Maryland CNC-Betrieb senkt Stückkosten um 70 % durch Automatisierung

Viele Wirtschaftsbereiche ringen mit dem Fachkräftemangel. Für CNC-Betriebe ist der Mangel an Arbeitskräften ein hartnäckiger Gegner – besonders, wenn Sie einen Acht-Personen-Betrieb führen wie Benito Calderon, Gründer von CAV Manufacturing.

Calderons Zerspanungsweg war ein gut getretener Pfad seit seiner Einwanderung aus Chile in die USA. Er begann 1998 mit dem Einrichten von Werkstücken und Vorrichtungen, bevor er schrittweise zu technischeren Rollen wie Zerspanen, Programmieren und Qualitätskontrolle aufstieg.

Während sich seine Rollen und Betriebsumgebungen änderten, bemerkte er eine Konstante: Der Mangel an qualifizierter Arbeit verhindert Wachstum. Arbeitskraft ist einer der wertvollsten Assets in einem Betrieb, und Calderon erkannte, das Maximum aus ihrer Mannstärke herauszuholen, ist kritisch für Hersteller, um erfolgreich zu sein und zu wachsen.

Mit dieser Denkweise gründete er CAV Manufacturing 2015. Der in Salisbury, Maryland ansässige Lohnfertiger produziert Komponenten für Verteidigung, Sportartikel, Medizintechnik, Kosmetik und Luft- und Raumfahrt, unter anderem.

Ende 2021 erhielt der Betrieb zwei Aufträge für Sportartikelkomponenten. Calderon musste seine Kapazität erweitern und wollte Ausrüstung, die mit minimaler Aufsicht laufen konnte.

Er kontaktierte seinen langjährigen Werkzeughändler Steve Norcio, Präsident von MTA Company. Die beiden arbeiten seit fast 25 Jahren zusammen.

Um das Maximum aus Calderons Hallenfläche herauszuholen und ihm längeres unbeaufsichtigtes Fahren zu ermöglichen, empfahl Norcio zwei KIWA KH-4500kai horizontale Bearbeitungszentren, jeweils mit 6-Paletten-automatischen Palettenwechslern (PC6).

„Die einzige Maschine, die diese Basis-Anforderung abdeckte, war der Mehrpalett-KIWA“, sagte Calderon. „Wir mussten 21 Stunden Laufzeit abdecken, und diese Maschine mit sechs Paletten bot das Automatisierungslevel, das wir suchten.“

Doch wie viele Lohnfertigungsleiter wissen, nehmen Jobs manchmal unerwartete Wendungen. In Calderons Fall zog der potenzielle Kunde die Aufträge zurück.

Genau so schnell, wie ein Job verschwand, kam ein anderer. Bald richtete Calderon einen neuen Job auf seinen zwei KIWAs ein.

Jobs erledigen

Die erste Maschine wurde für ein gehärtetes Stahlteil eingerichtet. Durch Nutzung des Werkzeuglebensmanagementsystems und der Rapid-Contour-Programmierfunktionen der Maschine konnte CAV Werkzeugkosten und Teilequalität intelligent managen. Calderon sah seine Kosten drastisch sinken, während er Teile dank Lights-out-Zerspanung sicher fertigte.

Die zweite KIWA KH-4500kai wurde für schmale Aluminiumteile eingerichtet, die zunächst per Laserschneiden und Abkanten gefertigt wurden. MTA kooperierte mit Ingenieuren von Methods Machine Tools am Projekt, um einen neuen Zerspanungsprozess auf der KIWA zu entwerfen, der die High-Speed-Features der Maschine nutzte, ohne das Metall zu verformen.

Das Ergebnis, so Calderon, eliminierte zwei nachgelagerte Zerspanungsoperationen, die von einem Dritten durchgeführt wurden.

„Gekoppelt mit der Lights-out-Fertigung durch KIWA und PC6 war es ein echter Win-Win“, sagte er.

Anfangs zerspante Calderon mit etwa 400 cubic ipm mit einem 5/8"-Schaftfräser. Auf der KIWA hatte er Schwierigkeiten, diese Bedingungen zu halten, und reduzierte die Geschwindigkeit auf etwa 20 ipm. Mit Hilfe von Zerspanungsspezialisten von Methods konnte Calderon wieder auf 400 ipm hochfahren.

„[Methods' Director of Channel Sales] Ken Corklin und [Director of Technical Support] Bernie Otto halfen mir, den Sweet Spot zu finden“, sagte Calderon. „Die Lernerfahrung brachte sofort gute Ergebnisse, sonst hätten wir das Teil subcontracten müssen.“

Am Ende reduzierte die KIWA Calderons Produktionskosten um 70 % im Vergleich zum Abkanten-und-Laserschneiden-Fertigungsverfahren.

Optionen erschließen mehr Kapazität

Während die sofortige Automatisierung der KH-4500kai Calderons Interesse weckte, fand er, dass andere Aspekte der Maschine Erwartungen übertrafen.

„Auf der technischen Seite boten diese Maschinen die richtige Werkzeuganzahl und überlegene Spindeldrehzahl, die uns effizientes High-Speed-Machining verschiedener Materialien ermöglicht“, sagte er.

Durch Implementierung von Maschinenoptionen erhöhte Calderon seine Lights-out-Zerspanungskapazität. Methods und MTA rüsteten eine KH-4500kai mit Nebelabscheider und Kühlmittel-durch-Spindel (CTS) aus. Calderon sagte, diese Zusätze helfen CAV, außergewöhnliche Genauigkeit bei Aluminium und vergütetem Stahl zu halten.

Da er redundante Werkzeuge nutzt, verwendete Calderon auch die Datenerfassung der Maschine, um Werkzeuge zu wechseln, bevor sie verschlissen sind.

„Redundante Werkzeugdaten haben enorme Werkzeugstandzeiten geliefert“, sagte er. „Ich verbringe keine Zeit mehr damit, die Spindel auf verschlissene, gebrochene Werkzeuge zu prüfen.“

Wachstum und Qualität verpflichten

CAV Manufacturing hat weitere Investitionen getätigt. Die Akzeptanz moderner Fertigungsmethoden und Best Practices durch das Unternehmen – und Calderon – hat konsistentes Wachstum befeuert.

Im November 2021 wurde das Unternehmen ein 8(a)-zertifiziertes Kleinstunternehmen durch die U.S. Small Business Administration. Das Programm unterstützt sozial und ökonomisch benachteiligte Kleinstunternehmer, indem es das Spielfeld für Set-Aside- und Sole-Source-Regierungsaufträge ebnet, die Geschäftsentwicklung unterstützt und Unternehmen hilft, diverse Regulierungen zu navigieren.

Nach Annahme in das Programm erhält ein Unternehmen neun Jahre Unterstützung. Qualifikationen umfassen guten Charakter und Erfolgspotenzial, wie mindestens zwei Jahre Geschäftstätigkeit.

Diesen Status früh zu erreichen, half CAV, andere Ziele zu erreichen und unterstützt kontinuierliches Wachstum.

Calderon erwarb seine Six Sigma Black Belt Zertifizierung und Project Management Zertifizierung vom Project Management Institute. 2021 erlangte CAV seine ISO 9001:2015 Zertifizierung.

Der Betrieb begann kürzlich, Aufträge für diverse Schusswaffen anzunehmen, wie M4/M16, M240/M249 und MK19. CAV besitzt eine Bundeswaffenlizenz und fertigt Komponenten, die vom Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms and Explosives kontrolliert werden, was dem Unternehmen ermöglicht, komplexere und intensivere Aufträge anzunehmen.

„Diese Zertifizierungen wurden in den härtesten Zeiten für ein aufstrebendes Kleinstunternehmen erlangt“, fügte Calderon hinzu.

Seine Hartnäckigkeit, diese Ziele zu verfolgen, während er den Tagesbetrieb während der Pandemie aufrechterhielt, zeugt von seinem Engagement, komplexe Projekte abzuschließen.

Er vergleicht CAVs Engagement für Wachstum, Exzellenz und Kundenservice mit der Qualitätsicherungsmethode des Betriebs.

„Wir messen ein Teil nicht einfach mit dem Messschieber und nennen es Qualitätsicherung“, sagte Calderon. „Was wir tun, ist sicherzustellen, dass Prozesse solide, stabil und zuverlässig sind, indem wir die beste Ausrüstung und bestes Engineering nutzen.“

MTAs Norcio sagte, Calderons Fortschritt vom Einstiegsbediener zum Kleinstunternehmer, der neueste Technologie für Lights-out-Machining nutzt, sei eine lohnende Erfahrung gewesen.

„Benito war sicher ein Superstar und das helle Licht, wo er bei seinem vorherigen Job war“, sagte Norcio. „Er kam aus Chile herüber und bekam eine Chance – und jetzt lebt er seinen eigenen American Dream.“

Für weitere Informationen zu Methods Machine Tools: 978-443-5388 oder methodsmachine.com.