Sehen Sie sich den Werkzeugwert anstelle seiner Kosten an

In der Produktionshalle von Bradshaw Medical – einem Hersteller von chirurgischen Handwerkzeugen in Kenosha, Wisconsin – ist eines der produktivsten Fräswerkzeuge überhaupt keine Fräse. Es ist ein benutzerdefinierter Stufenbohrer. Der Bohrer fräst nicht wirklich
passieren, aber es war ein starker Vermittler für die Fräsoperationen.

Tatsächlich dreht sich der Bohrer nicht einmal. Auf der Multitasking-Drehmaschine Mazak Quick Turn von Bradshaw wird das Werkzeug auf der Mittellinie gehalten, während sich das Teil dreht und ein abgestuftes Loch mit mehreren Durchmessern in die Mitte des Teils bohrt. Da für dasselbe Loch früher drei Werkzeuge zum Zentrieren, Bohren und Reiben benötigt wurden, macht das neue Werkzeug zwei Werkzeugplätze auf dem Revolverkopf der Maschine frei. Durch das Füllen dieser Werkzeugpositionen mit Fräswerkzeugen kann die Werkstatt nun sowohl die angetriebenen Werkzeuge als auch die Y-Achsenbewegung der Mazak-Maschine nutzen, um das Fräsen dieses Teils innerhalb derselben Einrichtung wie das Drehen durchzuführen. Das bedeutet, dass das Teil für diese Drehwerkzeugbearbeitung nicht mehr zu einem Bearbeitungszentrum geschickt werden muss. Wo früher die Einrichtung des Bearbeitungszentrums Kapazitäten verbrauchte, die einen zusätzlichen Bedarf für die Auslagerung eines Teils der Bearbeitungsnachfrage des Unternehmens verursachten, ist der Druck zur Auslagerung jetzt viel geringer.

Fertigungsleiter Rich Czekalski sagte, er habe sich zunächst gegen den Preis von 150 US-Dollar für den kundenspezifischen Bohrer gewehrt, aber angesichts all der Vorteile, die sich aus der Konsolidierung der Revolverkopfpositionen ergeben, erscheint der Preis jetzt mehr als angemessen.

Das Produktionspersonal bei Bradshaw hat sich auf diese Weise verschiedene Prozesse in Drehzentren angesehen und nach anderen Möglichkeiten gesucht, um die Anzahl der Werkzeuge einzusparen, auch wenn dies bedeutet, dass sie etwas mehr ausgeben. Der Schlüssel zur Erzielung des größtmöglichen Nutzens auf einer dieser Maschinen, Multitasking oder anderweitig, besteht darin, den Wert zu maximieren, den jede der begrenzten Anzahl von Revolverpositionen liefern kann. Dazu ist oft ein vielseitigeres und/oder leistungsstärkeres Werkzeug erforderlich, aber Herr Czekalski sagt, dass sowohl das Werkstattpersonal als auch die Unternehmensleitung immer besser darin werden, nicht auf Kosten eines wertvollen Schneidegeräts zurückzuschrecken. Im Fall eines intern modifizierten Werkzeugs stellte die Werkstatt jedoch fest, dass einfallsreiches Denken es ermöglichte, schneller zu schneiden und Werkzeugpositionen zu konsolidieren sowie gleichzeitig am Werkzeug zu sparen.

Angstfaktor

Der Bearbeitungsbereich von Bradshaw Medical wurde schnell effizienter, da das Unternehmen selbst schnell wächst. Der drei Jahre alte Hersteller hat jetzt insgesamt 70 Mitarbeiter und 14 CNC-Maschinen. Eine neue, größere Einrichtung wird Ende 2010 fertig sein, aber vorerst ist das Unternehmen auf seinen zunehmend beengten derzeitigen Standort beschränkt. Neue Maschinen, die aufgrund der Nachfrage des Unternehmens gerechtfertigt sein könnten, können auf der verfügbaren Fläche nicht untergebracht werden. Daher ist die Verbesserung der Produktivität mit den vorhandenen Maschinen derzeit praktisch die einzige Option.

Eine der ersten Erfahrungen der Werkstatt mit der Erhöhung der Maschinenkapazität durch Reduzierung der Zykluszeit und Konsolidierung der Werkzeugpositionen war ein Hochleistungsbohrer von Walter Titex. Dieses Werkzeug erhöhte die Geschwindigkeit des Bohrvorgangs und machte zwei Werkzeugpositionen frei, indem es die Notwendigkeit des Zentrierbohrens und Reibens überwand. Die Kosten für den Bohrer waren jedoch hoch im Vergleich zu den Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl, die die Werkstatt verwendet hatte, was eine psychologische Hürde darstellte.

„Niemand will der Typ sein, der ein 35-Dollar-Werkzeug in die Luft jagt“, sagt Czekalski.

Inzwischen hat die Werkstatt Erfahrung mit diesem Werkzeug und mit anderen Hochleistungswerkzeugen, die viel teurer sind. Durch die Feinabstimmung des Prozesses wurden optimale Parameter gefunden, und die Werkzeuge laufen routinemäßig ohne Zwischenfälle mit den aggressiveren Geschwindigkeiten, die die Werkstatt jetzt erreicht. Die anfängliche Angst war kein Grund, nicht weiterzumachen.

Ein Werkzeug, das aus einer einzigen Drehzentrumsposition einen noch höheren Wert lieferte, war ein Multifunktionsfräser, der zum Plandrehen, Bohren, Bohren und Außendrehen geeignet war. Dank der Vielseitigkeit dieses Fräsers ist die Werkstatt in der Lage, 90 Prozent der Bearbeitung für eine bestimmte Teilenummer allein mit diesem Werkzeug durchzuführen.

Das Schneidwerkzeugunternehmen Sumitomo lieferte dieses Multifunktionswerkzeug sowie den kundenspezifischen Stufenbohrer. Letztendlich kam Bradshaw zu diesem Werkzeuglieferanten mit einer Idee für weitere Kosteneinsparungen und Produktivitätssteigerungen, bei der die Werkstatt ein bestimmtes Werkzeug selbst anpassen würde.

Etwas schlanker

Das am Anfang dieses Artikels gezeigte maschinell bearbeitete Teil ist ein Griff für ein drehmomentbegrenzendes chirurgisches Handwerkzeug. Ein kritisches bearbeitetes Loch, das ganz durch das Edelstahlteil verläuft, hat einen Durchmesser von etwa 1/2 Zoll und eine Länge von 4 Zoll.

Die Werkstatt hatte die Bohrung mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 8:1 mit HSS-Werkzeugen bearbeitet. Die Flexibilität von HSS vermeidet die Gefahr eines plötzlichen Werkzeugversagens, wenn sich Späne im tiefen Loch ansammeln und die Schnittkraft spitzen. Das Schneiden war jedoch langsam.

Ein schnelleres Schneiden würde Hartmetall erfordern, aber Hochleistungswerkzeuge aus Vollhartmetall, die die Zähigkeit bieten, um das tiefe Loch zuverlässig zu bearbeiten, wären teuer gewesen. Tatsächlich würden sich die Gesamtkosten für den Bohrer in voller Größe plus Pilotbohrer auf Hunderte von Dollar belaufen, sagt Herr Czekalski.

Eine wirtschaftlichere Lösung wäre ein Stahlkörper mit einer austauschbaren Hartmetallspitze, aber ein solches Werkzeug war für ein so langes und schmales Loch schwer zu finden. In dieser Reichweite bot Sumitomo den Bohrer in Größen bis zu einem Durchmesser von 13,5 mm an. Bradshaw benötigte 13 mm.

Daher fragte Bradshaw das Unternehmen:Könnte der Laden die Karosserie selbst auf Maß drehen? Würde Sumitomo Unterstützung leisten, indem es den Einsatz für diese andere Größe anpasst?

Der Werkzeughändler Machinery &Factory Industrial Supply aus Racine, Wisconsin, ermöglichte das Treffen zwischen Herrn Czekalski und Sumitomo. Der Schneidwerkzeughersteller stimmte zu, dass das Entfernen von 0,5 mm die Funktionalität des Bohrerkörpers nicht dramatisch beeinträchtigen würde. Kundenspezifische Wendeschneidplatten, die in die neue Größe passen, würden etwa 100 US-Dollar pro Stück kosten, aber Herr Czekalski dachte, dass dies angesichts der verkürzten Zykluszeit und der freieren Werkzeugposition, die das kundenspezifische Werkzeug ermöglichen würde, gerechtfertigt wäre. Außerdem konnte die Wendeschneidplatte dreimal nachgeschliffen werden, was die Gesamtwirtschaftlichkeit deutlich erhöht.

Fürchte die richtigen Dinge

Das neu modifizierte Werkzeug wurde noch nicht verwendet, aber Bradshaw-Programmierer und Maschinenbediener Scott Wise hat bereits ein ähnliches Werkzeug an einem tiefen Loch in einem anderen Teil verwendet. Auch bei diesem Tool war zunächst Vorsicht geboten. Mr. Wise beobachtete nervös den Belastungsmesser des Drehzentrums, bis er überzeugt war, dass das Werkzeug bei den aggressiveren Parametern, die es ermöglichte, ohne Fehler funktionieren würde. Mit der kundenspezifisch modifizierten Version des neuen Tools erwartet er, dass er dasselbe tun wird – vorsichtig, ja sogar ängstlich vorgehen, bis sich das Tool wiederholt bewährt und beginnt, für den Shop alltäglich zu werden.

Angst ist kein Grund, nicht weiterzumachen – das ist die Lektion, die Bradshaw immer wieder bestätigt, wenn das Unternehmen seine Drehmaschinen immer produktiver macht. Hochwertige Maschinen benötigen hochwertige Werkzeuge, um ihren Wert zu realisieren, und dies gilt für fortschrittliche Drehzentren genauso wie für jeden anderen Maschinentyp.

Tatsächlich weisen die Mitarbeiter von Bradshaw darauf hin, dass die anfängliche Angst vor der Verwendung teurer Werkzeuge fast völlig fehl am Platz war. Sie bekommen, wofür Sie bezahlen, heißt es – was bedeutet, dass die Kosten angemessen sind, solange die Auszahlung hoch ist. Der Shop sollte nicht unbedingt bei Preisschildern zusammenzucken, so selbstverständlich es auch sein mag. Viel mehr Geld wird insgesamt gespart, wenn der Shop stattdessen zu lange Durchlaufzeiten oder Setups, die es erschweren, die wachsende Kundennachfrage des Unternehmens zu erfüllen, nicht toleriert.