Cómo la integración vertical acelera la manufactura y entrega

Las capacidades de manufactura interna de Innovative Controls le permiten diseñar, ensamblar y enviar ensamblajes —como estos biseles de indicador para camiones de bomberos— más rápido que subcontratar esas capacidades.

Los esfuerzos de Innovative Controls por volverse verticalmente integrada con sus capacidades de manufactura comenzaron con serigrafía digital, pero crear su propio taller de máquinas —que incluye un torno tipo suizo CNC— pronto siguió.

Después de trabajar en ventas industriales por varios años, Mike Michna, presidente de Innovative Controls, buscó otras avenidas para crear una compañía que ofreciera un nicho de manufactura. A finales de los 80, reconoció que los paneles de bomba en camiones de bomberos no eran amigables para el usuario en términos de función o diseño para que los bomberos controlen y operen eficientemente en una escena estresante de un incendio.

La compañía de Pittsburgh, Pensilvania —que ahora ocupa múltiples bahías dentro de una enorme instalación de manufactura de turbinas Westinghouse anterior— ha crecido desde entonces para convertirse en líder del mercado de control de panel de bomba, diagnóstico y productos de identificación para OEMs de aparatos de bomberos. Diseña, manufactura y distribuye dispositivos, incluyendo monitores de nivel de tanque, ensamblajes de control de válvula, manómetros, biseles de identificación de producto, biseles de mensaje de seguridad, gráficos asociados y productos de plomería para esos vehículos. Innovative Controls también ofrece servicios de manufactura por contrato para otras industrias como la médica.

El objetivo de la compañía como fabricante por contrato es asumir negocio solo si va a proporcionar ensamblajes, como este módulo de aire médico.

Michna dice que el objetivo no es proporcionar piezas individuales a los clientes, sino ensamblajes completos. Tener virtualmente todas las capacidades de mecanizado y manufactura requeridas internamente (la compañía aún subcontrata fundición a presión e inyección de moldeo) ha permitido a la compañía manufacturar esos ensamblajes más rentablemente y a mayor calidad mientras puede responder más rápido a las necesidades del cliente ya que tiene control sobre todos esos procesos.

Comenzando con serigrafía

Innovative Controls es quizás la operación más capaz que he visitado en términos de sus capacidades de manufactura interna, aunque el moldeo por inyección y fundición a presión de alto volumen para componentes como biseles personalizados con recesos para codificación de color e identificación son subcontratados. Michna dice que la compañía ha tomado un enfoque de "lo resolveremos" para agregar nueva tecnología, apoyándose en expertos de la industria en el camino. La serigrafía digital fue la tecnología inicial que buscó resolver.

La serigrafía digital fue la primera capacidad que Innovative Controls trajo internamente.

Michna señala que los componentes tempranos de panel de bomba usaban plástico de bajo grado y pintura o etiquetas de vinilo para identificación de componentes e instrucciones que se desvanecían o pelaban con el tiempo. Encontró que los policarbonatos usados en bombas de gasolina eran más resistentes a la luz UV y ofrecen mayor vida. La compañía inicialmente usó tecnología de serigrafía convencional (piense en rasquetas) para colorear y codificar etiquetas una a la vez. Luego trajo equipo de serigrafía digital para imprimir en volúmenes más altos con más flexibilidad. El truco fue aprender cómo hacer que la tinta se adhiera al material de policarbonato. Para hacer esto efectivamente requiere control preciso de humedad y electricidad estática en la habitación en la que las (ahora dos) máquinas de serigrafía digital están ubicadas. Tener esta capacidad internamente permite a la compañía diseñar, imprimir y enviar etiquetas en 24 horas.

La compañía ha agregado desde entonces una gran cantidad de otros procesos. Esto incluye corte con cuchilla CNC y enrutado de paneles; polidoming; ensamblaje automatizado de placas de circuito; y ensamblaje mecánico y eléctrico. La pieza más reciente de equipo es una prensa de punzonado Trumpf TruPunch, que se agregó con el objetivo de crear un taller completo de fabricación y pintura para componentes de chapa como gabinetes.

El maquinista Matthew Resnick pudo poner este torno tipo suizo en marcha nuevamente. Su primer trabajo de producción fue una corrida de 500.000 piezas para un componente médico.

Pero el mecanizado CNC también es una capacidad clave que la compañía continúa creciendo y que anteriormente subcontrataba. Por ejemplo, hace años, usó un proveedor en Minnesota para mecanizar un pequeño componente médico llamado barba para un ensamblaje. Aunque el precio del proveedor era bueno, no era tan competitivo como a Michna le hubiera gustado. Como resultado, Innovative Controls se lanzó de lleno, comprando un torno tipo suizo Tsugami S206 con alimentador de barra, su primera máquina herramienta CNC. Sin maquinistas en plantilla, la compañía inicialmente contrató a un subcontratista para correr trabajos en esa máquina de vez en cuando. Michna admite que la compañía no entendía realmente bien el mecanizado tipo suizo, y inicialmente no aprovechaba las capacidades que tal plataforma ofrece, especialmente para producción de alto volumen.

Por lo tanto, a principios de 2020, Innovative Controls contrató al maquinista Matthew Resnick para establecer un taller de máquinas interno más formal. Resnick sugirió agregar un torno de sujeción CNC y un VMC pequeño, que la compañía de hecho ya había ordenado. Estos también eran modelos Tsugami: un torno MQBSY-II con alimentador de barra FMB y fresadora de alta velocidad VA2 (la compañía ha agregado desde entonces un segundo VA2).

El torno de sujeción principalmente mecaniza una familia de varillas de extrusión de varias longitudes que se ensamblan para crear manijas de empuje/tracción.

Mientras esperaba la entrega de ese equipo, Resnick tuvo un par de meses para poner el torno tipo suizo en marcha nuevamente. Dice que la máquina básicamente requería una buena limpieza, y comenzó a aprender Abile, el software CAM de programación gratuito que Tsugami ofrece para sus tornos tipo suizo. Innovative Controls también agregó un sistema de supresión de incendios Firetrace a la máquina para proporcionar la confianza para correrla desatendida. En un lapso de tres meses, la máquina pudo completar una corrida de producción de 500.000 piezas para el componente médico con solo unos pocos ajustes menores requeridos, señala Resnick. El tiempo de ciclo original era de 14 segundos por pieza usando tres herramientas, pero lo redujo a 9 segundos al reemplazar dos herramientas con una herramienta de forma personalizada que también creó virutas más manejables.

El tiempo de ciclo para estos componentes médicos producidos en el torno tipo suizo se ha reducido de 14 segundos a 9 segundos por pieza después de reemplazar dos herramientas con una herramienta de forma personalizada.

El torno de sujeción se usa principalmente para correr una familia de varillas de extrusión de aluminio de varias longitudes que se ensamblan para crear manijas de empuje/tracción usadas en paneles de bomba de camiones de bomberos. Un robot colaborativo de Universal Robots (integrado por ProCobots) se agregó recientemente para permitir largos tramos de operación desatendida. Como se muestra en el video a continuación, las piezas completadas son empujadas a través del contrahusillo para que el cobot las agarre y transfiera a bandejas. Una vez que una bandeja está llena de piezas completadas, el cobot la cubre con una bandeja vacía que luego comenzará a cargar. Pilas de bandejas pueden luego ser fácilmente embaladas y enviadas para anodizado.

Las fresadoras VA2 se usan para crear una variedad de piezas, incluyendo placas para un ensamblaje médico y moldes que la compañía usa para encapsular electrónica para proteger contra vibración y humedad. Estas máquinas cuentan con husillos de 35.000 rpm, placas de herramientas de cambio rápido de Saunders Machine Works, sondas de tacto Renishaw y detectores de rotura de herramienta Metrol que también pueden medir herramientas. Siendo que Resnick corre el taller de máquinas por su cuenta, este tipo de dispositivos hacen fácil que otra persona corra un trabajo si él no está disponible.

Innovative Controls hace máximo uso del sobre de trabajo disponible de sus fresadoras de alta velocidad usando sujeción de cambio rápido que acelera cambios.

¿Un segundo torno tipo suizo?

De manera similar, Innovative Controls encuentra valor teniendo este (por ahora) taller de cuatro máquinas más allá de la capacidad de respuesta mejorada al cliente. Resnick puede responder más rápido a las necesidades de sus diseñadores así como consultar con ellos para ofrecer sugerencias para revisar diseños, aflojar tolerancias, etc., para acelerar, simplificar o reducir el costo de mecanizar piezas para los nuevos productos de la compañía.

En términos de tecnología de mecanizado, Innovative Controls podría agregar un segundo torno tipo suizo si la demanda de piezas médicas aumenta. Michna dice que aunque no sabe hacia dónde se dirige la industria de aparatos de bomberos, esos vehículos siempre requerirán gabinetes de almacenamiento, control de bomba preciso y comunicación efectiva del sistema de bombeo con la computadora del motor. En ese sentido, la compañía permanece preparada para el éxito futuro en esa industria mientras su competencia de manufactura sustancial en muchas áreas ofrece el potencial de hacer crecer el negocio en muchas otras industrias. Michna dice que la clave es nunca quedarse atrás en tecnología y ser lo suficientemente audaz para invertir en ella, aprenderla y continuar encontrando formas de ser más efectivo usándola.