BUCHER Emhart Glass neemt de flessenhals bij het afsteken weg

Hoewel er inmiddels al wel snellere opties bestonden voor het draaien, waren David Turk en Tom Waite van BUCHER Emhart Glass terughoudend om hun door en door vertrouwde afsteekgereedschap te veranderen. Maar een nieuw product waarmee hun productiviteit verdrievoudigde haalde hen tenslotte over de streep.

Glazen vaten en flessen zijn zo'n algemeen goed, dat bijna iedereen wel eens een fles in handen heeft gehad die is gemaakt en gecontroleerd op een machine van BUCHER Emhart Glass. Bucher Emhart Glass produceert al langer dan een eeuw glazen flessen van hoge kwaliteit en ontwikkelde zelf de zogenaamde IS-machine (Individual Section). Deze is de norm in de industrie geworden en is de meest gebruikte machine voor het maken van glazen flessen in glasfabrieken over de hele wereld. Deze machine heeft een basis van vijf tot twintig identieke secties, waarvan elk een complete serie mechanismes bevat voor het maken van glazen flessen met verschillende vormen en formaten – meestal bestemd voor de wetenschap en de medische en levensmiddelenindustrie.

Kritische stappen bij de glasproductie zijn de inspectie en analyse van defecten. Om de productie van topkwaliteit glazen flessen veilig te stellen, heeft Bucher Emhart Glass in 1982 Powers Manufacturing in Elmira, N.Y overgenomen. Powers Manufacturing is een bedrijf dat een internationale reputatie heeft verworven op het gebied van "cold-end" inspectieapparatuur van hoge kwaliteit.

De Elmira N.Y.-vestiging van BUCHER Emhart Glass ontwerpt, bewerkt, assembleert en levert tot op de dag van vandaag nog steeds complexe inspectiemachines. Bij de Elmira-fabriek werken ongeveer 140 mensen, met een werkplaats en assemblageafdeling onder één dak. Het werkplaatsgedeelte van de fabriek beslaat ongeveer 1.100 vierkante meter, waar 25 medewerkers in twee ploegendiensten werken.

In de werkplaats staan zeven verticale twee horizontale bewerkingscentrums , drie 3-assige-draaibanken en een 7-assige-draaibank. Het machinepark van verschillende merken bestaat uit een Mazak-frees- en draaimachine, drie Hardinge-draaibanken, twee Haas-machines, een Komo, en een verticale Bridgeport. De meest gebruikte materialen zijn 12L14-staal, dat zachter en gemakkelijker te bewerken is, en aluminium, brons en roestvast staal, dat taaier is.

De werkzaamheden in de Emhart-werkplaats bestaan uit een groot aantal kortdurende taken. Om de stilstand te beperken, wordt een grote flexibiliteit van de operator gevraagd, omdat vanwege de veelvuldige wisselingen de machines en draaibanken zo snel mogelijk moeten draaien. Deze kortdurende taken vereisen optimale snijsnelheden en lange standtijden om de werkplaats productief te houden.

“Sinds het midden van de jaren '90 van de vorige eeuw gebruiken we gereedschappen van Sandvik Coromant, met name voor het frezen en draaien,” vertelt David Turk, MFG/CNC-engineer bij Emhart Glass. “Sandvik Coromant is onze belangrijkste leverancier van wisselplaten en gereedschapshouders. We hebben er nog een paar, maar Sandvik is goed voor misschien wel 80 of 85 procent van ons hardmetaal. We hebben een goede relatie met onze lokale gereedschapsleverancier, One Time Tool, en zij adviseerden ons om Sandvik Coromant te proberen – dat hebben we gedaan en zijn het sindsdien blijven gebruiken.”

Hoewel Turk al gereedschap van Sandvik Coromant gebruikte voor andere bewerkingen, was hij niet direct overtuigd om het afsteken van componenten op een draaibank te gaan veranderen. Terwijl hij voorlopig vasthield aan een proces en een product die hij al jaren gebruikte, keek hij ondertussen wel naar producten die een verbetering zouden vormen, maar van wat hij testte was er niets veel beter. Afsteken is geen weinig voorkomende bewerking bij Emhart. In feite is het vereist voor vele componenten.

“Afsteken is vaak de laatste stap in het bewerkingsproces, en is daarom een cruciale stap.”

Afsteken is vaak de laatste stap in het bewerkingsproces, en is daarom een cruciale stap. Tussen het instellen van de machine, het programmeren, en de tijd waarin al spanen zijn gevormd, hebben operators en machines al heel wat gedaan om het werkstuk te bewerken tot het moment dat het afsteken aan de beurt is. Voorafgaand aan het afsteken zijn de onderdelen al gedraaid, getapt, geboord, gegroefd en afgewerkt. Het afkeuren van een werkstuk na zo'n investering in tijd en machinecapaciteit is gewoon geen optie op dat moment. Daarom bleven Turk en anderen bij Emhart vasthouden aan het proces waarvan zij vonden dat het de veiligste keuze was, totdat er iets zou komen dat hun productiviteit radicaal zou kunnen veranderen.

Een gegarandeerde overstap

“We hebben verschillende wisselplaten, verschillende leveranciers, en zelfs een paar wisselplaten van Sandvik Coromant geprobeerd, maar zagen te weinig resultaten om de stap te zetten,” vertelt Turk. “Omdat we heel veel kortdurende bewerkingen hebben, en er al heel wat veranderingen zijn qua instelwerk en programmeren, waren we op zoek naar iets waar we echt iets aan zouden hebben als we zouden overstappen. Met de jaren zagen we wel wat geringe verhogingen van de snelheden en verbeteringen met andere wisselplaten en draaigereedschappen, maar niet genoeg voor ons om de knoop door te hakken.”

En terwijl Turk nog niet voldoende overtuigd was door ander afsteekgereedschap dat er op de markt was, vroeg zijn operator, Tom Waite, hem eind 2013 opnieuw om uit te kijken naar een nieuw gereedschap voor de afsteekbewerkingen. Intussen had Jim Pappas, sales engineer bij Sandvik Coromant, zojuist een training afgerond op het nieuwe CoroCut QD afsteek- en groefsteekgereedschap van Sandvik. Deze samenloop van omstandigheden bracht Pappas ertoe om Turk eens te bellen.

“We hadden het over nieuwe producten die op de markt waren gekomen en toen afsteken en groefsteken ter sprake kwam, vertelde ik over Toms vraag over dit soort gereedschappen. Bij ons allebei begon er toen een lampje te branden,” aldus Turk. “Jim kwam binnen in de werkplaats met de CoroCut QD, gaf ons de parameters, pakte een blok materiaal en begon met zijn tests. We stonden gelijk versteld over de manier waarop de spanen uit dat ding kwamen - het was gewoon verbazingwekkend.”

Kant-en-klare verbeteringen

Vanaf dag één kreeg Turk de resultaten waarnaar hij op zoek was voor zijn afsteektoepassingen. Met CoroCut QD kwamen er drie keer zoveel spanen per omwentelingen en verdrievoudigde de voeding. De spaanbreking was zo kort, dat ze zelfs wat langzamer moesten gaan draaien, met een lagere spilsnelheid, waardoor de standtijd van het gereedschap ook aanzienlijk hoger was volgens Turk .

“Verbruikten we vroeger ongeveer vijf wisselplaten per week; nu is dat nog maar een per week,” vertelt Turk. “En wat de snelheid betreft, deden we eerst ongeveer 67,05 meter per minuut, met 0,051 mm per omwenteling, tegenwoordig zijn we bij 182,88 meter per minuut en 0,178 mm per omwenteling, dus dat is wel een enorme stijging.”

Meer materiaal verspanen vertaalt zich direct in meer gemaakte werkstukken. Tijd is altijd afhankelijk van de diameter van het gedraaide werkstuk, maar voor een blok van 3-inch zijn Waite en Turk van een afsteektijd van 20 seconden naar een afsteektijd van 6 tot 8 seconden gegaan. Met een veilige marge van 10 seconden per onderdeel (als gevolg van de verandering in diameter), rekent Turk snel uit dat de CoroCut QD waarschijnlijk een tijdwinst oplevert van 15 minuten per ploeg, wat gelijk is aan een half uur per dag. Over een heel jaar gerekend, betekent dit een besparing van 125 uur.

Maar zonder nauwkeurigheid is alle snelheid van de wereld nutteloos. Gegarandeerd herhaalbare rechte sneden zijn net zo belangrijk.

“De kwaliteit van de snede is er, plus dat hij mooi en recht is.”

“De kwaliteit van de snede is er, plus dat hij mooi en recht is. Bij het afsteken krijg je soms een concave of convexe oppervlak;een hol of een bol vlak,” vertelt Turk. “We gebruikten een indicator, een meetinstrument om te controleren op vlakheid, om te garanderen dat het blad loodrecht op het oppervlak van het werkstuk stond. Zodra dit geijkt was, konden we verder gaan.”

Turk was onder de indruk van al deze belangrijke tests die een enorme productiviteitsverbetering lieten zien met behoud van het hoogste niveau van nauwkeurigheid. Maar ook Waite wilde, als machine-operator, overtuigd worden. De vuurproef bestond hier uit een bewerking waar de turretconfiguratie van de draaibank het nodig maakte dat de CoroCut QD rechtop was geplaatst in plaats van ondersteboven.

“De normale gang van zaken bij het draaien is dat het snijvlak aan de onderkant ligt, zodat de zwaartekracht helpt bij de spaanverwijdering. Zonder hulp van de zwaartekracht, kunnen de spanen zich ophopen in de betrekkelijk smalle afsteek- en groefsteektoepassingen van soms niet meer dan 3/16 inch (of 5 mm); uit die smalle sleuf moeten we de spanen afvoeren,” vertelt Turk. “Tom zei direct dat hij onder de indruk was van de manier waarop het koelmiddel de spanen uit de groef spuit, zelfs bij rechtop snijden.”

Zoals Turk zegt, stroomt het inwendige koelmiddel door het gereedschap in een constante stroom direct naar de snijkant, waardoor het gereedschap langer meegaat en de spaanverwijdering beter is. Het vorige afsteekblad had een uitwendige koelmiddelleiding met een lang niet zo nauwkeurige koelmiddeltoevoer.

Er is niets mis met dat gevoel om vast te houden aan een systeem dat zijn werk goed doet, en zeker niet als er niet iets anders is dat met kop en schouders uitsteekt boven het huidige proces. Maar door het vasthouden aan het oude vertrouwde proces komen werkplaatsen niet in contact met nieuwe oplossingen waarmee ze op technologisch gebied een grote sprong vooruit kunnen maken. Turk en Waite zijn prima voorbeelden van engineers en operators die het geduld hebben kunnen opbrengen om te wachten op het juiste product op het juiste moment en die genoeg hebben meegemaakt om de overstap te maken nadat zij kennis hadden gemaakt met deze grote vernieuwing op afsteekgebied.