Usinagem de Precisão de Plásticos de Engenharia e PCBs para a Indústria Eletrônica

Nos anos 60 e 70, Bill Devine fez turnos de serviço tanto no Vietnã quanto trabalhando na Excellon vendendo equipamentos para fabricantes de placas de circuito impresso (PCB). Em 1978, ele partiu por conta própria e fundou a QC Drilling, Inc. (agora chamada QC Precision Machining) em Alston, MA para fornecer serviços de furação e roteamento subcontratados para a então florescente indústria de PCB.

Dado seu histórico, Devine naturalmente começou com uma única máquina Excellon — e desde o início, ele estava inclinado a incorporar a tecnologia mais nova imediatamente quando lançada por seu ex-empregador. Como resultado, a QC Drilling foi virtualmente o primeiro fabricante no Mundo a usar a máquina Concept IV da Excellon e controlador CNC VII. Em uma indústria onde velocidade e eficiência podem fazer ou quebrar você, Devine viu nova tecnologia como sua vantagem competitiva.

À medida que as operações se tornaram otimizadas no chão de fábrica, Devine estava otimizando seu modelo de negócios de volta no escritório. Ele notou que as margens em trabalhos de peças de plástico que entravam ocasionalmente eram 5 vezes maiores que as margens nos trabalhos de PCB que rodavam dia sim, dia não. Em meio a um mercado de PCB cada vez mais competitivo, a QC Drilling transferiria seu foco para pequenas peças planas de plástico exigidas por muitos dos mesmos clientes para quem eles rodavam PCBs.

Na década de 90, o sucesso desta migração para fabricação de peças plásticas resultou na necessidade de uma nova instalação e a QC Drilling mudou para Salem, NH onde construíram um prédio de 930 m². No final dos anos 90, o filho de Bill, Shawn Devine, assumiu o comando do negócio com uma visão semelhante de tecnologia voltada para o futuro como vantagem competitiva. Logo, operadores estavam armados com leitores de código de barras para rastrear trabalhos à medida que passavam pelo processo de produção e a gestão empunhava PDAs portáteis para monitorar o progresso do escritório ou até mesmo na estrada. Com esta visão em tempo real da produção e um sistema de gestão de estoque, a QC Drilling cumpre sua promessa de velocidade e serviço.

"Posso ligar para um cliente em Nova York, fazer eles enviarem um desenho para meu telefone em um minuto e enviar uma cotação de volta alguns minutos depois baseada tanto em estoque quanto em carga de trabalho. Essa agilidade nos ganha negócios e, em muitos casos, produzimos as peças deles no mesmo dia." – Jeff Murray, Gerente de Vendas

Shawn Devine, Presidente da QC Drilling, viu a implementação desta tecnologia de rastreamento e gestão como a melhor maneira de abordar outra mudança em seu foco corporativo — de trabalhos de alto volume para projetos de baixo volume e alta mistura. "Olha, se um fabricante pode esperar cinco semanas por uma peça, eles a enviarão para uma instalação de baixa mão de obra na Ásia ou México. Mas, se o tempo é crítico, o trabalho tem que ser mantido regional... então tudo que fazemos tem que trabalhar em direção a um objetivo comum de velocidade e eficiência."

De acordo com essa metodologia, Shawn Devine logo se viu buscando equipamento para o chão de fábrica que pudesse igualar a eficiência e agilidade que ele alcançou com a tecnologia de back-office — e que se integrasse com ela. No outono de 2005, a QC Drilling comprou um centro de usinagem de alta velocidade Datron para abordar os trabalhos de 3 eixos e projetos de usinagem de metal que eles tinham sido "sem licitação" devido à falta de capacidade. Agora, P&D de peças pequenas e fabricação de baixo volume podiam ser realizados em uma única máquina. Projetada exclusivamente para ferramentas pequenas, máquinas Datron fresam, furam e gravam. Capacidades de sondagem 3D geram precisão e controle de qualidade enquanto gerenciamento automático de ferramentas, um fuso de 60.000 RPM e um sistema de refrigerante de névoa de spray coletivamente entregam velocidade e acabamentos superficiais inigualáveis.

Além disso, o software de controle da DATRON permitiu que a QC Drilling integrasse rapidamente esta nova máquina. "Ao contrário de máquinas mais antigas que requerem um computador separado para inserir nosso rastreamento de trabalho, a Datron tem um PC padrão com portas USB onde o leitor de código de barras pode ser conectado... o que a colocou online imediatamente no dia um" – Mark Bailey, Gerente Geral.

Em breve, a máquina DATRON estava lotada de trabalho, rodando dois turnos por dia atendidos e um turno sem supervisão. Trabalhos típicos variam de metal a uma variedade de plásticos, mas todos são volumes relativamente pequenos de peças pequenas. Muitas dessas peças são fresadas a partir de folhas de material plano e a QC Drilling empregou a tecnologia VacuMate™ da Datron como seu método preferido de fixação.

O VacuMate da DATRON é projetado para fixar rápida e eficientemente peças de trabalho planas na mesa de um sistema de usinagem. Estoque fino, que só podia ser fixado com grande dificuldade antes, agora é fixado literalmente em segundos — incluindo folhas de plástico finas como 0,025 mm (0,001"), ou chapas de alumínio grossas até 6,35 mm (0,250"). Esta mesa a vácuo apresenta portas otimizadas para fluxo de ar, com câmaras recuadas, para fornecer distribuição superior de vácuo. Um substrato permeável a gás de baixo custo serve como difusor de vácuo sacrificial, permitindo que o cortador usine através da peça de trabalho, sem cortar a mesa.

Como as máquinas DATRON são feitas especificamente para micro-usinagem de alta velocidade, o fuso produz menos força, o que significa que um vácuo pode ser usado para segurar fixação e blanks — algo não possível com um CNC convencional. Inserções de centralização na parte inferior de cada segmento registram com cavidades cônicas (fresadas pela própria máquina) na superfície da mesa de usinagem. Isso resulta em um sistema "boss-in-cavity" (pino em cavidade) que garante repetibilidade de localização. Este sistema "boss-in-cavity" combinado com o grande envelope de trabalho de 1016 x 686 mm (40" x 27") na máquina DATRON permite múltiplas configurações para projetos frequentes ou tipos de trabalho e fornece agilidade para se ajustar a trabalhos que chegam. Então, se a QC Drilling está no meio de um lote e um projeto de urgência inesperado chega, eles apenas removem um dispositivo e o substituem pelo novo trabalho. Quando o trabalho de urgência está completo, eles retornam o primeiro dispositivo ao seu lugar e continuam onde pararam.

Shawn Devine diz: "A capacidade de se adaptar rapidamente a necessidades mutáveis é a essência da agilidade... e agilidade é exatamente a coisa que dá à QC Drilling a vantagem competitiva."

A importância da QC Drilling como estudo de caso é que, em vez de ansiar pelos dias de grandes produções em série, eles abraçaram pequenas séries como um modelo de negócios viável e lucrativo — e adotaram nova tecnologia para se adequar ao papel. "Não somos pagos para fazer cotações, então temos um sistema para licitar rapidamente e com precisão em trabalhos, trazê-los para dentro e terminá-los. Somos estruturados para isso... e nos saímos bem com eles" diz Devine.

De fato, a QC Drilling está tão além da mentalidade de grandes séries que nem piscam quando as peças que eles aperfeiçoam são então levadas para a Ásia para produção em massa. Essas mudanças permitem que eles passem para o próximo projeto alinhado atrás de suas máquinas... e não parece haver fim à vista.

"Isso se encaixa no nosso modelo de negócios. O equipamento DATRON está reservado mesmo que não tenhamos arranhado a superfície em termos do que ele pode fazer. É tecnologia robusta e as possibilidades são ilimitadas... e isso significa que o potencial de lucro também é" – Shawn Devine, Presidente da QC Drilling