BUCHER Emhart Glass fjerner flaskehalsen ved afstikning

Selv om marginalt hurtigere værktøjer var blevet tilgængelige, var David Turk og BUCHER Emhart Glass tilbageholdende med at skifte fra deres gennemprøvede og trygge afstikningsværktøj. Men et nyt produkt der tredoblede deres produktivitet gjorde til sidst udslaget.

Glasbeholdere og flasker er så udbredte, at de fleste mennesker har brugt beholdere, der er formet og inspiceret på en BUCHER Emhart-glasmaskine. Bucher Emhart Glass, der har leveret glasbeholdere af høj kvalitet i mere end et århundrede, udviklede standard-Individual Section (IS)-maskinen, der nu er den mest udbredte formningsenhed til glasbeholdere, der foretrækkes af glasproducenter over hele verden. Denne maskine har et batteri af fem til tyve identiske sektioner, der hver indeholder et komplet sæt mekanismer til fremstilling af glasbeholdere i forskellige størrelser – de fleste beregnet til medicinalindustrien, videnskaben eller føde- og drikkevareindustrien.

Ved glasproduktion er inspektion og fejlanalyse et afgørende punkt. For at sikre at Bucher Emhart Glass kunne fortsætte med at levere glasbeholdere i topkvalitet, købte de Powers Manufacturing i Elmira, N.Y i 1982. Powers Manufacturing var en virksomhed, der havde opbygget et internationalt ry som leverandør af cold end-inspektionsudstyr af høj kvalitet.

Elmira N.Y.-afdelingen af BUCHER Emhart Glass designer, bearbejder, samler og afsender i dag stadig komplekse inspektionsmaskiner. Elmira-fabrikken har cirka 140 ansatte, med et maskinværksted og et montageværksted under samme tag. Maskinværkstedets andel af fabrikken dækker omtrent 12.000 kvadratfod, med 25 ansatte der arbejder i to skift.

Værkstedet er udstyret med syv vertikale maskiner, to horisontale, tre 3-aksede drejebænke og en 7-akset drejebænk. Af mærker kan nævnes en Mazak fræse- og drejemaskine, tre Hardinge-drejebænke, to Haas-maskiner, en Komo og en Bridgeport vertikal. De primære materialer er leadloy 12L14, der har tendens til at være blødere og lettere at bearbejde, og aluminiumbronze og rustfrit stål, der har tendens til at være sejere.

Arbejdsflowet i Emharts maskinværksted er kendetegnet ved mange kortvarige jobs. For at begrænse stilstandstiden kræver denne tidsplan fleksibilitet hos operatøren, da hyppige omstillinger lægger øget pres på maskinerne og værktøjerne for at køre så hurtigt som muligt. Disse kortvarige jobs kræver optimale skærehastigheder og lang værktøjslevetid for at værkstedet kan forblive produktivt.

“Vi har brugt Sandvik Coromant-værktøj siden midten af 1990´erne, mest til fræsning og drejning,” siger David Turk, MFG/CNC-ingeniør hos Emhart Glass. “Sandvik Coromant er vores dominerende leverandør af skær og værktøjsholdere. Vi har nogle få andre, men de står for sandsynligvis 80 til 85 procent af vores hårdmetal-vendeskær. Vi har et godt forhold til vores lokale værktøjsleverandør, One Time Tool, og de foreslog, at vi skulle prøve Sandvik Coromant – det gjorde vi, og vi har brugt dem lige siden.”

Selv om Turk allerede brugte Sandvik Coromant-værktøjer til andre operationer, var han ikke overbevist om, at han skulle lave om på den aktuelle operation med afstikning af komponenter på en drejebænk. Mens han holdt fast ved en proces og et produkt, som han har brugt i mange år, holdt han udkig efter produkter, der tilbød en markant forbedring, men intet af det han testede, var så meget bedre. Afstikning er en ikke-sjældent anvendt operation hos Emhart. Den skal bruges til adskillige komponenter.

“Da afstikning ofte er det sidste trin i bearbejdningsprocessen, er det et afgørende trin.”

Da afstikning ofte er det sidste trin i bearbejdningsprocessen, er det et afgørende trin. Mellem maskinopspændinger, programmering og den tid der allerede er brugt på at producere spåner, har operatører og maskiner investeret en hel del i bearbejdning af komponenten på det tidspunkt, hvor afstikning overvejes. Komponenter er allerede blevet drejet, har fået drejet gevind, blevet boret, fået stukket spor og er blevet sletbearbejdet forud for afstikningen. At kassere en komponent efter en sådan investering i tid og maskinkapacitet er simpelthen ikke en mulighed på dette tidspunkt. Turk og andre hos Emhart ville holde sig til den proces, som de mente var den sikreste måde at gøre det på, medmindre der var noget der kunne ændre deres produktivitetsniveau radikalt.

Beslutning om et skift

“Vi havde prøvet forskellige skær, forskellige leverandører, og endda nogle skær fra Sandvik Coromant, men vi så bare ikke tilstrækkelige resultater til at beslutte eventuelle ændringer,” siger Turk. “Fordi vi udfører mange kortvarige jobs og der allerede er en masse opspænding og ændringer af programmering, ønskede vi at se noget, hvor vi kunne få meget værdi for pengene, når vi foretog skiftet. I årenes løb oplevede vi nogle marginale stigninger i hastighed og effektivitet med andre skær og værktøjer, men ikke nok til at få os til at foretage en ændring."

Men selv om Turk ikke var blevet tilstrækkeligt overbevist af et andet afstikningsværktøj på markedet, bad operatøren Tom Waite ham i efteråret 2013 igen om at holde udkig efter nye værktøjer til afstikningsoperationen. I mellemtiden havde Jim Pappas, salgsingeniør hos Sandvik Coromant, afsluttet sin træning i virksomhedens nye CoroCut QD af- og sporstikningsværktøj. Timingen var perfekt til at Pappas ringede til Turk.

“Vi talte om nye produktfrigivelser og kom til af- og sporstikningsværktøjet, hvor jeg nævnte Toms ønske om den slags værktøjer, og der gik et lys op for os begge,” siger Turk. “Jim kom ind på værkstedet med CoroCut QD, gav os parametrene, fik et stort stykke fra lager og begyndte at teste. Vi blev lige med det samme imponeret af den måde, hvorpå spånerne kom flyvende ud - det var forbløffende."

Omgående forbedringer

Fra den første dag fik Turk de resultater, han havde ledt efter i sine afstikningsaplikationer. Med CoroCut QD tredoblede han mængden af spåner pr. omgang og tredoblede SFM. Materialet bevægede sig så hurtigt, at de faktisk var nødt til at træde lidt på bremsen og reducere spindelhastigheden for at optimere værktøjslevetiden, som ifølge Turk også har været bemærkelsesværdig.

“Vi havde sandsynligvis brugt omkring fem skær pr. uge tidligere; nu er vi nede på cirka et skær pr. uge,” siger Turk. “Med hensyn til hastighed kørte vi oprindeligt med en SFM på omkring 220 pr. minut, dvs. 0,002 tomme pr. omdrejning, nu kører vi med en SFM på 600 og .007 tomme pr. omdrejning, så der er tale om en dramatisk forøgelse.”

Flytning af mere materiale svarer direkte til at få produceret flere komponenter. Timing afhænger altid af diameteren på den drejede komponent, men for et stykke med et materialetillæg på 3 tommer, er Waite and Turk gået fra en afstikningstid på 20 sek. til omkring 6-8 sekunder pr. afstikning. Ved at regne med en konservativ margin på 10 sek. pr. komponent (som følge af ændringer i diameteren), siger Turks hurtige hovedregning, at CoroCut QD sandsynligvis sparer 15 minutter pr. skift, hvilket svarer til en halv time pr. dag. Hvis tallet omsættes til et helt år, er det 125 timer sparet.

Men alverdens hastighed ville være nytteløs uden nøjagtighed. Sikkerhed for repeterbare lige snit er lige så vigtig.

“Snittets kvalitet er i orden plus at det er fint og lige.”

“Snittets kvalitet er i orden plus at det er fint og lige. Når du afstikker, kan du nogle gange få en konkav eller konveks konus; maven ind eller maven ud", siger Turk. “Vi brugte ein indikator, et måleinstrument designet til at tjekke konusen for at sikre, at bladet kørte vinkelret på komponentens overflade. Når først vi var kalibreret, så kørte det.”

Alle de vigtigste tests viste dramatiske forbedringer mht. produktivitet, samtidig med at den højeste grad af nøjagtighed blev fasthold, og det imponerede Turk. Men som maskinoperatør skulle Waite også overbevises. Det afgørende her skete i forbindelse med en operation, hvor drejebænkens revolverkonfiguration krævede kørsel med CoroCut QD´s højre side opad i stedet for vendt på hovedet.

“Den gængse protokol for drejemaskiner siger, at værktøjet skal vende ind mod skærefladen på hovedet, så tyngdekraften kan hjælpe med at fjerne spånerne. Uden hjælp fra tyngdekraften kan spånerne blive klemt i relativt snævre af- og sporstikningsapplikationer, der kan være på 3/16 tomme (eller 5 mm); det er et smalt spor vi har at fjerne spånerne fra", siger Turk. "Tom var hurtig til at nævne, hvor imponeret han var af den måde, hvorpå kølevæsken tvinger spånerne ud af sporet - selv når man skærer med højre side opad".

I henhold til Turk hjælper den indvendige kølevæske, der strømmer gennem værktøjet for at transportere en stabil strøm frem til skærkanten, både på værktøjets levetid og spånafgangen. Den tidligere afstikningsfræser var baseret på et eksternt kølevæskerør, der ikke leverede den samme, præcise kølevæskestrøm.

Instinktet med at holde sig til et system der fungerer, er normalt en god løsning, især hvis der ikke er noget, der fungerer bedre end den aktuelle proces. Men sommetider forhindrer det at man holder sig til en gennemprøvet og pålidelig proces, værkstederne i at høre om nye løsninger, der kunne give dem et kæmpestort, teknisk spring fremad. Turk og Waite er gode eksempler på ingeniører og operatører, der var tålmodige nok til at vente på det rigtige produkt på det rigtige tidspunkt, og erfarne nok til at foretage en ændring, da de opdagede det næste store fremskridt til afstikningsapplikationer.