Acelerando la entrega de piezas a gran escala: Estrategias para reducir plazos en talleres de alto volumen

Los buenos negocios de mecanizado casi siempre encuentran formas de reducir tiempo en trabajos repetitivos. Esto es mucho más difícil para talleres que mecanizan una pieza concreta solo una vez. Y el desafío de comprimir plazos para trabajos no repetitivos es más abrumador cuando se necesita una grúa de 40 toneladas para instalar piezas en la bancada de una fresadora o en el plato de un torno.

El caso de Aeromet Industries

Aeromet Industries, en Griffith, Indiana, enfrenta esta situación a diario. Ya sea reparación a gran escala, una pieza grande nunca vista antes o un tambor mandril personalizado de diseño propio, casi todos los componentes que mecaniza son diferentes. Eso a menudo significa que no hay programa CAM existente, no hay utillaje específico en estantería y no hay experiencia previa de mecanizado con esa pieza.

Con los años, Aeromet ha implementado estrategias generales que le permiten minimizar plazos para componentes de gran tamaño. Esto ha ayudado al taller a establecer un nicho exitoso en mecanizado de grandes piezas. Fred Wahlberg, presidente y cofundador, y su sobrino Neil Wahlberg, gerente de ventas y marketing, explicaron algunos enfoques de Aeromet para reducir plazos de mecanizado de piezas grandes durante una visita reciente.

Grandes desde el principio

Fred Wahlberg fundó Aeromet en 1971 como taller que fabricaba piezas de repuesto para acerías locales. Gran parte del trabajo implicaba reacondicionar tambores mandril expansores de recoilers y uncoilers para líneas de procesamiento de acero, y la mayoría tenían diseños únicos. Aeromet sigue realizando ese trabajo, además de trabajos varios de taller con componentes grandes. Con el tiempo, el taller convirtió la reparación de tambores mandril en una línea de productos. Tras detectar fallos de diseño comunes que causaban roturas prematuras, crearon su propia línea de tambores mandril personalizados. Los de Aeromet se mecanizan a partir de forjados de acero 4140 o 4340 que ofrecen mayor durabilidad y longevidad que componentes fundidos en otros diseños. También proporcionan capacidad de agarre de chapa mejorada que reduce desperdicio de material al arrancar una línea.

Equipamiento para gran escala

Un recorrido por la instalación de 25.000 pies cuadrados de Aeromet revela que el taller está orientado a mecanizado a gran escala. Tiene múltiples grúas de 10 a 40 toneladas y una carretilla elevadora de 16.000 lbs. También tiene una buena selección de grandes máquinas CNC, incluyendo una fresadora vertical Giddings & Lewis para piezas de hasta 72" diámetro y 84" alto. Su fresadora horizontal Union PC-150 ofrece recorridos X-Y-Z de 396 × 138 × 30 pulgadas más 29" de extensión en eje W y mesa rotativa de contorneado de 79 × 98". La compra más reciente y grande es un torno CNC Ryazan RT317 adquirido a Shamrock Machinery en Houston. Instalado en 2009 sobre cimentación de 5 pies, este torno tiene giro de 67" y admite piezas de hasta 433" de largo. Equipado con motor opcional de 120 hp, accesorio de barra de mandrinar y plato de 1,5 metros. El enorme torno, que reemplazó a uno menor, permite crear tambores mandril mayores y perseguir trabajos de torneado de mayor diámetro.

Estrategias para minimizar plazos

• Recogida y entrega de piezas. Aeromet mantiene y opera una flota de camiones exclusivamente para clientes que dependen del taller para mover piezas rápido, seguro y eficientemente. La respuesta rápida es crítica, especialmente en reparaciones. Períodos prolongados de parada para reparar componentes de líneas de procesamiento pueden causar pérdidas significativas. En las raras ocasiones que Aeromet cierra (generalmente opera 24/7), las llamadas de emergencia se derivan directamente al Sr. Wahlberg para despachar inmediatamente un conductor a recoger componentes dañados.
• Planificación anticipada. Algunos clientes tienen paradas planificadas para reparaciones o mejoras de los propios tambores mandril de Aeromet. Para minimizar tiempo de parada, Aeromet puede pre-mecanizar algunos elementos antes de recibir todos los componentes acoplados. Esto minimiza el tiempo total de mecanizado mientras la línea está parada. Luego traen el equipo acoplado del cliente, miden dimensiones de engranajes y cojinetes, terminan el mecanizado según esas medidas, y ensamblan y entregan el conjunto reparado.
• Programación efectiva y hojas de trabajo. El taller usa Mastercam de CNC Software desde finales de los 80, actualmente versión "X5". Una vez finalizado el pedido, uno de los tres programadores CAM recibe un modelo sólido de ingeniería o del cliente y desarrolla el programa e instrucciones de configuración para operarios. Los paquetes de instrucciones están codificados por colores para que los empleados identifiquen rápidamente las secciones relevantes. Las imágenes CAD de la pieza y utillaje, así como fotos reales (cuando están disponibles), ayudan a empleados menos experimentados a visualizar mejor el trabajo.
• Preajuste de herramientas. Aeromet comenzó a usar un preajustador de herramientas hace 10 años para instalar y medir herramientas en sus portaherramientas antes de cambios en máquina. Tras preajustar, se colocan etiquetas con dimensiones X y Z y ubicación de bolsillo en máquina. Esta última es clave para el preparador, porque los compensadores se envían vía Ethernet directamente al control de la máquina. Recientemente pidieron un nuevo preajustador Zoller para reemplazar el modelo anterior.
• Minimización de tiempos de ciclo. El enfoque actual de Aeromet para mecanizar piezas grandes difiere del pasado, impulsado por avances en tecnología de herramientas de corte. Usando principalmente fresas de Dapra, que según el taller proporciona filo robusto, Aeromet pasó de cortes pesados a avances bajos a cortes más ligeros a avances mucho más rápidos. Esto produjo mayores tasas de remoción de metal. Su proceso también implica usar llave dinamométrica para presión de asentamiento de plaquitas consistente y cambiar tornillos de plaquita tras cada ocho cambios.
• Estudio y mejora de procesos. Aeromet aprovecha el conocimiento de toda su plantilla para eliminar desperdicios de operaciones y procesos. Esto se facilita mediante reuniones semanales de equipo con todos los que contribuyeron a trabajos recientes. Operadores, programadores, ingenieros de diseño, personal de inspección y otros revisan todos los pasos de producción de una pieza para identificar instancias donde el tiempo presupuestado para pasos específicos se superó. El taller ha llegado a grabar en vídeo pasos específicos. No es esfuerzo policial, sino intento de revelar dónde podrían optimizarse pasos. Tableros de sombras para almacenamiento/recuperación eficiente de herramientas, puesta en cola de material para trabajos siguientes, y preajuste de herramientas son resultados de estas reuniones de mejora continua.

Cultivando talento

Encontrar los empleados adecuados es clave para el éxito de un taller como Aeromet. Sin embargo, Aeromet no tanto encuentra empleados como los cultiva. El taller continúa el programa de aprendizaje de secundaria que comenzó en 1977. De hecho, la mayoría de los empleados actuales se graduaron de ese programa. El programa se gestiona a través del Consejo Asesor de Aprendizaje del Área de Valparaiso, del que el Sr. Wahlberg es miembro asesor. En el programa de cuatro años, los estudiantes progresan desde habilidades básicas de mecanizado a programación y otras tareas avanzadas. El taller suele tener al menos un par de aprendices en planta, creando una buena mezcla de puestos junior, intermedios y senior. No todo aprendiz prospera, pero la desventaja de no desarrollar talento propio supera el riesgo de perder candidatos.

Operadores operan, programadores programan

En Aeromet, los operadores manejan las máquinas pero no las programan. Hay buena razón, explica el Sr. Wahlberg. Cuando el taller integró máquinas CNC hace años, se entrenó a operadores para programación a pie de máquina. Ahora se crea un programa CAM para cada trabajo. Los programadores CAM también crean paquetes de instrucciones que explican claramente cómo configurar y ejecutar cada trabajo. Las herramientas se preajustan, etiquetan y colocan en un carro para el operador. Esto permite a operadores con experiencia modesta ejecutar la mayoría de trabajos. Además, si surge un problema, se considera que el proceso es el culpable, no el operador. Sabiendo esto, los operadores no necesitan vigilar la máquina, liberándolos para atender múltiples máquinas. Esta estrategia también evita que operadores "experimentados" modifiquen el programa sobre la marcha, porque el tiempo para hacer el cambio suele ser mayor que el ahorro potencial. Dicho esto, se anima a operadores a escribir cambios de proceso sugeridos directamente en el paquete de instrucciones para consideración posterior por el programador si ese trabajo se repite.