De Máquinas de Parafuso a CNC: A Evolução Tecnológica da Gent Machine

Os irmãos Rich (esquerda) e Adam Gent trouxeram uma riqueza de nova tecnologia CNC para a Gent Machine, uma oficina que inicialmente dependia exclusivamente de máquinas de parafuso, como este Davenport exibido em sua instalação em Cleveland.

A oficina de trabalho por contrato Gent Machine foi estabelecida em 1927, mas talvez as maiores mudanças tenham ocorrido apenas nas últimas duas décadas.

Em 2009, os irmãos Rich e Adam Gent compraram a empresa de seu pai, Richard Jr., que assumiu a propriedade nos anos 1970. O bisavô e o avô dos irmãos, Arthur e Richard Sr., respectivamente, iniciaram o negócio em South Euclid, Ohio, produzindo fusíveis de granada e pinos de percussão.

Richard Jr. administrava uma operação bem-sucedida usando algumas dezenas de máquinas Davenport Modelo B de cinco fusos e empregando até 20 pessoas. Durante o ensino médio, os irmãos trabalharam lá como operadores de máquinas. Após a faculdade, trabalharam por um tempo fora da indústria de usinagem antes de retornar ao negócio da família. Rich entrou em 2000; Adam em 2006.

A Gent Machine ainda tem quase 40 máquinas Davenport Modelo B (a maioria com gabinetes) em seu novo prédio.

Esse momento parecia ideal, pois a Gent Machine estava prosperando. Logo depois, porém, o maior cliente da oficina, que representava 65% de seus negócios, foi comprado por outra empresa que trouxe esse trabalho de usinagem para dentro de casa.

"Foram tempos difíceis", diz Rich, "mas, olhando para trás, são esses momentos que fazem você quem você é." E foi essa experiência que levou os irmãos a considerar maneiras de melhorar a eficiência e as capacidades de usinagem, enquanto diversificavam sua base de clientes para poder resistir a condições de negócios em constante mudança.

Transferência de Tecnologia

A especialidade da Gent Machine é torneamento de barras de até 2 polegadas de diâmetro em aço, aço inoxidável, alumínio, latão, cobre e titânio para indústrias, incluindo automotiva, armas de fogo, suprimentos industriais e hidráulica. A oficina ainda tem vários Davenports, bem como máquinas de parafuso Acme de seis fusos, mas desde então adicionou uma riqueza de novos equipamentos CNC em um período relativamente curto.

"Nosso pai não era realmente afeito a nova tecnologia de usinagem", explica Rich. "Não é que ele resistisse, mas ele não queria implementar processos totalmente novos enquanto se aproximava da idade de aposentadoria. Ele procurou nos ajudar com a implementação, no entanto."

A oficina tem nove tornos tipo suíço, um com tecnologia que ajuda a reduzir a chance de criar cavacos longos e fibrosos.

Em 2007, um cliente local incentivou a oficina a comprar seu primeiro torno tipo suíço CNC da Marubeni Citizen-Cincom para produzir peças que não podiam ser usinadas em seus equipamentos existentes. Adam assumiu o desafio de aprender essa nova tecnologia, construindo o departamento CNC da oficina do zero após essa compra. A Gent Machine agora tem nove tornos tipo suíço, que permitem à oficina produzir peças mais complexas em volumes menores comparados às suas máquinas de parafuso mais antigas. (Todos esses tornos tipo suíço foram comprados através do distribuidor de máquinas-ferramenta Concentric Corp., também localizada em Cleveland.)

Sua máquina mais nova apresenta a tecnologia de vibração de baixa frequência da Marubeni Citizen-Cincom, que oscila a ferramenta no eixo Z em sincronia com a rotação da barra. Às vezes, ela retira completamente a ferramenta do corte. Esses cortes de ar intencionais quebram os cavacos em pedaços consistentemente pequenos, para que possam ser prontamente expelidos, minimizando os problemas de emaranhamento de cavacos em espiral ao redor da peça ou ferramenta, conhecidos como "ninho de pássaro". Adam diz que todos os futuros tornos tipo suíço serão comprados com essa capacidade.

Mudanças adicionais foram feitas na empresa após os irmãos a comprarem de seu pai. Nesse ponto, a Gent Machine havia estabelecido uma boa mistura de clientes após passar alguns anos diversificando sua base. Parte disso foi graças ao site da empresa reformulado que Adam criou com otimização aprimorada de mecanismos de busca. Na verdade, foi assim que a Tesla conheceu a oficina, encontrando seu site e entrando em contato em 2011.

Embora a Tesla estivesse procurando um fornecedor de peças de injeção moldada, isso permitiu que a Gent Machine colocasse o pé na porta com o grande fabricante original de equipamentos (OEM) de veículos elétricos. Adam conseguiu desenvolver um bom relacionamento com um engenheiro de design da Tesla, e isso eventualmente levou a oficina a ganhar trabalho produzindo cinco peças diferentes para a Tesla.

Rich diz que isso representou um salto de fé por parte da oficina, no entanto. Por exemplo, um trabalho exigia uma compra de material de alumínio três vezes maior do que a oficina já havia feito. Além disso, a Tesla era uma startup na época, e a viabilidade de veículos elétricos ainda era incerta. Dito isso, a oficina assumiu o trabalho, que exigiu a compra de três tornos tipo suíço adicionais rodando três turnos de trabalho.

A Gent Machine agora tem duas máquinas de transferência rotativa, uma totalmente CNC e a outra hidraulicamente acionada.

Essa abordagem atendeu aos requisitos de produção da Tesla, mas talvez não fosse o ideal. Por anos, os irmãos haviam contemplado adicionar uma máquina de transferência rotativa. O momento pareceu certo depois que se mudaram para um novo prédio maior em Cleveland em 2017, que oferecia 60.000 pés quadrados de espaço no chão comparado à sua operação apertada de 22.000 pés quadrados (o que significava espaço para uma máquina de transferência rotativa) e eles também tinham uma peça que parecia ideal para esse tipo de máquina, incentivando-os a apertar o gatilho na compra de uma.

A Gent Machine comprou uma Hydromat Epic 45/16 de 16 estações através do distribuidor de máquinas-ferramenta e provedor de sistemas turnkey próximo, Motch and Eichele. A peça para a qual esta máquina foi configurada era um fixador complexo originalmente usinado nos tornos tipo suíço. A oficina conseguiu reduzir o tempo de ciclo para esta peça nos tornos tipo suíço para 38 segundos, mas a máquina de transferência rotativa podia completar as peças em apenas 7 segundos. Isso permitiu que a oficina rodasse apenas dois turnos, liberando capacidade nos tornos tipo suíço para outros trabalhos. Também permitiu que a oficina usasse ferramentas intercambiáveis em vez de ferramentas de forma, porque cada unidade de usinagem pode ser configurada para mover-se em múltiplos eixos.

A Gent Machine então adicionou sua segunda máquina de transferência rotativa: uma Hydromat Legacy 32/4-16 hidráulica. Embora o trabalho para o qual esta segunda máquina foi comprada tenha caído por terra, a oficina identificou um componente de airbag existente que vinha rodando em seus Davenports, no qual os requisitos de volume de produção estavam aumentando rapidamente.

Aqui está uma das poucas novas unidades de usinagem a serem instaladas como parte da reconfiguração da máquina de transferência rotativa CNC para um novo trabalho.

Da mesma forma, no momento da minha visita em abril, a máquina Epic estava em processo de reconfiguração para um novo trabalho — uma dobradiça de geladeira que tem tolerâncias apertadas. A oficina vinha produzindo essas dobradiças em suas máquinas de parafuso. Um problema que tinha era um processo de broqueamento para produzir duas superfícies planas. Conforme a ferramenta de broqueamento se desgastava, as dimensões nessas superfícies caíam fora da tolerância. A Epic está sendo equipada com uma unidade de usinagem de três eixos que pode fresar as superfícies planas e permitir melhor controle do processo.

Adicionando sua Primeira Fresadora

Não é incomum ver pequenas fresadoras CNC em negócios de torneamento de alta produção sendo usadas para realizar operações secundárias em peças torneadas. A Gent Machine, no entanto, comprou recentemente seu primeiro centro de usinagem vertical (VMC) — um Hwacheon Vesta 660 com mesa de 26" x 16,95" — com uma mesa rotativa de quarto eixo. Isso foi inicialmente comprado para fazer trabalho de segunda operação para componentes de ventiladores, mas oferece a possibilidade de realizar trabalho de produção.

O primeiro VMC da oficina foi comprado para fazer trabalho de segunda operação para peças de ventiladores.

Esta máquina também foi comprada através da Motch and Eichele. A oficina planejava usinar as peças do ventilador completamente em sua máquina de fuso duplo/torre duplo. No entanto, decidiu que fazia mais sentido fazer o torneamento e alguma usinagem de furos transversais nessa máquina e depois transferi-la para o VMC para furar vários outros furos transversais.

"O Vesta 600 fornece capacidades adicionais que complementam o equipamento de torneamento da nossa oficina, já que um torno geralmente só consegue usar barras redondas ou hexagonais", diz Rich. "A fresadora fornece capacidade aumentada, pois consegue segurar peças quadradas e de outras formas."

Embora a máquina tenha sido comprada para ser um centro de lucro, também permite que a oficina encontre maneiras de diminuir seus custos para fornecedores. Uma tampa para uma caixa de bateria é um bom exemplo.

Como Adam explica, a oficina produzia cerca de 15.000 dessas tampas por mês para um cliente. Cada peça precisava ser anodizada, mas não completamente — apenas o lado superior ou "tampa" da peça era anodizado. O resto tinha que permanecer brilhante. Para fazer isso, a metade inferior da peça deve ser coberta durante o processo de anodização. Para cobrir a parte roscada da peça, o anodizador parafusava centenas de peças em seu próprio dispositivo. O dispositivo impede que a metade inferior da peça seja anodizada. Ele mergulhava o dispositivo no banho de anodização, desparafusava as peças do dispositivo e enviava o dispositivo de volta para a oficina. A mão de obra para parafusar e desparafusar cada peça era cara para o anodizador, então a Gent Machine era cobrada por esse tempo. O VMC permitiu que a oficina produzisse seu próprio dispositivo. Dessa forma, ela pode instalar as peças naquele dispositivo, enviá-lo ao anodizador e depois receber o dispositivo com peças anodizadas para a oficina remover. Isso eliminou a cobrança de mão de obra do anodizador, reduzindo assim os custos gerais de produção.

Olhando para o Futuro

Hoje, a oficina tem 54 funcionários comparados a 15 em 2009. A Gent Machine também expandiu seu departamento de montagem. Além disso, sua localização atual oferece amplo espaço para mais equipamentos. Embora não seja provável que adicione ao seu departamento de Davenport, poderia adicionar outra máquina de transferência rotativa CNC em algum momento, se o trabalho certo aparecer.

Este dispositivo automatizado de medição com câmera dupla da Resec Systems pode realizar inspeção 100% em 10 tipos de peças. Mede diâmetro interno, diâmetro externo e altura automaticamente. Peças dentro da especificação são entregues via jato de ar para um recipiente. Peças fora da especificação são entregues a outro recipiente.

"Ainda somos relativamente novos no cenário de transferência rotativa", explica Rich. "Serviço é fundamental, especialmente ao entrar em novos tipos de equipamentos, que é uma razão adicional pela qual valorizamos nosso relacionamento de longa data com a Motch and Eichele, e compramos as Hydromats. Diferente de oficinas que usam tecnologia de transferência rotativa há muitos anos, não temos um inventário de unidades de usinagem que poderíamos usar para reconfigurar nossas Hydromats para novos trabalhos. Mas é nosso objetivo construir esse inventário e nos dar a velocidade e flexibilidade para converter nosso equipamento para rodar peças diferentes sempre que quisermos."