Transformando as coisas difíceis

A Gentz ​​Industries, em Warren, Michigan, é uma daquelas lojas que alguns fornecedores adoram ter como cliente, enquanto outros não. Ter Gentz ​​como um bom cliente tornará um fornecedor melhor — e todos os outros clientes também serão beneficiados.

Gentz ​​pode ser chamado de “desafiador”. No entanto, enfrentar desafios é a melhor maneira de se fortalecer. Não é que a empresa seja “difícil” ou “exigente” ou “sempre conduzindo uma barganha difícil”. Pelo contrário, é notavelmente aberta, cooperativa e justa. A questão é que a Gentz ​​se dedica a alguns requisitos de produção desafiadores únicos nas áreas aeroespacial e de geração de energia. A fabricação de componentes complexos de motores de turbina para o mercado comercial e militar é uma parte importante de seus negócios. Esses componentes incluem carcaças de combustão, carcaças de turbina de alta pressão e carcaças de exaustão. Além dos processos de usinagem CNC, como torneamento, fresamento e usinagem por descarga elétrica, a oficina possui ampla experiência na formação de chapas metálicas usando prensas hidráulicas, corte a laser, corte a jato de água, hidroformagem e outros processos. Talvez sua capacidade mais notável seja a montagem de inúmeras peças usinadas e moldadas em produtos acabados usando soldagem TIG, soldagem por feixe de elétrons, brasagem em forno a vácuo e outras técnicas avançadas de união.

Desnecessário dizer que os requisitos de qualidade para componentes de motores a jato são extremamente rigorosos, e atender a esses requisitos é a principal prioridade da Gentz ​​– a reputação da oficina na indústria depende disso. Outras preocupações importantes são a eficiência e o controle de custos, que determinam a lucratividade da loja.

Vale ressaltar que nos últimos dois anos, a Gentz ​​mudou sua abordagem na compra de ferramentas de corte. No mesmo período, também mudou sua filosofia de investir em máquinas-ferramentas. Essas mudanças são uma das razões pelas quais a empresa consegue reduzir continuamente o tempo de usinagem, reduzir as configurações e minimizar o manuseio de peças, ao mesmo tempo em que atinge consistentemente as metas de qualidade e custo. Curiosamente, a Gentz ​​está gastando mais em pastilhas especialmente desenvolvidas e estilos de porta-ferramentas personalizados, enquanto deixou de comprar máquinas-ferramentas caras e sofisticadas. Em ambos os casos, no entanto, isso reflete que a empresa se tornou mais consciente do valor.

Estar consciente do valor quando se trata de cortar gastos com ferramentas, bem como investir em máquinas-ferramentas, faz uma grande diferença. Esta empresa compra muitas ferramentas de corte. De acordo com Mark McWilliams, gerente de compras, a fábrica gasta cerca de US$ 1,25 milhão por ano em pastilhas de metal duro. A Gentz ​​também está comprando algumas máquinas-ferramentas, especialmente no ano passado, quando aumentou a produção da caixa da turbina para o motor a jato Pratt &Whitney 150. Desde o início de 2007, a empresa instalou 10 novas máquinas-ferramentas CNC.

Para aproveitar ao máximo seus gastos com pastilhas de metal duro e produtos de ferramentas de corte relacionados, a Gentz ​​desenvolveu uma abordagem muito incomum para trabalhar com seu principal fornecedor de ferramentas de corte, a Seco Tools (Troy, Michigan), e o distribuidor local da Seco, E &R Industrial . A oficina realiza fóruns mensais nos quais apresenta seus desafios de usinagem mais prementes a esses fornecedores. Esses fóruns tiveram um sucesso notável em aplicações de torneamento, embora o fresamento também tenha se beneficiado.

Embora a nova filosofia que Gentz ​​está seguindo em investimentos em máquinas-ferramenta possa não ser tão inovadora, ela merece igual atenção. Até os últimos 2 ou 3 anos, a loja tinha uma mentalidade de “você recebe o que você paga” que prevaleceu na compra de novas máquinas. Isso levou a loja a adquirir máquinas principalmente caras, muitas delas do Japão. Embora essas máquinas ainda sejam altamente consideradas como ativos muito produtivos, a empresa tomou uma direção diferente. Para suas aplicações de torneamento mais difíceis em Inconel e outras ligas exóticas, a Gentz ​​adquiriu várias máquinas taiwanesas, como tornos horizontais e VMCs da Johnford e tornos verticais da You Ji. Essa mudança de pensamento se deve em grande parte aos esforços da Absolute Machine Tools (Lorain, Ohio), o importador dos EUA, e seu distribuidor, Single Source Technologies. Essas máquinas atendem aos exigentes critérios de desempenho da Gentz ​​e representam “mais máquinas pelo dinheiro”. De acordo com Roger Bartolemei, COO da Gentz, recorrer às máquinas fabricadas em Taiwan permitiu que a fábrica adquirisse a capacidade e a capacidade necessárias para acompanhar a crescente demanda por seus componentes de motores a jato.

UM OEM E REPARO DE TRABALHO

Embora a abordagem de Gentz ​​a certos relacionamentos com fornecedores possa ser atípica, a loja se destaca de outras maneiras. Produz longas tiragens de peças complexas em baixos volumes. Os produtos OEM respondem por cerca de 80 a 85 por cento de suas vendas. Quinze a 20 por cento das vendas são trabalhos de “revisão” – reparando, reformando e atualizando peças críticas de motores a jato. Como um trabalho de revisão geralmente deve ser revertido imediatamente para que uma aeronave volte ao ar, Gentz ​​segue os princípios de “fabricação de resposta rápida”, uma variação das técnicas de fabricação enxuta adequadas para ambientes de oficina. As máquinas-ferramentas são dispostas em células autossuficientes para completar um conjunto de operações. Troca rápida, ferramentas padronizadas e fabricação visual (mantendo tudo à vista e claramente marcado para identificação infalível) são praticados em todas as áreas da oficina.

A empresa vem evoluindo nessa linha há anos, mas permaneceu fiel às suas raízes como um trabalho de oficina aeroespacial desde sua fundação em 1949. A localização atual da empresa em Warren fica a uma curta distância de seu local original. Sua expansão mais recente, concluída em dezembro de 2007, trouxe seu espaço total de fabricação para cerca de 132.000 pés quadrados. Gentz ​​também tem uma força de trabalho crescente, que se aproxima de 300.

A abordagem da empresa para a fabricação é verdadeiramente abrangente. Seus engenheiros trabalham com os projetistas dos clientes para melhorar não apenas a capacidade de fabricação dos componentes, mas também sua capacidade de reparo. A Gentz ​​pode desenvolver manuais de reparo e manutenção à medida que desenvolve processos de produção OEM e fornecer pacotes de reparo com a entrega dos componentes completos. Os processos de produção, no entanto, não permanecem fixos após a inicialização. Pensar em maneiras de otimizar as operações e reduzir custos começa imediatamente.

Um aparente paradoxo é que a empresa é ao mesmo tempo cautelosa e agressiva quanto às tentativas de melhorar seus processos de fabricação. Um componente pode representar dezenas de milhares de dólares em valor agregado ao atingir uma determinada operação. Se essa operação for estável e previsível, a fábrica fica compreensivelmente cautelosa com as mudanças que possam perturbar o status quo. Quando o status quo representa um gargalo, consumo excessivo do cortador, resistência à automação ou outros níveis de desempenho abaixo do ideal da máquina, a oficina busca ativamente um caminho melhor.

Essa é uma das razões pelas quais as interações com fornecedores de máquinas-ferramenta e fabricantes de ferramentas de corte fazem uma grande diferença para a Gentz.

FÓRUNS DE FERRAMENTAS

Os “fóruns de ferramentas” mensais são um bom exemplo de como a Gentz ​​leva as interações com um fornecedor a um nível novo e benéfico. Os participantes incluem o pessoal da Gentz ​​que representa os departamentos de programação, engenharia e compras CNC. O Sr. Bartolomei e Jim Stevens, gerente de manufatura OEM, geralmente fazem parte da equipe da Gentz ​​nessas reuniões, indicando o nível de suporte da alta administração para esse processo.

Belinda Smith, engenheira de aplicação da Seco, geralmente se junta a sua contraparte da E&R Industrial nessas reuniões. Quando a ideia para esses fóruns surgiu há alguns anos, o convite para participar foi estendido a outros fabricantes de ferramentas de corte cujos produtos estavam em uso na Gentz, mas a Seco foi a única a abraçar o conceito com entusiasmo.

As reuniões geralmente se concentram em uma operação específica que precisa de atenção. Em essência, esses fóruns dão à Gentz ​​a chance de desafiar o fornecedor de ferramentas a encontrar uma maneira melhor de realizar essa operação. Depois de identificar as áreas de preocupação ou insatisfação, o grupo discute opções e alternativas antes de decidir sobre projetos de melhoria específicos a serem seguidos. Esses projetos são priorizados e adicionados ao “registro de ações”, uma lista de projetos em andamento que inclui uma data de início, uma data de conclusão prevista e notas sobre metas de desempenho específicas a serem atingidas. O registro de ações é o principal resultado de cada um dos fóruns, que geralmente duram cerca de 90 minutos.

Freqüentemente, a Seco desenvolveu novas classes de corte, geometrias de pastilhas ou revestimentos de pastilhas em resposta a itens de registro de ação. Quando esses “especiais Gentz” se provarem no chão de fábrica, alguns provavelmente se tornarão um item padrão no catálogo da Seco. Outros são soluções únicas para as dificuldades únicas impostas pelos designs avançados das peças de trabalho da Gentz.

A equipe da Gentz ​​entende que as preocupações com custos devem se concentrar no custo do corte, não no custo do cortador. Uma ferramenta especialmente projetada provavelmente custará mais, às vezes consideravelmente mais, do que um item padrão. A análise de custo da peça ajuda a tornar aparente e justificável o valor de uma pastilha ou conjunto de fresa mais caro. Da mesma forma, a equipe reconhece que deve estar aberta a conceitos que desafiem sua noção de práticas de ferramental. Isso pode significar executar uma ferramenta em velocidades ou avanços que causam algum nervosismo durante os cortes de teste.

Um exemplo inicial de cooperação bem-sucedida entre a Gentz ​​e a Seco envolveu uma operação de fresamento de rosca em uma carcaça de combustão Inconel. Com base nas informações do fornecedor de ferramentas, a oficina conseguiu economizar mais de US$ 60.000 por ano, reduzindo o tempo para completar 52 furos rosqueados em cada carcaça e eliminando o rosqueamento manual para terminar cada furo. Ao desenvolver inicialmente o processo de produção para esta peça, a fábrica queria usar uma fresadora de rosca de 0,156 polegadas. Infelizmente, moinhos deste tamanho de outros fornecedores não podiam cortar as roscas em tamanho real sem quebrar. Como resultado, a oficina teve que se contentar em usar uma fresadora de roscas maior que não fosse tão fraca, dando três passagens leves em cada furo e deixando as roscas subdimensionadas. O rosqueamento manual de cada furo até o tamanho total exigia uma média adicional de noventa minutos por revestimento.

A Sra. Smith acreditava que a oficina ainda poderia produzir os furos sob medida com uma fresadora de rosca de 0,156 polegada da série Threadmaster da Seco. Essas ferramentas sólidas de metal duro são projetadas com uma estrutura de metal duro microgrão e um revestimento de TiCN. No entanto, outras mudanças também tiveram que ser feitas. Para otimizar as condições de corte para esta classe, as velocidades de avanço teriam que ser dobradas para 194 ipm e as velocidades do fuso aumentadas para 5.000 rpm (o máximo que a máquina poderia fornecer). Mudar para um sistema de porta-ferramentas termorretrátil também seria necessário para minimizar a excentricidade nessas configurações, ela insistiu. Mesmo rotinas de programação teriam que ser modificadas. Embora as mudanças propostas parecessem extremas no início, a lógica da abordagem sistêmica era convincente. Em testes, a nova fresadora de roscas provou ter força e resistência ao desgaste para produzir roscas de tamanho normal em duas passagens em vez de três.

Várias lições surgiram dessa experiência. Por um lado, era essencial envolver a engenharia, a programação e o pessoal do chão de fábrica na discussão. Por outro, era importante considerar não apenas a ferramenta de corte, mas também o porta-ferramentas, parâmetros de usinagem e rotinas de programação. Além disso, era necessário ter um representante do fabricante da ferramenta de corte presente para os testes de usinagem para garantir que todas as recomendações fossem cumpridas integralmente e que os cortes de teste fossem executados de forma justa.

REPENSANDO O VALOR

Embora nunca seja tarde demais para melhorar uma operação desenvolvendo uma nova solução de ferramental, é muito mais difícil superar restrições ou ineficiências decorrentes das limitações de uma máquina-ferramenta. Como a Gentz ​​entende completamente suas peças de trabalho, desde a intenção do projeto até os ciclos de manutenção e reparo, a empresa usa essa percepção para estabelecer os requisitos para novas máquinas em termos inequívocos. No entanto, ser flexível e pragmático serviu bem à loja. A recente mudança para máquinas de “preço de valor” de Taiwan, por exemplo, é consistente com a abertura característica da empresa para mudanças.

Ultimamente, a fábrica se concentrou em aumentar a produção de caixas e carcaças de paredes finas em ligas de alta temperatura, como Inconel 718, um material que encontra com frequência. A demanda por essas peças aumentou, especialmente agora que a Gentz ​​tem novos contratos para as carcaças das turbinas do motor Pratt &Whitney 150. Normalmente, tanto o diâmetro externo quanto o interno dessas peças são caracterizados por contornos e ranhuras complexos com requisitos de acabamento superficial fino. Algumas caixas se aproximam de 40 polegadas de diâmetro e chegam a ter 30 polegadas de altura. A maioria começa como peças forjadas que podem pesar até 3 ou 4 vezes mais do que a peça acabada. Após a usinagem, as paredes podem ser tão finas quanto 0,06 ou 0,08 polegadas. A tolerância dimensional nos diâmetros é normalmente de 0,001 polegada. As tolerâncias nas larguras de ranhuras e ranhuras intrincadas são muitas vezes tão apertadas.

Para atender aos pedidos crescentes, o Sr. Bartolomei inicialmente queria ficar com os centros de torneamento habituais. No entanto, o distribuidor Single Source Technologies o encaminhou para um centro de torneamento inclinado modelo Johnford ST que tinha a oscilação incomumente grande necessária para lidar com toda a gama de diâmetros de revestimento. Apesar disso, o Sr. Bartolomei estava hesitante. Não deveríamos estar considerando as máquinas mais caras com as quais estamos acostumados, ele se perguntou. Em sua mente, a rigidez, a confiabilidade e a precisão dessas máquinas podiam ser tidas como garantidas.

Keith Kauzlarich, vice-presidente de vendas da SST, sabia que a Gentz ​​era intransigente em suas expectativas para máquinas de alta qualidade apoiadas por um alto nível de serviço e suporte. No entanto, ele podia ver que os Johnfords e outras máquinas de Taiwan seriam uma boa opção. Por exemplo,
o centro de torneamento Johnford tinha não só o giro excepcional que a oficina buscava, mas também outras características que o tornam especialmente adequado para usinagem Inconel.

A principal delas é a rigidez. O peso e o tamanho de sua fundição em leito, bem como a construção da caixa nos eixos, absorveriam as vibrações das forças envolvidas na usinagem do Inconel. (Como material de peça de trabalho, o Inconel é resistente para usinar e altamente sensível a vibrações, por isso é propenso a trepidação.) O motor do fuso de 60 hp e os rolamentos do fuso grande neste torno forneceriam a potência para esses cortes, especialmente no desbaste quando é necessário alto torque em baixa rotação. Além disso, o ângulo de 60 graus da inclinação da mesa permite que o operador se aproxime das peças na zona de trabalho.

Steve Ortner, presidente da Absolute Machine Tools, acredita que as máquinas deste construtor agora têm uma vantagem sobre modelos comparáveis ​​do Japão porque Johnford não seguiu a tendência de projetos mais leves e de baixa massa preferidos pelos construtores japoneses para aplicações de usinagem de alta velocidade. Por exemplo, ele ressalta que as peças fundidas de Meehanite mais pesadas nesses tornos fornecem a rigidez excepcional necessária para cortar as ligas aeroespaciais resistentes enfrentadas por Gentz.

Além dos centros de torneamento convencionais, a Gentz ​​também precisava expandir seus recursos para torneamento vertical. No entanto, os longos prazos de entrega em suas escolhas preferidas as excluíram. O Sr. Bartolomei foi direcionado aos modelos VTL da You Ji, outra linha de Taiwan importada pela Absolute Machine Tools. Como o Sr. Ortner aponta, essas máquinas não apenas atendiam às especificações, mas também eram produtos muito confiáveis ​​com histórico comprovado no trabalho aeroespacial. Além disso, os tamanhos de modelo que Gentz ​​procurava estavam disponíveis de fábrica com prazos de entrega curtos.

Um ponto que aumentou o ceticismo sobre as máquinas taiwanesas foi o preço. Ambas as marcas eram significativamente mais baratas do que Gentz ​​esperava investir. Esta era uma empresa que nunca foi à caça de pechinchas quando se tratava de compras de máquinas-ferramenta. Economizar em equipamentos de fabricação não era seu estilo e não era a maneira de garantir um trabalho de qualidade na indústria aeroespacial muito exigente.

Por fim, a SST conseguiu que a equipe de Gentz ​​se encontrasse na sede da Absolute em Ohio para demonstrações das máquinas Johnford e You Ji. Também foram agendadas visitas a clientes da região que instalaram essas marcas em aplicações aeroespaciais muito semelhantes às de Gentz. Ambos os usuários estavam usinando o Inconel com grande sucesso. Isso foi o suficiente para convencer a loja a ir em frente com um pedido. Os dois primeiros tornos Johnford foram instalados um de frente para o outro em uma célula com uma ponte rolante no meio para auxiliar na carga e descarga. Uma célula semelhante com dois You Ji VTLs foi instalada pouco tempo depois.

De acordo com o Sr. Bartolomei, as máquinas tiveram um desempenho tão bom que se seguiram pedidos repetidos de máquinas de ambos os construtores. Isso inclui um par de VMCs Johnford SV-41H com mesas rotativas de quatro eixos. Como quase todas as máquinas da Gentz, as novas mesas inclinadas, VTLs e VMCs funcionam 24 horas por dia, 6 dias por semana. O registro de confiabilidade dessas máquinas superou as expectativas, embora deva-se observar que a Gentz ​​possui um programa de manutenção preventiva disciplinado como parte de seus esforços de manufatura enxuta e melhoria contínua.

FUTURO DA FABRICAÇÃO

O sucesso de Gentz ​​no setor aeroespacial é visto como um modelo para a sobrevivência da manufatura no sudeste de Michigan. Muitos observadores testemunharam o declínio das fábricas automotivas na área e as perdas de empregos que as acompanham, apenas para concluir que a manufatura não tem futuro nesta região. Gentz ​​claramente contradiz essa perspectiva.

Além de criar empregos bem remunerados para uma força de trabalho crescente dentro de suas próprias instalações, a Gentz ​​apoia outras empresas de manufatura na área quando precisa de um dos processos que atualmente não fornece internamente. Também oferece suporte a empresas fornecedoras locais, como Seco Tools e Single Source Technologies. No entanto, todos na Gentz ​​entendem que o sucesso contínuo nunca é garantido. A empresa precisa renovar sua força desafiando a si mesma, desafiando seus fornecedores e mantendo seus clientes fortes também.