Mecanizado de precisión de plásticos de ingeniería y PCBs para la industria electrónica

En los años 60 y 70, Bill Devine hizo turnos de servicio tanto en Vietnam como trabajando en Excellon vendiendo equipos a fabricantes de placas de circuito impreso (PCB). En 1978, se lanzó por su cuenta y fundó QC Drilling, Inc. (ahora llamada QC Precision Machining) en Alston, MA para proporcionar servicios subcontratados de taladrado y fresado a la ahora floreciente industria de PCB.

Dado su trasfondo, Devine naturalmente empezó con una sola máquina Excellon – y desde el principio, estaba inclinado a incorporar la tecnología más nueva inmediatamente cuando era lanzada por su antiguo empleador. Como resultado, QC Drilling fue virtualmente el primer fabricante en el mundo en usar la máquina Concept IV de Excellon y el controlador CNC VII. En una industria donde la velocidad y la eficiencia pueden hacerte o quebrarte, Devine vio la nueva tecnología como su ventaja competitiva.

A medida que las operaciones se agilizaban en la planta, Devine agilizaba su modelo de negocio en la oficina. Notó que los márgenes en trabajos de piezas de plástico que entraban ocasionalmente eran 5 veces mayores que los márgenes en los trabajos de PCB que corrían día tras día. En medio de un mercado PCB cada vez más competitivo, QC Drilling trasladó su foco a piezas pequeñas y planas de plástico requeridas por muchos de los mismos clientes para quienes habían corrido PCBs.

Para los años 90, el éxito de esta migración a la fabricación de piezas de plástico resultó en 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 90, el hijo de Bill, Shawn Devine, tomó el mando del negocio con una visión similar de tecnología orientada al futuro como ventaja competitiva. Pronto, los operadores estaban armados con escáneres de código de barras para rastrear trabajos a medida que avanzaban por el proceso de producción y la dirección empuñaba PDAs portátiles para vigilar 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, que me envíe un dibujo a mi teléfono en un minuto y enviarle una cotización de vuelta unos minutos después basada tanto en inventario como en carga de trabajo. Esta agilidad nos gana negocios y, en muchos casos, producimos sus piezas el mismo día." – Jeff Murray, Gerente de Ventas

Shawn Devine, Presidente de QC Drilling, vio la implementación de esta tecnología de seguimiento y gestión como la mejor manera de abordar otro cambio en su foco corporativo – de trabajos de alto volumen a proyectos de bajo volumen y alta mezcla. "Mire, si un fabricante puede esperar cinco semanas por una pieza, la enviarán a una instalación de bajo coste laboral en Asia o México. Pero, si el tiempo es crítico, el trabajo tiene que mantenerse regional… así que todo lo que hacemos tiene que trabajar hacia un objetivo común de velocidad y eficiencia."

De acuerdo con esa metodología, Shawn Devine pronto se encontró buscando equipo para la planta que pudiera igualar la eficiencia y agilidad que había logrado con la tecnología de back-office – y que se integrara con ella. En el otoño de 2005, QC Drilling compró un centro de mecanizado de alta velocidad Datron para abordar los trabajos de 3 ejes y proyectos de mecanizado de metal que habían estado "no-cotizando" por falta de capacidad. Ahora, I+D de piezas pequeñas y fabricación de bajo volumen podían realizarse en una sola máquina. Diseñadas exclusivamente para herramientas pequeñas, las máquinas Datron fresan, taladran y graban. Las capacidades de sondeo 3D producen precisión y control de calidad mientras que la gestión automática de herramientas, un husillo de 60.000 RPM y un sistema de refrigerante por niebla spray entregan colectivamente velocidad y acabados superficiales insuperables.

Además, el software de control de DATRON permitió a QC Drilling integrar rápidamente esta nueva máquina. "A diferencia de máquinas antiguas que requieren una computadora separada para ingresar nuestro seguimiento de trabajos, el 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 día uno". – Mark Bailey, Gerente General.

Pronto, la máquina DATRON estaba reservada con trabajo, corriendo dos turnos al día atendidos y uno desatendido. Los trabajos típicos van desde metal a una variedad de plásticos, pero todos son volúmenes relativamente pequeños de piezas pequeñas. Muchas de estas piezas se fresan a partir de chapas 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 rápida y eficientemente piezas de trabajo planas en la cama de un sistema de mecanizado. Chapas finas, que solo podían asegurarse con gran dificultad antes, ahora se aseguran literalmente en segundos – incluyendo láminas de plástico tan finas como 0,001", o chapas de aluminio de hasta 0,250" de espesor. Esta mesa de vacío cuenta con puertos optimizados de flujo de aire, con cámaras recesadas, para proporcionar una distribución de vacío superior. Un sustrato de bajo coste, permeable al gas, sirve como difusor de vacío sacrificial, permitiendo que el cortador mecanice a través de la pieza de trabajo, sin cortar la mesa.

Debido a que las máquinas DATRON están hechas específicamente para micro-mecanizado de alta velocidad, el husillo produce menos fuerza, lo que significa que se puede usar vacío para sujetar utillaje y brutos – algo no posible con un CNC convencional. Insertos de centrado en la parte inferior de cada segmento registran con cavidades cónicas (fresadas por la propia máquina) en la superficie de la mesa de mecanizado. Esto resulta en un sistema "boss-in-cavity" que asegura repetibilidad de ubicación. Este sistema "boss-in-cavity" combinado con el gran envolvente de trabajo de 40" x 27" en la máquina DATRON permite múltiples configuraciones para proyectos frecuentes o tipos de trabajo y proporciona agilidad para ajustarse a trabajos entrantes. Así, si QC Drilling está en medio de un lote y llega un proyecto urgente inesperado, simplemente quitan un dispositivo y lo reemplazan con el nuevo trabajo. Cuando el trabajo urgente termina, devuelven el primer dispositivo a su lugar y continúan donde lo dejaron.

Shawn Devine dice: "La capacidad de adaptarse rápidamente a necesidades cambiantes es la esencia de la agilidad… y la agilidad es precisamente lo que 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 tiradas de producción, han adoptado las tiradas pequeñas como un modelo de negocio viable y rentable – y han adoptado nueva tecnología para encajar el papel. "No nos pagan por hacer cotizaciones, así que tenemos un sistema para cotizar rápida y precisamente, traerlos a casa y terminarlos. Estamos estructurados para eso… y nos va bien con ellos". dice Devine.

De hecho, QC Drilling está tan más allá de la mentalidad de grandes tiradas que ni siquiera parpadean cuando las piezas que perfeccionan son luego llevadas a Asia para producción en masa. Estos cambios les permiten pasar al siguiente proyecto alineado detrás de sus máquinas… y parece que no hay fin a la vista.

"Juega en nuestro modelo de negocio. El equipo DATRON está reservado aunque no hemos arañado la superficie en términos de lo que puede hacer. Es tecnología robusta y las posibilidades son ilimitadas… y eso significa que el potencial de beneficio también lo es". – Shawn Devine, Presidente de QC Drilling