Como a Integração Vertical Acelera a Manufatura e Entrega

As capacidades de manufatura internas da Innovative Controls permitem que ela projete, monte e envie montagens — como estes bezels de medidor para caminhões de bombeiros — mais rápido do que terceirizar essas capacidades.

Os esforços da Innovative Controls para se tornar verticalmente integrada com suas capacidades de manufatura começaram com serigrafia digital, mas criar sua própria oficina de máquinas — que inclui um torno tipo suíço CNC — logo seguiu.

Após trabalhar em vendas industriais por vários anos, Mike Michna, presidente da Innovative Controls, buscou outras avenidas para criar uma empresa oferecendo um nicho de manufatura. No final dos anos 80, ele reconheceu que os painéis de bomba em caminhões de bombeiros não eram amigáveis ao usuário em termos de função ou layout para bombeadores controlarem e operarem eficientemente em uma cena estressante de incêndio.

A empresa de Pittsburgh, Pensilvânia — que agora ocupa várias baias dentro de uma enorme instalação antiga de manufatura de turbinas Westinghouse — desde então cresceu para se tornar a líder de mercado em controle de painel de bomba, diagnóstico e produtos de identificação para OEMs de aparelhos de incêndio. Ela projeta, fabrica e distribui dispositivos, incluindo monitores de nível de tanque, conjuntos de controle de válvula, medidores de pressão, bezels de identificação de produto, bezels de mensagem de segurança, gráficos associados e produtos de encanamento para aqueles veículos. A Innovative Controls também oferece serviços de manufatura por contrato para outras indústrias, como médica.

O objetivo da empresa como fabricante por contrato é assumir negócios apenas se for para fornecer montagens, como este módulo de ar médico.

Michna diz que o objetivo não é fornecer peças individuais aos clientes, mas sim montagens completas. Ter virtualmente todas as capacidades de usinagem e manufatura requisitadas internamente (a empresa ainda terceiriza fundição sob pressão e moldagem por injeção) permitiu à empresa fabricar aquelas montagens mais custo-efetivamente e em qualidade mais alta enquanto sendo capaz de responder mais rápido às necessidades dos clientes, pois tem controle sobre todos aqueles processos.

Começando com Serigrafia

A Innovative Controls é talvez a operação mais capaz que visitei em termos de suas capacidades de manufatura internas, embora moldagem por injeção de alto volume e fundição sob pressão para componentes como bezels personalizados com rebaixos para codificação de cores e identificação sejam terceirizadas. Michna diz que a empresa adotou uma abordagem "vamos descobrir" para adicionar nova tecnologia, apoiando-se em especialistas da indústria ao longo do caminho. A serigrafia digital foi a tecnologia inicial que buscou descobrir.

A serigrafia digital foi a primeira capacidade que a Innovative Controls trouxe internamente.

Michna nota que componentes iniciais de painel de bomba usavam plástico de baixa qualidade e tinta ou etiquetas de vinil para identificação de componentes e instruções que desbotavam ou descascavam com o tempo. Ele encontrou que policarbonatos usados em bombas de gasolina eram mais resistentes a luz UV e oferecem vida mais longa. A empresa inicialmente usou tecnologia de serigrafia convencional (pense em rodo) para colorir e codificar etiquetas uma por vez. Então trouxe equipamento de serigrafia digital para imprimir em volumes maiores com mais flexibilidade. O truque foi aprender como fazer a tinta aderir ao material de policarbonato. Para fazer isso efetivamente requer controle preciso de umidade e eletricidade estática na sala em que as (agora duas) máquinas de serigrafia digital estão localizadas. Ter esta capacidade internamente permite à empresa projetar, imprimir e enviar etiquetas em 24 horas.

A empresa desde então adicionou uma riqueza de outros processos. Isso inclui corte com faca CNC e roteamento de painel; polydoming; montagem automatizada de placa de circuito; e montagem mecânica e elétrica. A peça mais recente de equipamento é uma prensa de punção Trumpf TruPunch, que foi adicionada com o objetivo de criar uma oficina completa de fabricação e pintura para componentes de chapa como gabinetes.

O maquinista Matthew Resnick conseguiu colocar este torno tipo suíço para funcionar novamente. Seu primeiro trabalho de produção foi uma corrida de 500.000 peças para um componente médico.

Mas usinagem CNC também é uma capacidade chave que a empresa continua a crescer, que anteriormente terceirizava. Por exemplo, anos atrás, usou um fornecedor em Minnesota para usinar um pequeno componente médico chamado barb para uma montagem. Embora o preço do fornecedor fosse bom, não era tão competitivo quanto Michna gostaria. Como resultado, a Innovative Controls entrou de cabeça, comprando um torno tipo suíço Tsugami S206 com alimentador de barra, sua primeira máquina-ferramenta CNC. Não tendo maquinistas na equipe, a empresa inicialmente contratou um subcontratado para rodar trabalhos naquela máquina de vez em quando. Michna admite que a empresa não entendia realmente bem a usinagem tipo suíço, e inicialmente não alavancava as capacidades que tal plataforma oferece, especialmente para produção de alto volume.

Portanto, no início de 2020, a Innovative Controls contratou o maquinista Matthew Resnick para estabelecer uma oficina de máquinas interna mais formal. Resnick sugeriu adicionar um torno chucker CNC e um pequeno VMC, que a empresa de fato já tinha pedido. Eram também modelos Tsugami: um torno MQBSY-II com alimentador de barra FMB e fresadora de alta velocidade VA2 (a empresa desde então adicionou uma segunda VA2).

O torno chucker principalmente usina uma família de extrusões usadas para criar alavancas de empurrar/puxar.

Enquanto aguardava a entrega daquele equipamento, Resnick teve alguns meses para colocar o tipo suíço para funcionar novamente. Ele diz que a máquina basicamente requeria uma boa limpeza, e ele começou a aprender Abile, o software de programação CAM gratuito que a Tsugami oferece para seus tornos tipo suíço. A Innovative Controls também adicionou um sistema de supressão de incêndio Firetrace à máquina para fornecer a confiança para rodá-la sem luzes. Ao longo de um período de três meses, a máquina foi capaz de completar uma corrida de produção de 500.000 peças para o componente médico com apenas alguns pequenos ajustes necessários, nota Resnick. O tempo de ciclo original era 14 segundos por peça usando três ferramentas, mas ele reduziu isso para 9 segundos substituindo duas ferramentas por uma ferramenta de forma personalizada que também criou cavacos mais gerenciáveis.

Tempo de ciclo para estes componentes médicos produzidos no tipo suíço foram reduzidos de 14 segundos para 9 segundos por peça após substituir duas ferramentas por uma ferramenta de forma personalizada.

O chucker é principalmente usado para rodar uma família de hastes de extrusão de alumínio de vários comprimentos que são montadas para criar alavancas de empurrar/puxar usadas em painéis de bomba de caminhões de bombeiros. Um robô colaborativo da Universal Robots (integrado pela ProCobots) foi recentemente adicionado para permitir longos trechos de operação desatendida. Como mostrado no vídeo abaixo, peças completadas são empurradas através do contra-fuso para o cobot pegar e transferir para bandejas. Uma vez que uma bandeja está cheia de peças completadas, o cobot a cobre com uma bandeja vazia que então começará a carregar. Pilhas de bandejas podem então ser facilmente encaixotadas e enviadas para anodização.

Os VMCs VA2 são usados para criar uma variedade de peças, incluindo placas para uma montagem médica e moldes que a empresa usa para encapsular eletrônicos para proteger contra vibração e umidade. Estas máquinas apresentam fusos de 35.000 rpm, placas de fixação de troca rápida da Saunders Machine Works, sondas de toque Renishaw e detectores de quebra de ferramenta Metrol que também podem medir ferramentas. Sendo que Resnick roda a oficina de máquinas por conta própria, estes tipos de dispositivos tornam fácil para outra pessoa rodar um trabalho se ele não estiver disponível.

A Innovative Controls faz uso máximo do envelope de trabalho disponível de suas fresadoras de alta velocidade usando fixação de troca rápida que acelera trocas.

Um Segundo Tipo Suíço?

Similarmente, a Innovative Controls encontra valor em ter esta (por enquanto) oficina de quatro máquinas além da responsividade melhorada ao cliente. Resnick é capaz de responder mais rápido às necessidades de seus designers, bem como consultar com eles para oferecer sugestões para revisar designs, afrouxar tolerâncias, etc., para acelerar, simplificar ou reduzir o custo de usinar peças para os novos produtos da empresa.

Em termos de tecnologia de usinagem, a Innovative Controls pode adicionar um segundo tipo suíço se a demanda por peças médicas aumentar. Michna diz que embora não saiba para onde a indústria de aparelhos de incêndio está indo, aqueles veículos sempre requererão gabinetes de armazenamento, controle de bomba preciso e comunicação efetiva do sistema de bombeamento com o computador do motor. Nesse aspecto, a empresa permanece preparada para sucesso futuro naquela indústria enquanto sua competência substancial de manufatura em muitas áreas oferece potencial para crescer o negócio em muitas outras indústrias. Michna diz que a chave é nunca ficar para trás em tecnologia e ser ousado o suficiente para investir nela, aprendê-la e continuar a encontrar maneiras de ser mais eficaz usando-a.