Acelerando Entrega de Peças de Grande Escala: Estratégias para Reduzir Tempo de Resposta em Oficinas de Alto Volume

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

O Caso da Aeromet Industries

A Aeromet Industries, localizada em Griffith, Indiana, enfrenta essa situação diariamente. Seja trabalho de reparo em grande escala, uma peça grande que nunca encontrou antes ou um tambor de mandril personalizado de seu próprio projeto, quase todos os componentes que usina são diferentes. Isso frequentemente significa que não há programa CAM existente para acessar, nenhum dispositivo de fixação específico da peça para puxar de uma prateleira e nenhuma experiência de usinagem em primeira mão com uma determinada peça.

Ao longo dos anos, porém, a Aeromet implementou estratégias gerais que permitem minimizar tempo de resposta para os componentes consideráveis que usina. Isso ajudou a oficina a estabelecer um nicho bem-sucedido na usinagem de peças grandes. 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 prazos de entrega para peças usinadas de grande porte durante uma visita recente à oficina no noroeste de Indiana.

Grande desde o Início

Fred Wahlberg fundou a Aeromet em 1971 como uma oficina de trabalho que fazia peças de reposição para usinas de aço na área. Grande parte desse trabalho envolvia recondicionamento de tambores de mandril expansores de recoilers e uncoilers para linhas de processamento de aço, e a maioria desses tambores de mandril tinha designs únicos para corresponder à sua aplicação específica. A Aeromet ainda realiza esse tipo de trabalho hoje, além de trabalho diverso de oficina envolvendo componentes grandes. Com o tempo, no entanto, a oficina transformou o trabalho de reparo de tambores de mandril em uma linha de produtos. Após notar falhas de design comuns que causavam quebra prematura nos tipos de unidades que continuamente reparava, a oficina foi estimulada a criar sua própria linha de tambores de mandril personalizados. Os tambores de mandril da Aeromet são usinados em forjados de aço 4140 ou 4340 que oferecem maior durabilidade e longevidade que componentes fundidos usados em outros designs. Eles também fornecem capacidade aprimorada de fixação de chapa que finalmente leva a menos desperdício de material ao iniciar uma linha.

Uma rápida caminhada pela instalação de 25.000 pés quadrados da Aeromet revela que a oficina é voltada para trabalho de usinagem em grande escala. Tem vários guindastes variando em capacidade de 10 a 40 toneladas e um caminhão-guindaste que pode levantar 16.000 libras. Também tem uma boa seleção de grandes máquinas CNC, incluindo uma fresadora vertical Giddings and Lewis que pode acomodar peças medindo até 72 polegadas de diâmetro e 84 polegadas de altura. Sua fresadora horizontal Union PC-150 oferece percursos X-Y-Z de 396 por 138 por 30 polegadas além de 29 polegadas de extensão do eixo W e mesa rotativa de contorno de 79 por 98 polegadas. A compra de máquina mais recente da oficina, no entanto, também é a maior: um torno Ryazan RT317 comprado através da Shamrock Machinery em Houston, Texas. Instalado em 2009 sobre uma fundação de 5 pés de profundidade, este torno CNC tem giro de 67 polegadas e pode acomodar peças de até 433 polegadas de comprimento. É equipado com motor opcional de 120 hp, acessório de barra de alargamento e mandril de 1,5 metro. O enorme torno, que substituiu uma unidade menor, permite que a oficina crie tambores de mandril maiores e busque trabalho de torneamento de diâmetro maior.

Estratégias para Minimizar Tempo de Resposta

Claro que há mais no sucesso na usinagem desses tipos de peças do que ter equipamentos com capacidade suficiente. Aqui estão algumas das maneiras pelas quais a Aeromet minimiza tempo de resposta para componentes usinados de grande porte:

• Coleta e entrega de peças. Às vezes, esforços de resposta rápida começam com o que está estacionado do lado de fora da instalação. A Aeromet mantém e opera uma frota de caminhões exclusivamente para o benefício de clientes que dependem da oficina para mover suas peças rapidamente, com segurança e eficiência. Resposta rápida é crítica para os clientes da Aeromet, especialmente em trabalho de reparo. Períodos prolongados de inatividade para reparar componentes de linha de processamento podem levar a perdas significativas para o cliente. De fato, nas raras ocasiões em que a Aeromet está fechada (geralmente funciona 24/7), chamadas de emergência são encaminhadas diretamente ao Sr. Wahlberg para que ele possa despachar imediatamente um motorista para coletar componentes danificados.
• Planejamento antecipado. Alguns clientes da Aeromet têm paradas planejadas para reparos ou atualizações nos próprios tambores de mandril da Aeromet. Para minimizar inatividade da linha, a Aeromet pode pré-usinar alguns elementos dos tambores de mandril antes de receber todos os componentes de acoplamento. Isso minimiza a quantidade total de tempo de usinagem necessária enquanto a linha está parada para reparo. A oficina então traz o equipamento de acoplamento do cliente quando a linha para; mede dimensões adequadas de engrenagens e mancais; finaliza a usinagem do tambor de mandril conforme essas medidas; e então monta e entrega o conjunto reparado.
• Programação eficaz e folhas de trabalho. A oficina usa Mastercam da CNC Software desde o final dos anos 1980, e atualmente tem a versão mais recente do software de programação, "X5". Uma vez que um pedido é finalizado, um dos três programadores CAM da oficina recebe um modelo sólido do departamento de engenharia ou diretamente do cliente e começa a desenvolver o programa, bem como instruções de folha de configuração para funcionários do chão de fábrica. Os pacotes de instruções são codificados por cores, para que os funcionários possam escanear e identificar rapidamente as seções do pacote relevantes para eles. As imagens CAD da peça e fixação, bem como fotos reais (quando disponíveis) incluídas nas instruções também ajudam esses funcionários menos experientes a visualizar melhor o trabalho.
• Pré-ajuste de ferramentas. A Aeromet começou a usar um pré-ajustador de ferramentas há 10 anos para que as ferramentas pudessem ser instaladas e medidas em seus porta-ferramentas antes das trocas de máquina. Após o pré-ajuste, etiquetas são colocadas nas ferramentas listando suas dimensões X e Z além da localização do bolso de ferramenta na máquina. Este último é realmente a informação chave para a pessoa de configuração, no entanto, porque offsets de ferramenta são enviados via Ethernet diretamente para o controle da máquina. A oficina recentemente encomendou um novo pré-ajustador da Zoller para substituir seu modelo mais antigo.
• Minimizando tempos de ciclo. A abordagem atual da Aeromet para usinar peças grandes é diferente de anos anteriores. Isso foi impulsionado em parte por avanços em tecnologia de ferramentas de corte. Usando principalmente cortadores da Dapra, que a oficina diz fornecer aresta de corte robusta, a Aeromet mudou de cortes pesados em taxas de avanço relativamente baixas para cortes mais leves em taxas de avanço muito mais rápidas. Isso finalmente resultou em taxas de remoção de metal mais altas. Seu processo também envolve uso de chave de torque para pressão de assentamento de insertos consistente e troca de parafusos de inserto após cada oito trocas de inserto.
• Estudando e melhorando processos. A Aeromet aproveita o conhecimento de toda sua força de trabalho para eliminar desperdício de suas operações e processos. Isso é facilitado por reuniões semanais de equipe frequentadas por todos que contribuíram para trabalhos recentemente concluídos. Operadores, programadores, engenheiros de design, pessoal de inspeção e outros revisam todos os passos envolvidos na produção de uma peça para identificar instâncias em que o tempo orçado para passos específicos foi excedido. A oficina até gravou em vídeo passos específicos. Isso não é feito como esforço de fiscalização, mas como tentativa de revelar onde determinados passos do processo podem ser simplificados. Quadros de sombra para armazenamento e recuperação eficiente de ferramentas, enfileiramento de material para trabalhos futuros, e pré-ajuste de ferramentas de corte são todos resultados de tais reuniões de melhoria contínua.

Cultivando Talentos

Encontrar os funcionários certos do chão de fábrica também é chave para o sucesso de uma oficina como a Aeromet. No entanto, a Aeromet não tanto encontra funcionários quanto os cultiva. A oficina continua o programa de aprendizagem do ensino médio que começou em 1977. De fato, a maioria das pessoas atualmente empregadas lá se formou nesse programa. O programa é executado através do Valparaiso Area Apprenticeship Advisory Council, do qual o Sr. Wahlberg é membro do conselho consultivo. No programa de aprendizagem de quatro anos, os alunos progridem de aprender habilidades básicas de usinagem a programação e outros deveres avançados de oficina. A oficina comumente tem pelo menos alguns aprendizes no chão de fábrica, o que resulta em uma boa mistura de posições de trabalho junior, intermediário e sênior. Nem todo aprendiz dá certo, mas o lado negativo de não desenvolver seu próprio talento supera o risco de perder um desses candidatos.

Operadores Operam, Programadores Programam

Na Aeromet, operadores executam as máquinas-ferramenta mas não as programam. Há uma boa razão para isso, como o Sr. Wahlberg explica. Quando a oficina começou a integrar máquinas CNC muitos anos atrás, operadores foram treinados para realizar programação no chão de fábrica na máquina. Agora, um programa CAM é criado para cada trabalho que passa pela oficina. Os programadores CAM também criam pacotes de instruções que explicam claramente como cada trabalho deve ser configurado e executado. Ferramentas são pré-ajustadas, etiquetadas e colocadas em um carrinho para o operador também. Isso permite que operadores com experiência modesta executem a maioria dos trabalhos na oficina. Além disso, se surge um problema, o processo é considerado em falta, não o operador. Sabendo disso, operadores não precisam ficar parados vendo a máquina fresar ou torneamento peças, libertando-os para cuidar de múltiplas máquinas. Adicionalmente, esta estratégia previne operadores "experientes" de ajustar o programa on-the-fly, porque o tempo necessário para fazer a mudança é frequentemente maior que a economia de tempo potencial após implementar a mudança. Dito isso, operadores são encorajados a escrever mudanças de processo sugeridas diretamente no pacote de instruções do trabalho para consideração posterior pelo programador que revisará o pacote se aquele trabalho particular acontecer de se repetir.