Schweres Zeug drehen

Gentz ​​Industries in Warren, Michigan, ist einer dieser Läden, die manche Lieferanten gerne als Kunden haben, während andere dies nicht tun. Gentz ​​als guten Kunden zu haben, wird einen Lieferanten besser machen – und alle seine anderen Kunden werden ebenfalls davon profitieren.

Gentz ​​könnte als „herausfordernd“ bezeichnet werden. Sich Herausforderungen zu stellen, ist jedoch der beste Weg, um stärker zu werden. Es ist nicht so, dass das Unternehmen „schwierig“ oder „anspruchsvoll“ oder „immer hart verhandeln“ ist. Im Gegenteil, sie ist bemerkenswert offen, kooperativ und fair. Das Problem ist, dass Gentz ​​sich einigen einzigartig anspruchsvollen Produktionsanforderungen in der Luft- und Raumfahrt und der Energieerzeugung verschrieben hat. Die Herstellung komplexer Turbinentriebwerkskomponenten für den kommerziellen und militärischen Markt ist ein wichtiger Teil seines Geschäfts. Zu diesen Komponenten gehören Verbrennungsgehäuse, Hochdruckturbinengehäuse und Abgasgehäuse. Neben CNC-Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Fräsen und Funkenerosion verfügt die Werkstatt über umfangreiches Know-how in der Blechumformung mit hydraulischen Pressen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Hydroforming und anderen Verfahren. Seine vielleicht herausragendste Fähigkeit ist das Zusammenfügen zahlreicher bearbeiteter und geformter Teile zu fertigen Produkten durch WIG-Schweißen, Elektronenstrahlschweißen, Vakuumofenlöten und andere fortschrittliche Verbindungstechniken.

Es versteht sich von selbst, dass die Qualitätsanforderungen für Strahltriebwerkskomponenten äußerst streng sind, und die Erfüllung dieser Anforderungen hat für Gentz ​​höchste Priorität – davon hängt der Ruf des Unternehmens in der Branche ab. Weitere Hauptanliegen sind Effizienz und Kostenkontrolle, die die Rentabilität des Shops bestimmen.

Es ist bemerkenswert, dass Gentz ​​in den letzten Jahren seine Herangehensweise an den Kauf von Schneidwerkzeugen geändert hat. Im gleichen Zeitraum hat es auch seine Philosophie bezüglich Investitionen in Werkzeugmaschinen geändert. Diese Änderungen sind ein Grund dafür, dass es dem Unternehmen gelingt, die Bearbeitungszeit kontinuierlich zu verkürzen, Rüstzeiten zu reduzieren und das Teilehandling zu minimieren, während Qualitäts- und Kostenziele konsequent erreicht werden. Interessanterweise gibt Gentz ​​mehr für speziell entwickelte Wendeschneidplatten und kundenspezifische Werkzeughalterstile aus, während es vom Kauf teurer High-End-Werkzeugmaschinen abgerückt ist. In beiden Fällen spiegelt dies jedoch wider, dass das Unternehmen wertebewusster geworden ist.

Wertbewusst zu sein, wenn es um die Ausgaben für Schneidwerkzeuge und Investitionen in Werkzeugmaschinen geht, macht einen großen Unterschied. Diese Firma kauft viele Schneidwerkzeuge. Laut Mark McWilliams, Einkaufsleiter, gibt das Geschäft etwa 1,25 Millionen US-Dollar pro Jahr für Hartmetalleinsätze aus. Gentz ​​hat auch einige Werkzeugmaschinen gekauft, insbesondere im letzten Jahr oder so, als es die Produktion des Turbinengehäuses für das Düsentriebwerk Pratt &Whitney 150 hochgefahren hat. Seit Anfang 2007 hat das Unternehmen 10 neue CNC-Werkzeugmaschinen installiert.

Um das Beste aus seinen Ausgaben für Hartmetalleinsätze und verwandte Schneidwerkzeugprodukte herauszuholen, hat Gentz ​​einen sehr ungewöhnlichen Ansatz für die Zusammenarbeit mit seinem Hauptlieferanten für Schneidwerkzeuge, Seco Tools (Troy, Michigan), und Secos lokalem Vertriebspartner E &R Industrial entwickelt . Der Shop führt monatliche Foren durch, in denen er diesen Lieferanten seine dringendsten Bearbeitungsherausforderungen vorstellt. Diese Foren hatten bemerkenswerte Erfolge bei Drehanwendungen, obwohl auch das Fräsen davon profitiert hat.

Obwohl die neue Philosophie, die Gentz ​​bei Investitionen in Werkzeugmaschinen verfolgt, vielleicht nicht so bahnbrechend ist, verdient sie die gleiche Aufmerksamkeit. Bis in die letzten 2 oder 3 Jahre herrschte beim Kauf von Neumaschinen eine „Man bekommt, wofür man bezahlt“-Mentalität. Dies veranlasste das Geschäft, meist teure Maschinen zu erwerben, viele davon aus Japan. Obwohl diese Maschinen immer noch als sehr produktive Vermögenswerte angesehen werden, hat das Unternehmen eine andere Richtung eingeschlagen. Für seine schwierigsten Drehanwendungen in Inconel und anderen exotischen Legierungen hat Gentz ​​eine Reihe taiwanesischer Maschinen wie Horizontaldrehmaschinen und VMCs von Johnford und Vertikaldrehmaschinen von You Ji erworben. Dieses Umdenken ist größtenteils den Bemühungen von Absolute Machine Tools (Lorain, Ohio), dem US-Importeur, und seinem Distributor Single Source Technologies zu verdanken. Diese Maschinen erfüllen sowohl die anspruchsvollen Leistungskriterien von Gentz ​​als auch „mehr Maschinen fürs Geld“. Laut Roger Bartolemei, COO von Gentz, ermöglichte die Hinwendung zu in Taiwan gebauten Maschinen dem Geschäft, sowohl die Fähigkeiten als auch die Kapazität zu erwerben, die es benötigt, um mit der wachsenden Nachfrage nach seinen Komponenten für Strahltriebwerke Schritt zu halten.

EIN OEM- UND REPARATUR-JOBSHOP

Obwohl Gentz’ Herangehensweise an bestimmte Lieferantenbeziehungen untypisch sein mag, sticht der Shop auf andere Weise hervor. Es produziert große Serien komplexer Teile in kleinen Stückzahlen. OEM-Produkte machen etwa 80 bis 85 Prozent des Umsatzes aus. 15 bis 20 Prozent des Umsatzes sind „Überholungsarbeiten“ – die Reparatur, Überholung und Aufrüstung kritischer Triebwerksteile. Da ein Überholungsauftrag oft sofort umgedreht werden muss, um ein Flugzeug wieder in die Luft zu bringen, folgt Gentz ​​den Prinzipien der „schnell reagierenden Fertigung“, einer Variation von Lean-Manufacturing-Techniken, die für Job-Shop-Umgebungen geeignet sind. Werkzeugmaschinen sind in Zellen angeordnet, die bei der Durchführung einer Reihe von Operationen autark sind. Schnelles Umrüsten, standardisierte Werkzeuge und visuelle Fertigung (alles im Blick und zur narrensicheren Identifizierung deutlich gekennzeichnet) werden in allen Werkstattbereichen praktiziert.

Das Unternehmen hat sich seit Jahren in diese Richtung entwickelt, ist aber seit seiner Gründung im Jahr 1949 seinen Wurzeln als Luft- und Raumfahrtwerkstatt treu geblieben. Der aktuelle Standort des Unternehmens in Warren ist nicht weit von seinem ursprünglichen Standort entfernt. Die jüngste Erweiterung, die im Dezember 2007 abgeschlossen wurde, brachte die Gesamtproduktionsfläche auf etwa 132.000 Quadratfuß. Gentz ​​hat auch eine wachsende Belegschaft, die sich der 300-Marke nähert.

Der Fertigungsansatz des Unternehmens ist wirklich umfassend. Seine Ingenieure arbeiten mit den Konstrukteuren der Kunden zusammen, um nicht nur die Herstellbarkeit von Komponenten, sondern auch ihre Reparierbarkeit zu verbessern. Gentz ​​kann Reparatur- und Wartungshandbücher entwickeln, während es OEM-Produktionsprozesse entwickelt, und Reparaturpakete mit der Lieferung der fertigen Komponenten bereitstellen. Produktionsprozesse bleiben jedoch nach der Inbetriebnahme nicht fixiert. Es beginnt sofort, über Möglichkeiten nachzudenken, den Betrieb zu rationalisieren und die Kosten zu senken.

Ein scheinbares Paradoxon besteht darin, dass das Unternehmen sowohl vorsichtig als auch aggressiv bei Versuchen ist, seine Herstellungsprozesse zu verbessern. Eine Komponente kann einen Mehrwert von Zehntausenden von Dollar darstellen, wenn sie einen bestimmten Vorgang erreicht. Wenn dieser Betrieb stabil und vorhersehbar ist, ist das Geschäft verständlicherweise misstrauisch gegenüber Änderungen, die den Status quo stören könnten. Wenn der Status quo einen Engpass, übermäßigen Fräserverbrauch, Widerstand gegen die Automatisierung oder andere suboptimale Leistungsniveaus der Maschine darstellt, sucht die Werkstatt aktiv nach einem besseren Weg.

Das ist einer der Gründe, warum der Austausch mit Werkzeugmaschinenlieferanten und Schneidwerkzeugherstellern für Gentz ​​einen großen Unterschied macht.

WERKZEUGFOREN

Die monatlichen „Werkzeugforen“ sind ein gutes Beispiel dafür, wie Gentz ​​die Interaktion mit einem Lieferanten auf eine neue und vorteilhafte Ebene hebt. Zu den Teilnehmern gehören Mitarbeiter von Gentz, die die Abteilungen CNC-Programmierung, Engineering und Einkauf repräsentieren. Mr. Bartolomei und Jim Stevens, OEM-Fertigungsleiter, sind normalerweise Teil des Gentz-Teams bei diesen Meetings, was auf das Maß der Unterstützung durch das Top-Management für diesen Prozess hinweist.

Belinda Smith, Anwendungstechnikerin bei Seco, gesellt sich bei diesen Treffen normalerweise zu ihrem Kollegen von E &R Industrial. Als die Idee für diese Foren vor ein paar Jahren aufkam, wurde die Einladung zur Teilnahme an andere Hersteller von Schneidwerkzeugen ausgeweitet, deren Produkte bei Gentz ​​im Einsatz waren, aber Seco war der einzige, der das Konzept begeistert aufnahm.

Meetings konzentrieren sich normalerweise auf einen bestimmten Vorgang, der Aufmerksamkeit erfordert. Im Wesentlichen geben diese Foren Gentz ​​die Möglichkeit, den Werkzeuglieferanten herauszufordern, einen besseren Weg zu finden, um diesen Vorgang durchzuführen. Nach der Identifizierung von Bereichen mit Bedenken oder Unzufriedenheit diskutiert die Gruppe Optionen und Alternativen, bevor sie sich für konkrete Verbesserungsprojekte entscheidet, die weiterverfolgt werden sollen. Diese Projekte werden priorisiert und dem „Aktionsregister“ hinzugefügt, einer Liste laufender Projekte, die ein Startdatum, ein voraussichtliches Fertigstellungsdatum und Hinweise zu bestimmten zu erreichenden Leistungszielen enthält. Das Aktionsregister ist das Hauptergebnis jedes der Foren, die normalerweise etwa 90 Minuten dauern.

Seco hat häufig neue Schneidsorten, Wendeplattengeometrien oder Wendeplattenbeschichtungen als Reaktion auf Maßnahmenregister entwickelt. Wenn sich diese „Gentz-Specials“ auf der Verkaufsfläche bewähren, werden einige davon wahrscheinlich zum Standardartikel im Seco-Katalog. Andere sind einzigartige Lösungen für die einzigartigen Schwierigkeiten, die durch die fortschrittlichen Designs der Werkstücke von Gentz ​​auferlegt werden.

Das Gentz-Team versteht, dass sich Kostenbedenken auf die Kosten des Schnitts konzentrieren müssen, nicht auf die Kosten des Schneidegeräts. Ein speziell entwickeltes Werkzeug kostet wahrscheinlich mehr, manchmal sogar erheblich mehr als ein Standardartikel. Die Teilekostenanalyse hilft dabei, den Wert einer kostspieligeren Wendeschneidplatten- oder Schneidwerkzeugbaugruppe sichtbar und vertretbar zu machen. Ebenso erkennt das Team an, dass es für Konzepte offen sein muss, die seine Vorstellung von Tooling-Praktiken in Frage stellen. Dies kann bedeuten, dass ein Werkzeug mit Geschwindigkeiten oder Vorschüben betrieben wird, die bei Probeschnitten zu Nervosität führen.

Ein frühes Beispiel für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Gentz ​​und Seco war das Gewindefräsen in einem Verbrennungsgehäuse aus Inconel. Basierend auf den Angaben des Werkzeuglieferanten konnte die Werkstatt mehr als 60.000 US-Dollar pro Jahr einsparen, indem sie die Zeit für die Fertigstellung von 52 Gewindebohrungen in jedem Gehäuse verkürzte und das manuelle Gewindeschneiden zur Fertigstellung jeder Bohrung überflüssig machte. Bei der anfänglichen Entwicklung des Produktionsprozesses für dieses Teil wollte die Werkstatt einen 0,156-Zoll-Gewindefräser verwenden. Leider konnten Mühlen dieser Größe von anderen Anbietern die Gewinde nicht auf volle Größe schneiden, ohne zu brechen. Infolgedessen musste sich die Werkstatt mit der Verwendung eines größeren Gewindefräsers begnügen, der nicht so schwach war, drei leichte Durchgänge in jedem Loch benötigte und die Gewinde zu klein beließ. Das manuelle Gewindebohren jedes Lochs auf volle Größe erforderte durchschnittlich weitere 90 Minuten pro Gehäuse.

Frau Smith glaubte, dass die Werkstatt die Löcher mit einem 0,156-Zoll-Gewindefräser aus der Threadmaster-Serie von Seco immer noch auf Maß herstellen könnte. Diese Vollhartmetallwerkzeuge sind mit einer Mikrokorn-Hartmetallstruktur und einer TiCN-Beschichtung ausgestattet. Aber auch andere Änderungen mussten vorgenommen werden. Um die Schnittbedingungen für diese Sorte zu optimieren, müssten die Vorschübe auf 194 ipm verdoppelt und die Spindeldrehzahlen auf 5.000 U/min (höchste Leistung der Maschine) erhöht werden. Der Wechsel zu einem Warmschrumpf-Werkzeughaltersystem wäre auch notwendig, um den Rundlauf bei diesen Einstellungen zu minimieren, betonte sie. Auch Programmierroutinen müssten modifiziert werden. Obwohl die vorgeschlagenen Änderungen zunächst extrem erschienen, war die Logik des Systemansatzes überzeugend. In Tests hat der neue Gewindefräser bewiesen, dass er die Festigkeit und Verschleißfestigkeit besitzt, um Gewinde in voller Größe in zwei statt in drei Durchgängen herzustellen.

Aus dieser Erfahrung ergaben sich mehrere Lehren. Zum einen war es wichtig, Engineering, Programmierung und die Mitarbeiter im Shopfloor in die Diskussion einzubeziehen. Zum anderen war es wichtig, nicht nur das Schneidwerkzeug, sondern auch Werkzeughalter, Bearbeitungsparameter und Programmierroutinen zu berücksichtigen. Darüber hinaus war es notwendig, dass ein Vertreter des Schneidwerkzeugherstellers bei den Bearbeitungsversuchen anwesend war, um sicherzustellen, dass alle Empfehlungen vollständig umgesetzt und die Testschnitte fair durchgeführt wurden.

WERTE NEU DENKEN

Obwohl es nie zu spät ist, einen Betrieb durch die Entwicklung einer neuen Werkzeuglösung zu verbessern, ist es viel schwieriger, Einschränkungen oder Ineffizienzen zu überwinden, die sich aus den Einschränkungen einer Werkzeugmaschine ergeben. Da Gentz ​​seine Werkstücke gründlich versteht, von der Konstruktionsabsicht bis hin zu Wartungs- und Reparaturzyklen, nutzt das Unternehmen diese Einsicht, um die Anforderungen an neue Maschinen unmissverständlich zu formulieren. Flexibel und pragmatisch zu sein, hat dem Shop jedoch gute Dienste geleistet. Die jüngste Umstellung auf „günstige“ Maschinen aus Taiwan beispielsweise entspricht der charakteristischen Offenheit des Unternehmens für Veränderungen.

In letzter Zeit konzentrierte sich der Betrieb auf die Steigerung der Produktion von dünnwandigen Gehäusen und Gehäusen aus hochwarmfesten Legierungen wie Inconel 718, einem häufig anzutreffenden Werkstoff. Die Nachfrage nach diesen Teilen ist stark gestiegen, insbesondere jetzt, da Gentz ​​neue Verträge für die Turbinengehäuse des Pratt &Whitney 150-Triebwerks hat. Typischerweise sind sowohl der Außendurchmesser als auch der Innendurchmesser dieser Teile durch komplexe Konturen und Rillen mit Anforderungen an eine feine Oberflächengüte gekennzeichnet. Einige Gehäuse erreichen einen Durchmesser von 40 Zoll und sind bis zu 30 Zoll hoch. Die meisten beginnen als Schmiedeteile, die bis zu 3- oder 4-mal mehr wiegen können als das fertige Teil. Nach der Bearbeitung können die Wände bis zu 0,06 oder 0,08 Zoll dünn sein. Die Maßtoleranz der Durchmesser beträgt typischerweise 0,001 Zoll. Ebenso eng sind oft die Toleranzen bei den Breiten filigraner Schlitze und Nuten.

Um der steigenden Auftragslage gerecht zu werden, wollte Herr Bartolomei zunächst bei den üblichen Drehzentren bleiben. Der Vertriebshändler Single Source Technologies verwies ihn jedoch auf ein Johnford ST-Drehzentrum mit Schrägbett, das den ungewöhnlich großen Schwenkbereich hatte, der erforderlich war, um die gesamte Bandbreite an Gehäusedurchmessern zu handhaben. Trotzdem zögerte Herr Bartolomei. Sollten wir nicht die teureren Maschinen in Betracht ziehen, an die wir gewöhnt sind, fragte er sich. Die Steifigkeit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit dieser Maschinen waren für ihn selbstverständlich.

Keith Kauzlarich, Vice President Sales bei SST, wusste, dass Gentz ​​kompromisslos hochwertige Maschinen erwartete, die durch ein hohes Maß an Service und Support unterstützt wurden. Er konnte jedoch sehen, dass die Johnfords und andere Maschinen aus Taiwan gut passen würden. Zum Beispiel,
Das Johnford-Drehzentrum hatte nicht nur den außergewöhnlichen Schwung, den die Werkstatt suchte, sondern auch andere Eigenschaften, die es besonders für die Bearbeitung von Inconel geeignet machen.

Das Wichtigste davon ist Starrheit. Das Gewicht und die Größe seines Bettgusses sowie die Kastenkonstruktion an den Achsen würden Vibrationen von den Kräften absorbieren, die bei der Bearbeitung von Inconel auftreten. (Als Werkstückmaterial ist Inconel sowohl schwer zu bearbeiten als auch sehr empfindlich gegenüber Vibrationen, daher neigt es zum Rattern.) Der 60-PS-Spindelmotor und die großen Spindellager dieser Drehmaschine würden die Kraft für diese Schnitte liefern, insbesondere beim Schruppen wenn hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen benötigt wird. Außerdem ermöglicht der 60-Grad-Winkel der Neigung des Betts einem Bediener, nahe an die Teile im Arbeitsbereich heranzukommen.

Steve Ortner, Präsident von Absolute Machine Tools, glaubt, dass Maschinen dieses Herstellers jetzt einen Vorteil gegenüber vergleichbaren Modellen aus Japan haben, weil Johnford nicht dem Trend zu leichteren Designs mit geringer Masse gefolgt ist, die von japanischen Herstellern für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsanwendungen bevorzugt werden. Er weist zum Beispiel darauf hin, dass die schwereren Meehanit-Gussteile auf diesen Drehmaschinen die außergewöhnliche Steifigkeit bieten, die zum Schneiden der zähen Luft- und Raumfahrtlegierungen erforderlich ist, mit denen Gentz ​​konfrontiert ist.

Neben konventionellen Drehzentren musste Gentz ​​auch seine Ressourcen für das vertikale Drehen erweitern. Die langen Vorlaufzeiten für die bevorzugten Optionen schlossen sie jedoch aus. Herr Bartolomei wurde auf VTL-Modelle von You Ji verwiesen, eine weitere Linie aus Taiwan, die von Absolute Machine Tools importiert wurde. Wie Herr Ortner betont, erfüllten diese Maschinen nicht nur die Spezifikationen, sondern waren auch sehr zuverlässige Produkte mit nachgewiesener Erfolgsbilanz in der Luft- und Raumfahrt. Zudem waren die von Gentz ​​gesuchten Baugrößen ab Werk mit kurzen Lieferzeiten verfügbar.

Ein Punkt, der zur Skepsis gegenüber den taiwanesischen Maschinen beitrug, war der Preis. Beide Marken waren deutlich günstiger als Gentz ​​erwartet hatte zu investieren. Dies war ein Unternehmen, das nie auf Schnäppchenjagd ging, wenn es um den Kauf von Werkzeugmaschinen ging. Bei der Herstellungsausrüstung zu sparen, war nicht sein Stil und nicht der Weg, um Qualitätsarbeit in der sehr anspruchsvollen Luft- und Raumfahrtindustrie sicherzustellen.

Letztendlich arrangierte SST ein Treffen des Gentz-Teams in der Zentrale von Absolute in Ohio, um die Johnford- und You Ji-Maschinen vorzuführen. Besuche bei Kunden in der Region, die diese Marken in Luft- und Raumfahrtanwendungen installiert hatten, die denen von Gentz ​​sehr ähnlich waren, wurden ebenfalls arrangiert. Beide Anwender bearbeiteten Inconel mit großem Erfolg. Dies reichte aus, um den Laden davon zu überzeugen, mit einer Bestellung fortzufahren. Die ersten beiden Drehmaschinen von Johnford wurden einander gegenüberliegend in einer Zelle mit einem Laufkran in der Mitte installiert, um das Be- und Entladen zu erleichtern. Eine ähnliche Zelle mit zwei You Ji VTLs wurde nicht lange danach installiert.

Laut Herrn Bartolomei haben die Maschinen so gut funktioniert, dass Folgeaufträge für Maschinen beider Hersteller folgten. Dazu gehört ein Paar Johnford SV-41H VMCs mit vierachsigen Drehtischen. Wie fast alle Maschinen bei Gentz ​​sind auch die neuen Schrägbetten, VTLs und VMCs 24 Stunden am Tag, 6 Tage die Woche im Einsatz. Die Zuverlässigkeitsbilanz dieser Maschinen hat die Erwartungen übertroffen, obwohl angemerkt werden sollte, dass Gentz ​​im Rahmen seiner Bemühungen um eine schlanke Fertigung und kontinuierliche Verbesserung ein diszipliniertes vorbeugendes Wartungsprogramm eingeführt hat.

ZUKUNFT DER FERTIGUNG

Der Erfolg von Gentz ​​in der Luft- und Raumfahrt gilt als Modell für das Überleben der Fertigung im Südosten von Michigan. Viele Beobachter haben den Niedergang der Automobilfabriken in der Region und die damit einhergehenden Arbeitsplatzverluste miterlebt, nur um zu dem Schluss zu kommen, dass die Fertigung in dieser Region keine Zukunft hat. Gentz ​​widerspricht dieser Ansicht klar.

Gentz ​​schafft nicht nur gut bezahlte Arbeitsplätze für eine wachsende Belegschaft in seinen eigenen Einrichtungen, sondern unterstützt auch andere Fertigungsunternehmen in der Region, wenn es einen der Prozesse benötigt, die es derzeit nicht intern anbietet. Es unterstützt auch lokale Zulieferunternehmen wie Seco Tools und Single Source Technologies. Jeder bei Gentz ​​versteht jedoch, dass ein anhaltender Erfolg niemals garantiert ist. Das Unternehmen muss seine Stärke erneuern, indem es sich selbst herausfordert, seine Lieferanten herausfordert und auch seine Kunden stark hält.