Minimizando tempos de retorno para peças grandes

Boas empresas de usinagem quase sempre conseguem encontrar maneiras de reduzir o tempo de trabalho repetitivo. Isso é muito mais difícil, no entanto, para oficinas que podem usinar uma peça específica apenas uma vez. E o desafio de comprimir o tempo de resposta para trabalhos que não se repetem é mais assustador quando um guindaste de 40 toneladas é necessário para instalar peças de trabalho no leito de um moinho ou no mandril de um torno.

A Aeromet Industries, localizada em Griffith, Indiana, enfrenta essa situação todos os dias. Seja um trabalho de reparo em grande escala, uma grande parte nunca encontrada antes ou um tambor de mandril personalizado de seu próprio design, quase todos os componentes que ele usina são diferentes. Isso geralmente significa que não há nenhum programa CAM existente para acessar, nenhuma fixação específica de peça para retirar de uma prateleira e nenhuma experiência de usinagem em primeira mão com uma determinada peça.

Ao longo dos anos, no entanto, a Aeromet implementou estratégias gerais que permitem minimizar o tempo de retorno para os componentes consideráveis ​​que fabrica. Isso ajudou a loja a estabelecer um nicho de sucesso na usinagem de grandes coisas. Fred Wahlberg, presidente e cofundador da empresa, e seu sobrinho Neil Wahlberg, gerente de vendas e marketing, explicaram algumas das abordagens da Aeromet para reduzir os prazos de entrega de grandes peças usinadas durante uma visita recente à loja do noroeste de Indiana.

Grande desde o início

Fred Wahlberg iniciou a Aeromet em 1971 como uma oficina que fabricava peças de reposição para siderúrgicas da região. Grande parte desse trabalho envolveu o recondicionamento de tambores de mandril de expansão de rebobinadores e desenroladores para linhas de processamento de aço, e a maioria desses tambores de mandril tinha designs exclusivos para corresponder à sua aplicação específica. A Aeromet ainda realiza esse tipo de trabalho hoje, além de diversos trabalhos do tipo job-shop envolvendo grandes componentes. Com o tempo, no entanto, a loja aproveitou o trabalho de reparo do tambor mandril em uma linha de produtos. Depois de notar falhas comuns de projeto que causavam quebra prematura nos tipos de unidades que consertava continuamente, a oficina foi estimulada a criar sua própria linha de tambores de mandril personalizados. Os tambores de mandril da Aeromet são usinados a partir de forjados de aço 4140 ou 4340 que oferecem maior durabilidade e longevidade do que os componentes fundidos usados ​​em outros projetos. Eles também fornecem capacidade aprimorada de fixação de folhas que, em última análise, leva a menos desperdício de material ao iniciar uma linha.

Um rápido passeio pelas instalações de 25.000 pés quadrados da Aeromet revela que a oficina é voltada para trabalhos de usinagem em grande escala. Possui vários guindastes que variam em capacidade de 10 a 40 toneladas e uma empilhadeira que pode levantar 16.000 libras. Ele também tem uma boa seleção de grandes máquinas CNC, incluindo uma mandrilhadora vertical Giddings e Lewis que pode acomodar peças de até 72 polegadas de diâmetro e 84 polegadas de altura. Sua mandriladora horizontal Union PC-150 oferece cursos X-Y-Z de 396 por 138 por 30 polegadas, além de 29 polegadas de extensão do eixo W e uma mesa rotativa de contorno de 79 por 98 polegadas. A compra de máquina mais recente da loja, no entanto, também é a maior:um torno Ryazan RT317 adquirido através da Shamrock Machinery em Houston, Texas. Instalado em 2009 sobre uma fundação de 1,5 metro de profundidade, este torno CNC tem giro de 67 polegadas e pode acomodar peças de até 433 polegadas. É equipado com um motor opcional de 120 hp, um acessório de barra de mandrilar e um mandril de 1,5 metros. O enorme torno, que substituiu uma unidade menor, permite que a oficina crie tambores de mandril maiores, além de realizar trabalhos de torneamento de diâmetro maior.

É claro que o sucesso na usinagem desses tipos de peças é mais importante do que ter equipamentos com capacidade suficiente. Aqui estão algumas das maneiras pelas quais o Aeromet minimiza o tempo de resposta para componentes usinados de tamanho considerável:

• Recolha e entrega de peças. Às vezes, os esforços de retorno rápido começam com o que está estacionado fora da instalação. A Aeromet mantém e opera uma frota de caminhões exclusivamente para o benefício dos clientes que dependem da oficina para movimentar suas peças com rapidez, segurança e eficiência. A resposta rápida é fundamental para os clientes da Aeromet, especialmente quando se trata de trabalhos de reparo. Períodos prolongados de inatividade para reparar componentes da linha de processamento podem levar a perdas significativas para o cliente. Na verdade, nas raras ocasiões em que o Aeromet está fechado (geralmente funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana), as chamadas de emergência são encaminhadas diretamente para o Sr. Wahlberg para que ele possa enviar imediatamente um motorista para buscar componentes danificados.

• Planejando com antecedência. Alguns dos clientes da Aeromet planejaram paralisações para reparos ou atualizações nos próprios tambores de mandril da Aeromet. Para minimizar o tempo de inatividade da linha, a Aeromet pode pré-usinar alguns elementos dos tambores do mandril antes de receber todos os componentes correspondentes. Isso minimiza o tempo total de usinagem necessário enquanto a linha está parada para reparo. A loja então trará o equipamento de acasalamento do cliente assim que a linha for encerrada; medir as dimensões adequadas da engrenagem e do rolamento; terminar de usinar o tambor do mandril de acordo com essas medições; e, em seguida, monte e entregue o conjunto reparado.

• Programação eficaz e folhas de trabalho. A oficina usa Mastercam da CNC Software desde o final da década de 1980 e atualmente possui a versão mais recente do software de programação, “X5”. Assim que um pedido é finalizado, um dos três programadores CAM da fábrica recebe um modelo sólido do departamento de engenharia ou diretamente do cliente e começa a desenvolver o programa, bem como as instruções da folha de configuração para os funcionários do chão de fábrica. Os pacotes de instruções são codificados por cores, para que os funcionários possam digitalizar e identificar rapidamente as seções do pacote que são relevantes para eles.

Os pacotes de instruções detalhadas permitem que aprendizes e trabalhadores menos experientes desempenhem tarefas completas do tipo jornaleiro. Imagens CAD da peça e acessórios, bem como fotos reais (quando disponíveis) incluídas nas instruções, também ajudam esses funcionários menos qualificados a visualizar melhor o trabalho.

• Ferramentas de predefinição. A Aeromet começou a usar um presetter de ferramentas há 10 anos para que as ferramentas pudessem ser instaladas e medidas em seus suportes antes das trocas de máquinas. Após a predefinição, as etiquetas são colocadas nas ferramentas listando suas dimensões X e Z, além da localização do compartimento da ferramenta na máquina. Esta última é realmente a informação chave para a pessoa de configuração, no entanto, porque os corretores da ferramenta são enviados via Ethernet diretamente para o controle da máquina. A loja encomendou recentemente um novo presetter da Zoller para substituir seu modelo mais antigo.

• Minimizando os tempos de ciclo. A abordagem atual da Aeromet para usinagem de peças grandes é diferente do que era nos anos anteriores. Isso foi impulsionado em parte pelos avanços na tecnologia de ferramentas de corte. Utilizando principalmente fresas da Dapra, que segundo a fábrica fornecem uma aresta de corte robusta, a Aeromet deixou de fazer cortes pesados ​​com taxas de avanço relativamente baixas para cortes mais leves com taxas de avanço muito mais rápidas. Isso acabou gerando taxas de remoção de metal mais altas. Seu processo também envolve o uso de uma chave de torque para uma pressão de assentamento consistente da pastilha e a troca dos parafusos da pastilha a cada oito trocas de pastilhas.

• Estudar e melhorar processos. A Aeromet aproveita o conhecimento de toda a sua força de trabalho para eliminar o desperdício de suas operações e processos. Isso é facilitado por reuniões semanais de equipe com a participação de todos os que contribuíram para trabalhos concluídos recentemente. Operadores, programadores, engenheiros de projeto, pessoal de inspeção e outros revisam todas as etapas envolvidas na produção de uma peça para identificar casos em que o tempo orçado para etapas específicas foi excedido. A loja até gravou etapas específicas em vídeo. Isso não é feito como um esforço de policiamento, mas como uma tentativa de revelar onde determinadas etapas do processo podem ser simplificadas. O uso de placas de sombra para armazenamento e recuperação eficientes de ferramentas, enfileiramento de material para trabalhos futuros e predefinição de ferramentas de corte são resultados dessas reuniões de melhoria contínua.

Cultivando Talentos

Encontrar os funcionários certos para o chão de fábrica também é fundamental para o sucesso de uma loja como a Aeromet. No entanto, a Aeromet não encontra funcionários, mas os cultiva. A loja continua o programa de aprendizagem do ensino médio iniciado em 1977. Na verdade, a maioria das pessoas atualmente empregadas lá se formou nesse programa. O programa é executado através do Conselho Consultivo de Aprendizagem da Área de Valparaíso, do qual o Sr. Wahlberg é membro do conselho consultivo. No programa de aprendizado de quatro anos, os alunos progridem desde o aprendizado de habilidades básicas de usinagem até a programação e outras tarefas avançadas de oficina. A loja geralmente tem pelo menos alguns aprendizes no chão de fábrica, o que resulta em uma boa mistura de cargos novos, médios e superiores. Nem todo aprendiz dá certo, mas a desvantagem de não desenvolver o próprio talento supera o risco de perder um desses candidatos.

Operadores Operam, Programadores Programam

Na Aeromet, os operadores operam as máquinas-ferramentas, mas não as programam. Há uma boa razão para isso, como explica o Sr. Wahlberg. Quando a oficina começou a integrar máquinas CNC há muitos anos, os operadores eram treinados para realizar a programação de chão de fábrica na máquina. Agora, um programa CAM é criado para cada trabalho executado na oficina. Os programadores CAM também criam pacotes de instruções que explicam claramente como cada tarefa deve ser configurada e executada. As ferramentas também são predefinidas, marcadas e colocadas em um carrinho para o operador. Isso permite que operadores com experiência modesta executem a maioria dos trabalhos na oficina. Além disso, se surgir um problema, o processo é considerado culpado, não o operador. Sabendo disso, os operadores não precisam ficar de pé e assistir a máquina fresar ou girar peças, liberando-os para cuidar de várias máquinas. Além disso, essa estratégia evita que operadores “experientes” ajustem o programa em tempo real, porque o tempo necessário para fazer a mudança é muitas vezes maior do que a economia de tempo potencial após a implementação da mudança. Dito isso, os operadores são incentivados a escrever as alterações de processo sugeridas diretamente no pacote de instruções do trabalho para consideração posterior pelo programador que revisará o pacote se esse trabalho específico se repetir.