Von Drehautomaten zu CNC: Gent Machines technologische Evolution

Die Brüder Rich (links) und Adam Gent haben eine Fülle neuer CNC-Technologie zu Gent Machine gebracht, einem Betrieb, der zunächst ausschließlich auf Drehautomaten wie diesen Davenport in seiner Cleveland-Einrichtung setzte.

Der Lohnfertiger Gent Machine wurde 1927 gegründet, aber vielleicht haben die größten Veränderungen erst in den letzten paar Jahrzehnten stattgefunden.

2009 kauften die Brüder Rich und Adam Gent das Unternehmen von ihrem Vater Richard Jr., der in den 1970er Jahren die Eigentümerschaft übernommen hatte. Der Urgroßvater und Großvater der Brüder, Arthur und Richard Sr., gründeten das Geschäft in South Euclid, Ohio, und produzierten Granatzünder und Schlagbolzen.

Richard Jr. führte einen erfolgreichen Betrieb mit ein paar Dutzend fünfspindligen Davenport Modell B und beschäftigte bis zu 20 Mitarbeiter. Während der Highschool arbeiteten die Brüder dort als Maschinenbediener. Nach dem College arbeiteten sie eine Zeit lang außerhalb der Zerspanungsindustrie, bevor sie in das Familiengeschäft zurückkehrten. Rich stieg 2000 ein; Adam 2006.

Gent Machine hat immer noch fast 40 Davenport Modell B Maschinen (die meisten mit Einhausungen) in seinem neuen Gebäude.

Dieser Zeitpunkt schien ideal, da Gent Machine florierte. Kurz darauf wurde jedoch der größte Kunde des Betriebs, der 65 % des Geschäfts ausmachte, von einem anderen Unternehmen aufgekauft, das die Zerspanungsarbeit ins Haus holte.

„Das waren harte Zeiten“, sagt Rich, „aber im Nachhinein sind es diese Zeiten, die dich formen.“ Und es war diese Erfahrung, die die Brüder dazu brachte, Wege zu suchen, die Zerspanungseffizienz und -fähigkeiten zu verbessern und gleichzeitig die Kundenbasis zu diversifizieren, um sich ständig ändernden Geschäftsbedingungen standzuhalten.

Technologietransfer

Gent Machines Spezialität ist das Drehen von Stangenmaterial bis 2 Zoll Durchmesser aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing, Kupfer und Titan für Branchen wie Automobil, Waffen, Industriebedarf und Hydraulik. Der Betrieb hat immer noch eine Reihe von Davenports sowie Acme-Sechsspindel-Drehautomaten, hat aber in relativ kurzer Zeit eine Fülle neuer CNC-Ausrüstung hinzugefügt.

„Unser Vater war nicht wirklich an neuer Zerspanungstechnologie interessiert“, erklärt Rich. „Es ist nicht so, dass er sie ablehnte, aber er wollte keine völlig neuen Prozesse implementieren, da er sich dem Rentenalter näherte. Er half uns aber bei der Implementierung.“

Der Betrieb hat neun Schweizer Drehautomaten, einer davon mit Technologie, die die Entstehung langer, fadenförmiger Späne reduziert.

2007 veranlasste ein lokaler Kunde den Betrieb zum Kauf seines ersten CNC-Schweizer Drehautomaten von Marubeni Citizen-Cincom, um Teile zu produzieren, die auf den bestehenden Geräten nicht bearbeitet werden konnten. Adam übernahm die Herausforderung, diese neue Technologie zu erlernen, und baute die CNC-Abteilung des Betriebs nach diesem Kauf von Grund auf auf. Gent Machine hat jetzt neun Schweizer Typen, die es dem Betrieb ermöglichen, komplexere Teile in kleineren Losgrößen im Vergleich zu seinen älteren Drehautomaten herzustellen. (Alle diese Schweizer Typen wurden über den Werkzeughändler Concentric Corp., ebenfalls in Cleveland, gekauft.)

Die neueste Maschine verfügt über Marubeni Citizen-Cincoms Niederfrequenz-Vibrationstechnologie, die den Schneiden in der Z-Achse im Takt zur Rotation des Stangenmaterials oszillieren lässt. Gelegentlich führt sie den Schneiden vollständig aus dem Schnitt. Diese gezielten Luftschnitte brechen die Späne in konsistent kleine Stücke, damit sie leicht abgeführt werden können, was die Probleme der spiraligen Spänverwicklung um Werkstück oder Werkzeug minimiert, bekannt als „Vogelnest“. Adam sagt, alle zukünftigen Schweizer Typen werden mit dieser Fähigkeit gekauft.

Weitere Änderungen wurden am Unternehmen vorgenommen, nachdem die Brüder es von ihrem Vater gekauft hatten. Zu diesem Zeitpunkt hatte Gent Machine nach ein paar Jahren Diversifizierung einen guten Kundenmix etabliert. Ein Teil davon war der überarbeiteten Unternehmenswebsite zu verdanken, die Adam mit verbesserter Suchmaschinenoptimierung erstellt hatte. Tatsächlich erfuhr Tesla so von dem Betrieb, fand dessen Website und nahm 2011 Kontakt auf.

Obwohl Tesla nach einem Lieferanten für Spritzgussteile suchte, ermöglichte es Gent Machine, den Fuß in die Tür beim großen Elektrofahrzeug-OEM (Original Equipment Manufacturer) zu bekommen. Adam konnte eine gute Beziehung zu einem Tesla-Konstrukteur aufbauen, was schließlich dazu führte, dass der Betrieb Aufträge für die Produktion von fünf verschiedenen Teilen für Tesla gewann.

Rich sagt, es erforderte jedoch einen Vertrauensvorschuss seitens des Betriebs. Zum Beispiel erforderte ein Auftrag einen Aluminiummaterialeinkauf, der dreimal größer war als alles, was der Betrieb je getätigt hatte. Zudem war Tesla damals ein Startup, und die Lebensfähigkeit von Elektrofahrzeugen war noch ungewiss. Dennoch nahm der Betrieb die Arbeit an, die den Kauf von drei zusätzlichen Schweizer Typen erforderte, die in drei Schichten liefen.

Gent Machine hat jetzt zwei Rundtaktmaschinen, eine voll CNC und die andere hydraulisch betätigt.

Dieser Ansatz erfüllte Teslas Produktionsanforderungen, war aber vielleicht nicht ideal. Jahrelang hatten die Brüder erwogen, eine Rundtaktmaschine hinzuzufügen. Der Zeitpunkt schien richtig, nachdem sie 2017 in ein neues, größeres Gebäude in Cleveland umgezogen waren, das 60.000 Quadratfuß Fläche bot im Vergleich zum beengten 22.000-Quadratfuß-Betrieb (was Platz für eine Rundtaktmaschine bot) und sie auch ein Teil hatten, das für diese Art von Maschine ideal schien, was sie zum Kauf veranlasste.

Gent Machine kaufte eine 16-stationige Hydromat Epic 45/16 über den nearby Werkzeughändler und Turnkey-Systemanbieter Motch and Eichele. Das Teil, für das diese Maschine eingerichtet wurde, war ein komplexer Befestigungselement, das ursprünglich auf den Schweizer Typen bearbeitet wurde. Der Betrieb konnte die Zykluszeit für dieses Teil auf den Schweizer Typen auf 38 Sekunden reduzieren, aber die Rundtaktmaschine konnte Teile in nur 7 Sekunden fertigstellen. Dies ermöglichte dem Betrieb, nur zwei Schichten zu fahren, während Kapazität auf den Schweizer Typen für andere Arbeiten freigesetzt wurde. Es ermöglichte auch den Einsatz von Wendeschneidplattenwerkzeugen im Vergleich zu Formwerkzeugen, da jede Bearbeitungseinheit so eingerichtet werden kann, dass sie sich in mehreren Achsen bewegt.

Gent Machine fügte dann seine zweite Rundtaktmaschine hinzu: eine hydraulische Hydromat Legacy 32/4-16. Obwohl der Auftrag, für den diese zweite Maschine gekauft wurde, platze, identifizierte der Betrieb ein bestehendes Airbag-Komponente, das er auf seinen Davenports lief, bei dem die Produktionsvolumenanforderungen schnell stiegen.

Hier ist eine von wenigen neuen Bearbeitungseinheiten, die als Teil der Umrüstung der CNC-Rundtaktmaschine für einen neuen Auftrag installiert werden.

Ähnlich war zum Zeitpunkt meines Besuchs im April die Epic-Maschine dabei, für einen neuen Auftrag umgerüstet zu werden – ein Kühlschranktürband mit engen Toleranzen. Der Betrieb produzierte diese Bänder auf seinen Drehautomaten. Ein Problem war ein Ziehprozess zur Erzeugung zweier Flächen. Wenn das Ziehwerkzeug verschleißt, fallen die Maße auf diesen Flächen aus der Toleranz. Die Epic wird mit einer dreiachsigen Bearbeitungseinheit ausgestattet, die die Flächen fräsen und eine bessere Prozesskontrolle ermöglichen kann.

Hinzufügen der ersten Fräsmaschine

Es ist nicht ungewöhnlich, kleine CNC-Fräsmaschinen in hochproduktiven Drehbetrieben zu sehen, die für Sekundäroperationen an gedrehten Teilen eingesetzt werden. Gent Machine hat jedoch kürzlich sein erstes vertikales Bearbeitungszentrum (VMC) gekauft – ein Hwacheon Vesta 660 mit einem 26" x 16,95" Tisch – mit einem vierten Achsen-Rundtisch. Dies wurde ursprünglich gekauft, um Sekundäroperationen für Beatmungskomponenten durchzuführen, bietet aber die Möglichkeit, Produktionsarbeiten durchzuführen.

Das erste VMC des Betriebs wurde für Sekundäroperationen an Beatmungsteilen gekauft.

Diese Maschine wurde auch über Motch and Eichele gekauft. Der Betrieb hatte geplant, die Beatmungsteile komplett auf seiner zweispindligen/zweitürmigen Maschine zu bearbeiten. Er entschied jedoch, dass es mehr Sinn ergibt, das Drehen und einige Querbohrungen auf dieser Maschine durchzuführen und sie dann auf das VMC zu übertragen, um mehrere weitere Querbohrungen zu bohren.

„Die Vesta 600 bietet zusätzliche Fähigkeiten, die unsere Drehausrüstung ergänzen, da ein Drehautomat im Allgemeinen nur runde oder sechskantige Stangen verwenden kann“, sagt Rich. „Die Fräsmaschine bietet erhöhte Fähigkeiten, da sie quadratische und andere geformte Teile spannen kann.“

Obwohl die Maschine als Profitcenter gekauft wurde, ermöglicht sie dem Betrieb auch, Wege zu finden, seine Kosten für Lieferanten zu senken. Ein Deckel für ein Batteriegehäuse ist ein gutes Beispiel.

Wie Adam erklärt, stellte der Betrieb etwa 15.000 dieser Deckel pro Monat für einen Kunden her. Jedes Teil musste eloxiert werden, aber nicht komplett – nur die obere oder „Deckel“-Seite des Teils wurde eloxiert. Der Rest musste blank bleiben. Um dies zu erreichen, muss die untere Hälfte des Teils während des Eloxierprozesses abgedeckt werden. Um den Gewindeabschnitt des Teils abzudecken, schraubte der Eloxierer Hunderte von Teilen in seine eigene Vorrichtung. Die Vorrichtung verhindert, dass die untere Hälfte des Teils eloxiert wird. Er tauchte die Vorrichtung in das Eloxierbad, schraubte die Teile von der Vorrichtung und schickte die Vorrichtung zurück zum Betrieb. Die Arbeitszeit für das Ein- und Ausschrauben jedes Teils war für den Eloxierer kostspielig, daher rechnete er diese Zeit Gent Machine in Rechnung. Das VMC ermöglichte dem Betrieb, seine eigene Vorrichtung herzustellen. So kann es die Teile in dieser Vorrichtung montieren, sie zum Eloxierer schicken, dann die Vorrichtung mit eloxierten Teilen zurückerhalten, um die Teile zu entfernen. Dies eliminierte die Arbeitskosten des Eloxierers und reduzierte dadurch die Gesamtproduktionskosten.

Vorwärts gehen

Heute hat der Betrieb 54 Mitarbeiter im Vergleich zu 15 im Jahr 2009. Gent Machine hat auch seine Montageabteilung erweitert. Der aktuelle Standort bietet ausreichend Platz für weitere Ausrüstung. Obwohl es unwahrscheinlich ist, die Davenport-Abteilung zu erweitern, könnte man zu einem späteren Zeitpunkt eine weitere CNC-Rundtaktmaschine hinzufügen, wenn der richtige Auftrag kommt.

Dieses automatisierte Dual-Kamera-Messgerät von Resec Systems kann 100% Prüfung an 10 Teilarten durchführen. Es misst Innendurchmesser, Außendurchmesser und Höhe automatisch. Teile innerhalb der Spezifikation werden per Druckluft in einen Behälter befördert. Außerspezifikations-Teile werden in einen anderen Behälter befördert.

„Wir sind noch relativ neu in der Rundtakt-Szene“, erklärt Rich. „Service ist entscheidend, besonders beim Einstieg in neue Anlagentypen, was ein zusätzlicher Grund ist, warum wir unsere langjährige Beziehung zu Motch and Eichele schätzen und die Hydromats gekauft haben. Im Gegensatz zu Betrieben, die seit vielen Jahren Rundtakttechnologie nutzen, haben wir keinen Bestand an Bearbeitungseinheiten, den wir möglicherweise nutzen könnten, um unsere Hydromats für neue Aufträge umzurüsten. Aber es ist unser Ziel, diesen Bestand aufzubauen und uns die Geschwindigkeit und Flexibilität zu geben, unsere Ausrüstung jederzeit auf verschiedene Teile umzurüsten.“