Genau das, was der Arzt für die Geschäftserweiterung bestellt hat

NC Shop steigert sein Geschäft mit kundenspezifischen Teilen mit dynamischen Fräswerkzeugwegen

Bei der Herstellung von rezeptfreien und verschreibungspflichtigen Weichgelprodukten muss die Dosierung, die jede Gelkappe füllt, präzise sein. Daraus folgt, dass das System zum Dosieren der Formulierungsmenge die gleiche hohe Präzision erfordert. Das ist die Anforderung an führende Lohnhersteller von Ernährungs- und pharmazeutischen Softgel-Produkten. Um ihre Dosierpumpen und Produktionsanlagen genau und zuverlässig zu halten, wenden sie sich an Progressive Tool &Manufacturing Inc. (Greensboro, NC).

„Auftragshersteller verwenden kundenspezifische Maschinen, die das Medikament mit sehr spezifischen Raten pumpen“, sagte Ryan Thompson, Konstrukteur bei Progressive Tool. „Natürlich sind Genauigkeit und Konsistenz wichtig. Wir fertigen und überholen seit mehr als einem Jahrzehnt Teile für medizinische Dosierpumpen.“

Progressive Tool wurde 1984 von den Brüdern Daniel und Richard Thompson gegründet und stellt seit 1984 im Zentrum von North Carolina Spezialmaschinenteile und Lehren her. Das Unternehmen fertigt hauptsächlich kundenspezifische Teile – in durchschnittlich fünf bis zehn Stückzahlen – und keine Produktionsbearbeitung. Die Kunden reichen von der medizinischen Industrie über Rüstungsunternehmen bis hin zu Luft- und Raumfahrtunternehmen, die Prototypentests durchführen, und mehr. „Ungefähr ein- oder zweimal im Jahr stellen wir drei- oder vierhundert Stück für einen Kunden her“, sagte Ryan. „Aber wir sind hauptsächlich ein Geschäft, das die Dinge herstellt, die Dinge herstellen, messen oder zusammenbauen.“

Mitarbeiter sind gelernte Werkzeugmacher

Progressive Tool unterscheidet sich von allgemeinen Maschinenwerkstätten. Laut Gründer Richard „Dick“ Thompson (Ryans Vater) zeichnet sich das Unternehmen dadurch aus, dass alle Mitarbeiter des Unternehmens qualifizierte Werkzeugmacher sind. „Selbst wenn sie Lehrlinge sind“, sagte Dick, „sind sie Werkzeugmacherlehrlinge. Jeder kann von der Zeichnung bis zur Fertigung mitwirken.“

Laut Dick erledigen Werkzeugmacher alles – von der Einrichtung des Materials und dem Ausrichten der Teile über den Betrieb der CNC-Maschinen und die Erstellung der Programme bis hin zu ihren eigenen Einstellungen und der Herstellung ihrer eigenen Vorrichtungen. „Wir haben nicht nur Maschinenbediener oder Teillader“, fügte er hinzu.

Seit 30 Jahren unterstützt das Unternehmen die Lehrlingsausbildung im Werkzeug- und Formenbau. Alle Shop-Mitarbeiter haben entweder eine vierjährige Ausbildung abgeschlossen oder sind jetzt in einer solchen tätig.

Zur Herstellung von Spezialteilen verwendet das Unternehmen vierachsige CNC-Fräsmaschinen, mehrachsige CNC-Drehmaschinen und CNC-Senk- und Drahterodiermaschinen in Verbindung mit einer leistungsstarken CAD/CAM-Software, die es Werkzeugmachern ermöglicht, Werkzeugmaschinenprogramme zu erstellen, die extrem enge Toleranzen erreichen können.

„Wir verwenden Mastercam [entwickelt von CNC Software Inc., Tolland, CT], um alle unsere CNC-Maschinen zu steuern“, sagte Dick. Er nannte es „ein wesentliches Bindeglied“ und merkte an, dass die Werkzeugmacher seines Unternehmens keine Programmierung an der Werkzeugmaschine vornehmen. „Wir erledigen alles über die Software.“

Das Unternehmen behält seinen Ruf als eines der qualitativ hochwertigsten Geschäfte in der Gegend für kundenspezifische Teile. Dieser Ruf wird verdient, sagte Dick, indem man bei der Genauigkeit keine Kompromisse eingeht. Die Mehrheit der Jobs beinhaltet Teile mit sehr engen Toleranzen, sagte er. Am Beispiel eines medizinischen Jobs beschrieb Dick den Prozess Progressive Tool, der an einer Dosierpumpe verwendet wird:„Wir schleifen die Schieberventile flach und parallel auf 0,0002″ [0,005 mm] über ein Teil aus gehärtetem Edelstahl von 0,500″ × 2″ × 10″ [12,7 × 50,8 × 254 mm], um 6 µin zu erreichen. [0,1524 µm] Oberfläche.“

„Normalerweise beginnen wir mit einem soliden Modell. Wir übernehmen es in Mastercam, erstellen Werkzeugwege und verwenden die ursprüngliche Konstruktionsgeometrie aus dem Modell, um unsere Werkzeugwege auszuführen“, sagte Dick. Obwohl einige Kunden Drahtgitter- und Konstruktionsdaten aus 2D-Zeichnungen verwenden, bevorzugt Progressive Tool die Verwendung von Volumenmodellen.

Upgrade auf Dynamisches Fräsen

Progressive Tool verwendet Mastercam seit etwa 20 Jahren. Zur gleichen Zeit, als das Unternehmen eine Drehmaschine mit Gegenspindel, C- und Y-Achsen und angetriebenen Werkzeugen kaufte, rüstete es auf Mastercam 2017 auf. Mit diesem Upgrade kamen neue Werkzeugwegfunktionen, die die Werkzeugmacher begeisterten.

Dynamisches Fräsen (oder Dynamic Motion-Technologie) verwendet proprietäre Algorithmen, die in die Software einprogrammiert sind, um Änderungen im Material automatisch zu erkennen, wenn das Werkzeug durchschneidet. Das Werkzeug bleibt mit dem Material in Eingriff, wodurch Luftschnitte minimiert werden und die Maschinen voll ausgelastet werden können. Thompson erinnerte sich, wie vorsichtig seine Leute waren. „Unsere Werkzeugmacher hatten Vorführungen zum dynamischen Fräsen gesehen und waren skeptisch“, sagte Dick. Aber als sie von der Schulung zurückkehrten, die von Barefoot CNC (Morganton, NC), einem Mastercam-Händler, angeboten wurde, haben sie es nie bereut.

Gleichzeitig stellte Dick fest, dass das dynamische Fräsen nicht für jedes Teil und jede Aufgabe geeignet ist. Mit der richtigen Anwendung und den richtigen Schneidwerkzeugen funktioniert das dynamische Fräsen jedoch „nicht nur, es ist erstaunlich“, sagte er. Ein Teil, das das Unternehmen aus Edelstahl 304 herstellte, dessen Roh- und Endbearbeitung früher etwa eine Stunde dauerte, dauert jetzt 18 Minuten. "Es ist drei- oder viermal schneller als unsere alte Methode", sagte er.

Ein anderer Job – das Schneiden von Kunststoff – läuft mit 200 ipm (5 m/min) und dreht sich mit 6000 U/min. Und er berichtete, dass die Werkstatt beim Schneiden von Aluminium und Stahl je nach Schnitttiefe mit Geschwindigkeiten von bis zu 50 ipm (1,2 m/min) arbeiten kann. „Normalerweise versuchen sie, zwischen der vollen Durchmessertiefe und dem 1½-fachen Durchmesser zu gehen. Wenn es sich um einen ¾" [19,05 mm]-Fräser handelt, können wir problemlos zwischen ¾" und 1¼" tief gehen", bemerkte Ryan.

In letzter Zeit haben Werkzeugmacher einige der Maschinen vorangetrieben. "Jeder drückt irgendwie darauf, um zu sehen, wie viel schneller wir fahren können", sagte Ryan.

Selbst bei erhöhten Geschwindigkeiten beschrieb er die neu entdeckte Fähigkeit der Werkstatt, ein Teil mit demselben Werkzeug zu schruppen und zu schlichten, als „den Unterschied zwischen Tag und Nacht“. Anstatt Tiefenschnitte mit Schaftfräsern vorzunehmen, bei denen nur der Boden um 0,050″ bis 0,0100″ [1,27 bis 0,254 mm] entfernt wird, sagte er:„Wir nehmen die volle Schnitttiefe und schrittweise Zustellungen mit unglaublichen Geschwindigkeiten vor. Wir fahren nicht nur höhere Geschwindigkeiten, sondern verlängern auch die Lebensdauer der Werkzeuge. Und das spart uns eine Menge.“

Mehr Jobs annehmen

Die Software, zusammen mit neuen Produktionsanlagen, ebnet dem Unternehmen den Weg, mehr Arbeitsplätze zu übernehmen und sein Geschäft auszubauen. „Selbst wenn wir 10 und 20 Teile herstellen, ist die Zeitersparnis erheblich“, sagte Ryan. Ryan bemerkte, dass Progressive Tool aufgrund der möglichen Vorschübe und Geschwindigkeiten einige ältere Geräte aufrüsten muss. „Maschinen aus den 80ern können einfach nicht mehr mithalten“, sagte er.

Der jüngere Thompson listete weitere Entwicklungen auf, die sich aus dem Software-Upgrade 2017 ergeben. Die Drehmaschine des Unternehmens mit einer Gegenspindel und mehrachsigen aktiven angetriebenen Werkzeugen hat viele neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnet.

„Mit dem Mill-Turn haben wir Teile mit einem Dutzend Aufspannungen, die wir jetzt in einer Aufspannung bearbeiten können. Wir sparen nicht nur Zeit, sondern können jetzt auch mehr – und andere – Jobs annehmen!“

Das Software-Upgrade stellte Progressive Tool mit Mastercams Verify Solid Model Cut Verification/Machine Simulation Feature bereit. Dick nannte es „eine enorme Zeitersparnis“ bei jedem Werkzeugweg, den das Unternehmen ausführt. „Ich kann mich an einige Projekte erinnern, bei denen wir während der Arbeit mit Verify sagen konnten:„Nein, warte! So können wir das nicht machen. Wir müssen herumrutschen und es von hinten treffen und können neue Werkzeugwege effizient neu erstellen.“

Heute übernimmt Progressive Tool, unterstützt durch das Vertrauen in seine Kombination aus neuer Ausrüstung und neuer Software, Projekte mit komplexen Geometrien und engen Toleranzen und erweitert seine langjährige Spezialarbeit – kundenspezifische Teile.

Allein der zeitsparende Vorteil des dynamischen Fräsens, sagte Ryan, habe Progressive Tool in eine bessere Position gebracht, um mehr Aufträge zu bekommen. „Ob Medizin, Verteidigung, Automobil oder Nuklear, unsere Kunden verlassen sich darauf, dass wir genaue und faire Angebote machen. Die Software hat uns sogar dabei geholfen.“

Laut den beiden Thompsons hat das Upgrade auf Mastercam 2017 dazu beigetragen, Vorlaufzeiten und Produktionszeiten zu verkürzen und die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern, was Progressive Tool dabei geholfen hat, seine Geschäftsziele zu erreichen und gleichzeitig seinen Ruf bei kundenspezifischen Teilen zu wahren.