Mecanizado de plásticos de ingeniería y PCB para electrónica

En las décadas de 1960 y 1970, Bill Devine realizó períodos de servicio en Vietnam y trabajó en Excellon vendiendo equipos a fabricantes de placas de circuito impreso (PCB). En 1978, se independizó y fundó QC Drilling, Inc. (ahora llamada QC Precision Machining) en Alston, MA, para proporcionar servicios subcontratados de taladrado y enrutamiento a la ahora floreciente industria de PCB.

Dada su experiencia, Devine naturalmente comenzó con una sola máquina Excellon y, desde el principio, se inclinó por incorporar la tecnología más nueva de inmediato, tal como la lanzó su antiguo empleador. Como resultado, QC Drilling fue prácticamente el primer fabricante del mundo en utilizar la máquina Concept IV y el controlador CNC VII de Excellon. En una industria en la que la velocidad y la eficiencia pueden hacer o deshacer, Devine vio la nueva tecnología como su ventaja competitiva.

A medida que se agilizaban las operaciones en el taller, Devine agilizaba su modelo de negocio en la oficina. Se dio cuenta de que los márgenes de los trabajos de piezas de plástico que llegaban ocasionalmente eran 5 veces mayores que los márgenes de los trabajos de PCB que realizaban día tras día. En medio de un mercado de PCB cada vez más competitivo, QC Drilling transferiría su enfoque a piezas de plástico pequeñas y planas requeridas por muchos de los mismos clientes para quienes habían ejecutado PCB.

En la década de 1990, el éxito de esta migración a la fabricación de piezas de plástico dio como resultado la necesidad de una nueva instalación y QC Drilling se mudó a Salem, NH, donde construyeron un edificio de 10,000 pies cuadrados. A finales de los años 90, el hijo de Bill, Shawn Devine, se hizo cargo del negocio con una visión progresista similar de la tecnología como su ventaja competitiva. Pronto, los operadores estaban equipados con lectores de códigos de barras para realizar un seguimiento de los trabajos a medida que avanzaban en el proceso de producción y la gerencia manejaba PDA portátiles para observar el progreso desde su oficina o incluso en la carretera. Con esta vista en tiempo real de la producción y un sistema de gestión de inventario, QC Drilling cumple su promesa de velocidad y servicio.

“Puedo llamar a un cliente en Nueva York, pedirle que envíe un dibujo a mi teléfono en un minuto y enviarle una cotización unos minutos más tarde según el inventario y la carga de trabajo. Esta agilidad nos hace ganar negocios y, en muchos casos, producimos sus piezas el mismo día”. – Jeff Murray, gerente de ventas

Shawn Devine, presidente de QC Drilling, consideró que la implementación de esta tecnología de seguimiento y gestión era la mejor manera de abordar otro cambio en su enfoque corporativo:de trabajos de alto volumen a proyectos de bajo volumen y alta combinación. “Mire, si un fabricante puede esperar cinco semanas por una pieza, la enviará a una instalación de bajo costo de mano de obra en Asia o México. Pero, si el tiempo es crítico, el trabajo tiene que ser regional... así que todo lo que hacemos tiene que trabajar hacia una meta común de velocidad y eficiencia”.

De acuerdo con esa metodología, Shawn Devine pronto se encontró buscando equipos para la planta que pudieran igualar la eficiencia y la agilidad que había logrado con la tecnología de back office, y que se integraran con ella. En el otoño de 2005, QC Drilling compró un centro de maquinado de alta velocidad de Datron para abordar los trabajos de 3 ejes y proyectos de maquinado de metales que no habían "ofrecido" debido a la falta de capacidad. Ahora, la I+D de piezas pequeñas y la fabricación de bajo volumen se pueden realizar en una sola máquina. Diseñadas exclusivamente para herramientas pequeñas, las máquinas Datron fresan, taladran y graban. Las capacidades de sondeo 3D brindan precisión y control de calidad, mientras que la administración automática de herramientas, un husillo de 60 000 RPM y un sistema de enfriamiento por aspersión en conjunto brindan velocidad y acabados superficiales insuperables.

Además, el software de control de DATRON permitió a QC Drilling integrar rápidamente esta nueva máquina. “A diferencia de las máquinas más antiguas que requieren una computadora separada para ingresar a nuestro seguimiento de trabajos, Datron tiene una PC estándar con puertos USB donde se puede enchufar el escáner de código de barras... lo que lo puso en línea inmediatamente el primer día .” – Mark Bailey, gerente general.

Pronto, la máquina DATRON se reservó con trabajo, operando dos turnos al día atendidos y un turno desatendido. Los trabajos típicos van desde metal hasta una variedad de plásticos, pero todos son volúmenes relativamente pequeños de piezas pequeñas. Muchas de estas piezas se fresan a partir de láminas de material plano y QC Drilling ha empleado la tecnología VacuMate™ de Datron como su método preferido de sujeción.

El VacuMate de DATRON está diseñado para asegurar de forma rápida y eficiente piezas de trabajo planas a la base de un sistema de mecanizado. El material delgado, que antes solo se podía asegurar con grandes dificultades, ahora se asegura literalmente en segundos, incluidas láminas de plástico tan delgadas como 0.001 "o láminas de aluminio con un grosor de hasta 0.250". Esta mesa de vacío cuenta con puertos optimizados para el flujo de aire, con cámaras empotradas, para proporcionar una distribución de vacío superior. Un sustrato permeable al gas de bajo costo sirve como un difusor de vacío de sacrificio, lo que permite que el cortador mecanice a través de la pieza de trabajo, sin cortar la mesa.

Debido a que las máquinas DATRON se fabrican específicamente para el micromecanizado de alta velocidad, el husillo produce menos fuerza, lo que significa que se puede utilizar un vacío para sujetar las fijaciones y los espacios en blanco, algo que no es posible con un CNC convencional. Los insertos de centrado en la parte inferior de cada segmento se registran con cavidades cónicas (fresadas por la propia máquina) en la superficie de la mesa de mecanizado. Esto da como resultado un sistema de “boss-in-cavity” que asegura la repetibilidad de la ubicación. Este sistema de protuberancia en la cavidad combinado con la gran área de trabajo de 40" x 27" en la máquina DATRON permite configuraciones múltiples para proyectos frecuentes o tipos de trabajo y brinda agilidad para adaptarse a los trabajos entrantes. Por lo tanto, si QC Drilling está en medio de un lote y llega un proyecto urgente inesperado, simplemente eliminan un accesorio y lo reemplazan con el nuevo trabajo. Cuando se completa el trabajo urgente, devuelven el primer dispositivo a su lugar y continúan donde lo dejaron.

Shawn Devine dice:"La capacidad de adaptarse rápidamente a las necesidades cambiantes es la esencia de la agilidad... y la agilidad es lo que le da a QC Drilling la ventaja competitiva .”

La importancia de QC Drilling como caso de estudio es que, en lugar de anhelar los días de grandes series de producción, han adoptado series pequeñas como un modelo comercial viable y rentable, y han adoptado nueva tecnología para adaptarse a la función. “No nos pagan por hacer cotizaciones, por lo que tenemos un sistema para ofertar trabajos de manera rápida y precisa, traerlos internamente y terminarlos. Estamos estructurados para eso... y nos va bien con ellos .” dice, Devine.

De hecho, QC Drilling va mucho más allá de la mentalidad de grandes tiradas que ni siquiera parpadean cuando las piezas que perfeccionan se llevan a Asia para la producción en masa. Estos cambios les permiten pasar al siguiente proyecto alineado detrás de sus máquinas... y parece no haber un final a la vista.

“Se adapta a nuestro modelo de negocio. El equipo DATRON está reservado a pesar de que no hemos arañado la superficie en términos de lo que puede hacer. Es una tecnología robusta y las posibilidades son ilimitadas... y eso significa que el potencial de ganancias también lo es .” – Shawn Devine, presidente de QC Drilling