Esplorando nuovi territori

“Se è rotto, portalo da noi.” Questo è il motto di Roy Parker, presidente e titolare della Jones Welding Company Inc. di Mobile, Alabama. Questa officina meccanica nata nel 1911 è famosa per essere in grado di riparare praticamente tutto, e non c'è da stupirsi: con i suoi 11 torni e centri di lavoro CNC Mazak CNC (molti adatti a lavorazioni su 5 assi o multitask), a cui si aggiungono corredi completi di frese a creatore e dentatrici stozzatrici e un bel gruppo di tecnici specializzati, Jones Welding (JWC) può gestire quasi tutto ciò che entra nei suoi capannoni.

David Dearing, tecnico Jones esperto in trasmissioni di potenza, dice: “Siamo molto versatili. Abbiamo sempre cercato di essere un'officina meccanica che produce tutto, da pezzi con tolleranze strette che stanno in una mano a colossi di oltre 10 tonnellate. Oggi forniamo assistenza praticamente a tutti i settori a cui vendiamo un prodotto o servizio.” Nonostante l'eccezionale capacità di produzione delle macchine a CNC dell'azienda, Dearing sottolinea che JWC non è una officina di produzione per conto terzi su vasta scala, ma si è specializzata in lavori in piccole serie con tempi di produzione rapidi. “Per noi una commessa di 50 pezzi è già un grosso lavoro.”

Molti di questi ordini si riferiscono a ingranaggi. Le macchine di JWC le permettono di lavorare ingranaggi di diametro compreso tra mezzo pollice e 88 pollici. Il problema, spiega Dearing, è l'attrezzamento per tutti questi tipi diversi di ingranaggi. “Ogni profilo di ingranaggio richiede un creatore diverso, questi creatori costano qualche centinaio di dollari l'uno, per cui il totale diventa pesante.”

Spesso JWC si trova a investire in creatori che magari non verranno mai più riutilizzati, un costo che è difficile ricaricare sul cliente.

Il presidente di JWC è un grande sostenitore del miglioramento continuo. “Noi puntiamo ad alzare continuamente l'asticella, aumentando l'efficienza e la produttività in tutti i modi possibili”, dichiara Parker.” In base a questo approccio, l'azienda ha cominciato a produrre ingranaggi mediante fresatura sul suo centro di lavoro verticale a 5 assi, utilizzando frese a candela in metallo duro per eseguire interpolazioni sulla forma dei denti. “Sgrossavamo la scanalatura, poi passavamo a una fresa a candela con testa sferica per eseguire operazioni di profilatura. Ma per ottenere pezzi di qualità accettabile e una finitura superficiale soddisfacente dovevamo procedere per step molto piccoli, come si fa nelle lavorazioni 3D delle cavità degli stampi, una soluzione che allunga tantissimo i tempi di produzione.”

Nonostante i lunghi tempi ciclo, questa era comunque l'alternativa migliore per certi lavori, per evitare di acquistare un creatore costoso che sarebbe stato utilizzato una volta sola. Parker era convinto che ci dovesse essere una soluzione migliore. E aveva ragione. “Abbiamo scoperto InvoMilling all'IMTS e poi l'abbiamo rivista alla Gear Expo di Detroit. Ci siamo subito resi conto che era la soluzione che ci avrebbe permesso di ridurre drasticamente la nostra scorta di utensili e di diminuire i tempi persi in attesa della consegna dei creatori.” Purtroppo InvoMilling all'epoca era disponibile solo su macchine DMG/Mori, per cui per adottare il sistema di attrezzamento modulare avremmo dovuto cambiare macchine e controlli.

Così, quando ha ricevuto l'invito per l'open house Discover 2013 di Mazak, Parker è salito su un aereo con i suoi collaboratori per raggiungere il Kentucky. Tutti sono stati molto stupiti da ciò che hanno visto una volta arrivati sul posto. Mazak e Sandvik Coromant avevano da poco stipulato un contratto di licenza per InvoMilling.

Prima di lasciare l'evento, Parker aveva già concluso l'acquisto del sistema InvoMilling e di una sfavillante Mazak Integrex CNC Multi-task i-630V da utilizzare in abbinamento.

“In questi ultimi anni, la nostra produzione di ingranaggi con macchine a CNC è migliorata molto, per cui abbiamo ritenuto che valesse la pena fare un salto in quella direzione.” Ma il fattore che ha convinto Parker è la capacità di InvoMill di lavorare la gamma completa di ingranaggi cilindrici ed elicoidali, dal modulo 1 al modulo 12 con soli tre corpi fresa. Inoltre, utilizzando una fresa con inserti in metallo duro l'azienda può lavorare con velocità di rotazione mandrino da tre a quattro volte superiori rispetto ai creatori in HSS che utilizzava in passato, riuscendo peraltro a eseguire tagli più pesanti. “Sapevamo che con la combinazione di InvoMilling e Integrex avremmo ottenuto ingranaggi di qualità superiore con tempi ciclo più brevi.”

La nuova Integrex è arrivata poco dopo il rientro di Parker e dei suoi collaboratori a Mobile, così si sono subito messi al lavoro. Al loro fianco c'era Mark Briel, application engineer Sandvik. Abbiamo aiutato JWC durante il setup iniziale e la programmazione del primo lavoro sulla Integrex: la sostituzione di un ingranaggio a denti cilindrici in acciaio 1045 per uno del sistema dei carroponte del porto. Questo pezzo aveva dimensioni finite di 18.9" di diametro × 5.5" di larghezza, per cui c'era molto metallo da asportare a partire dal semilavorato: un bel collaudo sia per la macchina che per le frese.

Briel ha consigliato di usare l'inserto in metallo duro in qualità 1030 con rivestimento PVD di Sandvik, particolarmente adatto alle applicazioni di fresatura. “Trattandosi di un modulo così grande, per eseguire la sgrossatura e abbozzare la forma dell'ingranaggio abbiamo utilizzato una delle nostre 331 frese per l'esecuzione di cave. Abbiamo eseguito una passata diretta nel centro e un'altra su ciascuno dei fianchi. Una volta asportata la maggior parte del materiale, è bastata una sola passata con InvoMilling per ottenere il profilo involuto completo dell'ingranaggio. Quindi non restava altro da fare che eseguire la sabbiatura e la nitrurazione, e il pezzo era pronto per essere spedito al cliente.”

Non tutti gli ingranaggi sono così semplici, spiega Briel. Alcuni clienti utilizzano InvoMilling per la sgrossatura prima del trattamento termico e la rettifica, ma si può anche scegliere di utilizzarlo per la fresatura di materiali tenaci già sottoposti a trattamento termico. “La lavorazione è principalmente determinata dalla quantità di materiale da asportare, dall'utilizzo a cui è destinato l'ingranaggio e dalla qualità AGMA richiesta.”

Parker spiega che la produzione di questo primo ingranaggio è stata una sorta di “beta testing” del processo Invomilling e che JWC in passato aveva più volte utilizzato creatori in HSS di tipo tradizionale per realizzare questo tipo specifico di ingranaggio, per cui avevano una buona base per fare dei confronti. Detto ciò, non ha potuto rivelare i tempi ciclo prima e dopo la conversione, ma ha dichiarato che “ha permesso di realizzare un ingranaggio migliore in meno tempo.”

Dearing concorda. “L'azione di taglio radiale di InvoMill consente di eseguire lavorazioni a tuffo, di fresatura e scanalatura contemporaneamente. Nulla a che vedere con le passate di profilatura avanti e indietro che bisognava eseguire con una fresa a candela. Inoltre, possiamo sfruttare una porzione molto più ampia della fresa, riducendo i costi di attrezzamento. InvoMill ci ha permesso di ottenere un aumento straordinario della produttività rispetto a una fresa a candela.”

In tutta onestà, Parker deve comunque dire che i creatori tradizionali hanno ancora dei campi di applicazione, e molti degli ingranaggi di JWC sono ancora realizzati su macchine manuali. Spesso, una volta eseguito il setup, l'operaio può anche allontanarsi per alcune ore e dimenticarsene, mentre il creatore fa il suo lavoro. Il problema, spiega Parker, è che molti dei lavori che esegue JWC sono di breve durata. “I clienti vengono da noi per farci riparare un guasto. Hanno bisogno di nuovo ingranaggio, o magari di più ingranaggi, e li vogliono subito. La maggior parte delle volte riusciamo ad accontentarli, anche se ciò significa lavorare di notte. Però è chiaro che non possiamo avere a disposizione il creatore necessario per qualsiasi lavoro, e il cliente non ha tempo di aspettare che lo ordiniamo.”

Oggi con InvoMilling, tre corpi fresa e qualche confezione di inserti riusciamo a coprire la stragrande maggioranza dei profili di ingranaggio, senza più doverci preoccupare dei tempi di consegna dei corrieri o di quanti denti potrà ancora lavorare un creatore in HSS.

“Il numero di ore di lavoro al giorno è limitato”, spiega Parker. “Il nostro obiettivo è quello di utilizzare utensili e macchine efficienti per produrre i pezzi più rapidamente, in modo da poter fare di più nel tempo a disposizione.”

Parker aggiunge che JWC ha investito nel futuro. Come per molte officine meccaniche, la produzione e il servizio clienti per loro sono una priorità. “Che si tratti di prodotti per acciaierie o per il settore della logistica, noi cerchiamo di essere sempre un passo avanti rispetto alla concorrenza. Diventando più efficienti, abbiamo anche un vantaggio sul piano economico e abbiamo il tempo per passare all'emergenza successiva. InvoMilling ci aiuta in questo. È un utensile eccezionale, così come lo è il processo.”