas que se adaptan de manera específica a las necesidades de las empresas transformadoras de la madera; todos, desarrollados para ahorrar tiempos y recursos, en función de criterios preestablecidos suministrados por el carpintero, (rendimiento y precio, entre otros) y de las características de la materia prima (dimensiones y calidad, entre otras). Los principales tipos de optimizadores empleados en la modulación de las láminas son: • Optimizadores unidimensionales: este tipo de software ofrece una

La mayoría de optimizadores calculan, automáticamente, el corte por varios lados y puede generar un estimativo de costos.

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Algunos programas optimizadores desarrollan el diseño, cálculo y optimización de muebles específicos.

solución única de corte, a partir de una sola dimensión; por ejemplo, en el caso de las empresas aserradoras, los criterios que trabaja son: longitud de producto de entrada (madera en bruto), defectos a eliminar (indicados por el operario del programa), longitudes deseada de pieza (según la calidad de producto), cantidades (por cada producto) y rendimiento en la materia prima. • Optimizadores bidimensionales: estos programas, que hacen uso de una mayor complejidad aritmética para formular medidas de optimización, buscan la mejor solución de corte en un plano, a partir del uso de dos dimensiones espaciales, en una pieza. Los optimizadores 2D desarrollan cálculos más avanzados, ya que el número de posibilidades de soluciones geométricas son mayores, éstos necesitan computadoras con mínimo dos gigas de memoria y capacidad de mediana o gran potencia para que su rendimiento sea el esperado. Algunos programas generan imágenes virtuales del proceso y pueden ajustar el diseño de corte según la orientación de la veta de la madera –previo esquema–, lo que permite, no sólo optimizar el material, sino darle linealidad estética a los productos optimizados. • Optimizadores tridimensionales: más que optimizadores, éstos programas están diseñados para facilitar el diseño y la construcción de muebles a partir de una potente interfaz de diseño que entregan flexibilidad a la hora de desarrollar planos y despieces; igualmente, estos programas, que también cumplen las mismas funciones que los 2D, pueden generar una visualización detallada desde varios ángulos, y tienen la capacidad de crear renders (modelos en tres dimensiones generados en un computador) del producto terminado.

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del incremento en las utilidades que pueden llegar al orden del 50 por ciento, están:

• Optimizadores mono calidad: son capaces de reproducir un despiece de pequeñas dimensiones y calidad elevada, ó bien, un despiece con dimensiones más grandes y una cantidad menor dentro de los parámetros mínimos de la producción. Actualmente, estos programas han extendido su uso a un gran número de industrias madereras. • Optimizadores multicalidad: estos programas están en capacidad de trabajar un plano de corte según varias calidades, lo que significa que para hacerlos funcionales, el operador debe tener toda la información sobre el tamaño, posición de los defectos y naturaleza de los mismos. Con los datos requeridos, el programa detecta con exactitud toda imperfección y calcular nuevamente los procesos hasta lograr una lista de piezas elaboradas con alta precisión.

Mejores Resultados, Más Ventajas En el mercado existen optimizadores con precios que oscilan entre 1.5 millones de pesos, los más básicos, hasta los 7 millones de pesos, los más complejos; dependiendo de las funciones específicas que desarrolle

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Existen maquinas que operan con optimizadores integrados a sus funciones de corte para lograr que el programa se acople con exactitud a sus condiciones.

cada programa; seleccionar y comprar el correcto depende de los criterios de uso del software optimizador y de las necesidades particulares de la empresa. Por ejemplo, un pequeño taller de carpintería, con una producción limitada, puede usar un programa poco complejo de fácil manejo de herramientas básicas, ya que la exigencia en la optimización es menor; caso muy distinto a industrias de mayor envergadura que necesitan programas optimizadores altamente especializados, que les aseguren resultados óptimos, gracias a funciones de cálculo más elaboradas con base en la complejidad de sus procesos productivos. Es así que algunos programas se especializan en la gestión de las órdenes de fabricación, agrupando varios pedidos en una misma orden, y calculando las necesidades de compra, según el inventario y el material existente. Entre las principales ventajas, que ofrece el uso de optimizadores a ebanistas, carpinteros y en general, a todos aquellos que estén inmersos en la producción de mobiliario, aparte

• La entrega de información instantánea, confiable y detallada, desde el porcentaje de desperdicios, que genere el corte hasta la cantidad de láminas utilizadas. • El desarrollo de esquemas de corte que permiten visualizar los bocetos digitales, en diferentes colores, lo que facilita la interpretación de planos en distintas escalas, gracias a que identifica cada pieza con su respectivo número y medida. • La creación de listas de materiales requeridos, con base en los diseños originales, lo que permite reorganizar piezas de un mueble completo, por medio de etiquetas que discriminan, según las dimensiones, los cortes realizados y sus sobrantes. • El cálculo simultáneo de cortes en la pieza, la generación de un estimativo de costos y la impresión de etiquetas, lo que ayuda a identificar los cortes realizados y sus sobrantes; lo que permite, configurar las dimensiones y separación entre etiquetas.

En conclusión, los beneficios que constituyen el uso de estas herramientas informáticas, se sintetizan en la posibilidad de efectuar complejos cálculos aritméticos, que pueden llegar a determinar y simplificar, desde los tiempos y dinero, hasta la administración efectiva de inventarios y la racionalización de la materia prima; todo esto, en pocos minutos y con el consabido rendimiento óptimo de toda la producción. Fuentes •

Viviana Barco O. Técnico CNC Aristizábal y Jinete. [email protected]

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www.lepton.com.ar, www.simsa.es, www. infomadera.net

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