De máquinas de tornillo a CNC: La evolución tecnológica de Gent Machine

Los hermanos Rich (izquierda) y Adam Gent han aportado una gran cantidad de nueva tecnología CNC a Gent Machine, un taller que inicialmente dependía únicamente de máquinas de tornillo como este Davenport exhibido en su instalación de Cleveland.

El taller de contratación Gent Machine se estableció en 1927, pero quizás los mayores cambios han ocurrido solo en las últimas dos décadas.

En 2009, los hermanos Rich y Adam Gent compraron la compañía a su padre, Richard Jr., quien asumió la propiedad en la década de 1970. El bisabuelo y abuelo de los hermanos, Arthur y Richard Sr., respectivamente, iniciaron el negocio en South Euclid, Ohio, produciendo espoletas de granada y pistones de disparo.

Richard Jr. dirigió una operación exitosa usando un par de docenas de tornos Davenport Modelo B de cinco husillos y empleando hasta 20 personas. Durante la secundaria, los hermanos trabajaron allí como operadores de máquinas. Después de la universidad, trabajaron por un tiempo fuera de la industria del mecanizado antes de regresar al negocio familiar. Rich se unió en 2000; Adam en 2006.

Gent Machine aún tiene casi 40 máquinas Davenport Modelo B (la mayoría con recintos) en su nuevo edificio.

Ese momento parecía ideal, ya que Gent Machine prosperaba. Poco después, sin embargo, el cliente más grande del taller, que representaba el 65% de su negocio, fue comprado por otra compañía que internalizó ese trabajo de mecanizado.

"Esos fueron tiempos difíciles", dice Rich, "pero, mirando hacia atrás, son esos tiempos los que te hacen quien eres." Y fue esa experiencia la que llevó a los hermanos a considerar formas de mejorar las eficiencias y capacidades de mecanizado mientras diversificaban su base de clientes para poder resistir condiciones comerciales cambiantes.

Transferencia de tecnología

La especialidad de Gent Machine es el torneado de barra que va hasta 2 pulgadas de diámetro en acero, acero inoxidable, aluminio, latón, cobre y titanio para industrias, incluyendo automotriz, armas de fuego, suministro industrial e hidráulica. El taller aún tiene varios Davenports y máquinas de tornillo Acme de seis husillos, pero desde entonces ha agregado una gran cantidad de nuevo equipo CNC en un período relativamente corto.

"Nuestro padre no estaba realmente interesado en nueva tecnología de mecanizado", explica Rich. "No es que se resistiera, pero no quería implementar procesos completamente nuevos ya que se acercaba a la edad de jubilación. Buscó ayudarnos con la implementación, sin embargo."

El taller tiene nueve tornos de tipo suizo, uno con tecnología que ayuda a reducir la posibilidad de crear virutas largas y fibrosas.

En 2007, un cliente local impulsó al taller a comprar su primer torno tipo suizo CNC de Marubeni Citizen-Cincom para producir piezas que no podían mecanizarse en su equipo existente. Adam asumió el desafío de aprender esa nueva tecnología, construyendo el departamento CNC del taller desde cero después de esa compra. Gent Machine ahora tiene nueve tornos tipo suizo, que permiten al taller producir piezas más complejas en volúmenes menores comparados con sus máquinas de tornillo más antiguas. (Todos estos tornos tipo suizo fueron comprados a través del distribuidor de máquinas herramienta Concentric Corp., también ubicado en Cleveland.)

Su máquina más nueva cuenta con la tecnología de vibración de baja frecuencia de Marubeni Citizen-Cincom, que oscila la herramienta en el eje Z en sincronía con la rotación de la barra. A veces, saca la herramienta completamente del corte. Estos cortes de aire intencionales rompen las virutas en piezas consistentemente pequeñas, para que puedan expulsarse fácilmente, minimizando los problemas de enredo de virutas en espiral alrededor de la pieza o herramienta, conocidos como "nidos de pájaro". Adam dice que todos los futuros tornos tipo suizo se comprarán con esta capacidad.

Se hicieron cambios adicionales en la empresa después de que los hermanos la compraron a su padre. En ese momento, Gent Machine había establecido una buena combinación de clientes después de pasar unos años diversificando su base. Parte de eso se debió al sitio web renovado que Adam creó con mejor optimización para motores de búsqueda. De hecho, así fue como Tesla conoció el taller, encontrando su sitio web y contactándolos en 2011.

Aunque Tesla buscaba un proveedor de piezas moldeadas por inyección, esto permitió a Gent Machine entrar en el gran fabricante de equipos originales (OEM) de vehículos eléctricos. Adam pudo desarrollar una buena relación con un ingeniero de diseño de Tesla, y esto eventualmente llevó al taller a ganar trabajo produciendo cinco piezas diferentes para Tesla.

Rich dice que representó un acto de fe por parte del taller, sin embargo. Por ejemplo, un trabajo requería una compra de material de aluminio tres veces mayor a la que el taller había hecho nunca. Además, Tesla era una startup en ese momento, y la viabilidad de los vehículos eléctricos aún era incierta. Dicho esto, el taller asumió el trabajo, lo que requirió la compra de tres tornos tipo suizo adicionales funcionando en tres turnos.

Gent Machine ahora tiene dos máquinas de transferencia rotativa, una totalmente CNC y la otra hidráulicamente accionada.

Este enfoque cumplió con los requisitos de producción de Tesla, pero quizás no fue ideal. Durante años, los hermanos habían contemplado agregar una máquina de transferencia rotativa. El momento pareció adecuado después de que se mudaron a un nuevo edificio más grande en Cleveland en 2017, que ofrecía 60.000 pies cuadrados de espacio en planta comparado con su operación apretada de 22.000 pies cuadrados (lo que significaba espacio para una máquina de transferencia rotativa) y también tenían una pieza que parecía ideal para ese tipo de máquina, impulsándolos a decidirse por comprar una.

Gent Machine compró una Hydromat Epic 45/16 de 16 estaciones a través del distribuidor de máquinas herramienta y proveedor de sistemas llave en mano Motch and Eichele, ubicado cerca. La pieza para la que se configuró esta máquina era un sujetador complejo originalmente mecanizado en los tornos tipo suizo. El taller logró reducir el tiempo de ciclo para esta pieza en los tornos tipo suizo a 38 segundos, pero la máquina de transferencia rotativa podía completar piezas en solo 7 segundos. Esto permitió al taller funcionar solo en dos turnos, mientras liberaba capacidad en los tornos tipo suizo para otro trabajo. También permitió al taller usar herramientas insertables en comparación con herramientas de forma porque cada unidad de mecanizado puede configurarse para moverse en múltiples ejes.

Gent Machine luego agregó su segunda máquina de transferencia rotativa: una Hydromat Legacy 32/4-16 hidráulica. Aunque el trabajo para el que se compró esta segunda máquina no se concretó, el taller identificó un componente de bolsa de aire existente que había estado funcionando en sus Davenports en el que los requisitos de volumen de producción aumentaban rápidamente.

Aquí se muestra una de las pocas nuevas unidades de mecanizado que se instalarán como parte del reequipamiento de la máquina de transferencia rotativa CNC para un nuevo trabajo.

De manera similar, en el momento de mi visita en abril, la máquina Epic estaba en proceso de reequipamiento para un nuevo trabajo —una bisagra de refrigerador que tiene tolerancias ajustadas. El taller había estado produciendo estas bisagras en sus máquinas de tornillo. Un problema que tenía era un proceso de bruñido para producir dos planos. A medida que la herramienta de bruñido se desgastaba, las dimensiones en esos planos caían fuera de tolerancia. La Epic está siendo equipada con una unidad de mecanizado de tres ejes que puede fresar los planos y permitir un mejor control del proceso.

Agregando su primera fresadora

No es raro ver pequeños centros de mecanizado CNC en negocios de torneado de alta producción utilizados para realizar operaciones secundarias en piezas torneadas. Gent Machine, sin embargo, compró recientemente su primer centro de mecanizado vertical (VMC) —un Hwacheon Vesta 660 con mesa de 26" x 16,95"— con una mesa rotativa de cuarto eje. Esto se compró inicialmente para realizar trabajo de segunda operación para componentes de ventiladores, pero ofrece la posibilidad de realizar trabajo de producción.

El taller compró su primer VMC para hacer trabajo de segunda operación para piezas de ventiladores.

Esta máquina también se compró a través de Motch and Eichele. El taller había planeado mecanizar las piezas de ventilador completamente en su máquina de doble husillo/doble torreta. Sin embargo, decidió que tenía más sentido hacer el torneado y algún mecanizado de agujeros transversales en esa máquina y luego transferirla al VMC para taladrar múltiples otros agujeros transversales.

"El Vesta 600 proporciona capacidades adicionales que complementan el equipo de torneado de nuestro taller ya que un torno generalmente solo puede usar barras redondas o hexagonales", dice Rich. "La fresadora proporciona mayor capacidad ya que puede sujetar piezas cuadradas y de otras formas."

Aunque la máquina se compró para ser un centro de ganancias, también permite al taller encontrar formas de reducir sus costos a proveedores. Una tapa para una caja de batería es un buen ejemplo.

Como explica Adam, el taller fabricaba unas 15.000 de estas tapas por mes para un cliente. Cada pieza necesitaba ser anodizada, pero no completamente —solo la parte superior o lado de la "tapa" de la pieza era anodizada. El resto tenía que permanecer brillante. Para hacer esto, la mitad inferior de la pieza debía cubrirse durante el proceso de anodizado. Para cubrir la parte roscada de la pieza, el anodizador atornillaba cientos de piezas en su propio dispositivo. El dispositivo evita que la mitad inferior de la pieza sea anodizada. Sumergía el dispositivo en el baño de anodizado, desatornillaba las piezas del dispositivo y enviaba el dispositivo de vuelta al taller. La mano de obra para atornillar y desatornillar cada pieza era costosa para el anodizador, por lo que Gent Machine era facturado por este tiempo. El VMC permitió al taller producir su propio dispositivo. De esa manera, puede instalar las piezas en ese dispositivo, enviarlo al anodizador, luego recibir el dispositivo con piezas anodizadas para que el taller las retire. Esto eliminó el cargo de mano de obra del anodizador, reduciendo así los costos generales de producción.

Avanzando

Hoy, el taller tiene 54 empleados comparado con 15 en 2009. Gent Machine también ha expandido su departamento de ensamblaje. Además, su ubicación actual ofrece amplio espacio para más equipo. Aunque no es probable que agregue a su departamento Davenport, podría agregar otra máquina de transferencia rotativa CNC en algún momento, si surge el trabajo adecuado.

Este dispositivo de medición automatizado de doble cámara de Resec Systems puede realizar inspección al 100% en 10 tipos de piezas. Mide automáticamente el diámetro interior, exterior y la altura de la pieza. Las piezas dentro de especificación se entregan por chorro de aire a un contenedor. Las piezas fuera de especificación se entregan a otro contenedor.

"Aún somos relativamente nuevos en la escena de transferencia rotativa", explica Rich. "El servicio es clave, especialmente al entrar en nuevos tipos de equipo, que es una razón adicional por la que apreciamos nuestra relación de larga data con Motch and Eichele, y compramos las Hydromats. A diferencia de talleres que han estado usando tecnología de transferencia rotativa por muchos años, no tenemos un inventario de unidades de mecanizado que podríamos usar posiblemente para reequipar nuestras Hydromats para nuevos trabajos. Pero, es nuestro objetivo construir ese inventario y darnos la velocidad y flexibilidad para convertir nuestro equipo para correr diferentes piezas cuando queramos."