Riduzione dei costi e dei tempi di ciclo

Ketchie Inc., un’officina meccanica di precisione di terza generazione a Concord, N.C., si è evoluta da un’officina tessile a una centrale di lavorazione CNC ad alta tecnologia. Servendo settori che vanno dal ferroviario all’agricoltura, l’azienda ha accelerato la sua traiettoria di crescita nel 2021 integrando Mastercam con le attrezzature Mazak esistenti.

Questa mossa ha permesso a Ketchie di ottimizzare i percorsi utensile, di adottare la lavorazione multiasse e di ottenere riduzioni significative dei tempi di ciclo e dei costi di attrezzaggio, posizionando l’azienda in modo da raggiungere l’ambizioso obiettivo di crescita annuale del 15%.

Secondo Jim Thorpe, responsabile del controllo qualità, Ketchie è costantemente sfidata a essere più competitiva. Le officine meccaniche prevalgono a Concord, che ospita la Charlotte Motor Speedway e una serie di aziende di corse, oltre a produttori tessili e agricoli.

Da quando ha iniziato la lavorazione CNC nel 1980, Ketchie ha utilizzato frese e torni CNC Mazak (Florence, Ky.) gestiti esclusivamente dalla modalità di programmazione conversazionale Mazatrol. Quando ha cercato un nuovo sistema CAD/CAM, il team di Ketchie ha cercato una perfetta integrazione con i sistemi esistenti.

“Non volevamo riscrivere tutti i programmi, ma con Mastercam e Mazatrol li fondiamo”, ha detto Thorpe. “Utilizziamo la programmazione EIA (Electronic Industries Association G-Code) mescolata a Mazatrol. Se troviamo un percorso utensile obsoleto o qualcosa che vorremmo sostituire con Mastercam – fresatura ad area, fresatura di sgrossatura, qualsiasi cosa che crei un percorso più veloce attraverso i materiali – tagliamo quella parte del programma da Mazatrol e inseriamo il programma Mastercam EIA G-code.

“Non dobbiamo ricominciare da capo con tutti i nostri programmi. Siamo in grado di applicare patch e giochi fino a raggiungere il punto in cui riusciamo a fare tutto con Mastercam offline”.

In rotazione in Sub Spindle Tech

Per raggiungere l’obiettivo di crescita del 15% all’anno, il team di Ketchie sapeva che sarebbe stato necessario espandere i percorsi di lavorazione ad alta velocità e le attività di lavorazione multiasse. Oltre a investire in software CAD/CAM per supportare la crescita futura, Ketchie ha acquistato un tornio a doppio mandrino. I dipendenti avevano una vasta esperienza con Mastercam e Mazak, ma non tutti avevano esperienza con la tecnologia a doppio mandrino.

Ketchie ha chiesto aiuto al suo rivenditore Mastercam, Barefoot CNC (Morganton, N.C.). Il team di Barefoot ha lavorato con Ketchie per creare programmi offline che il produttore non poteva creare sul controllo della macchina. Creando percorsi di fresatura 3D per sgrossare e rifinire le conicità di alcune delle serie di pezzi più elevate dell’azienda, è stato possibile eliminare un’intera operazione e un’impostazione.

L’aggiunta della lavorazione multiasse sta già aprendo le porte a Ketchie. Mentre l’azienda guarda al futuro, si stanno esplorando altre applicazioni per la lavorazione a 5 assi.

Gli aggiornamenti tecnologici stanno dando i loro frutti mentre Ketchie esplora le strategie di lavorazione. Ad esempio, un pezzo per l’industria ferroviaria richiede un foro conico di 4 pollici. Nel processo di produzione originale, i pezzi venivano sgrossati con una serie di interpolazioni di cerchi; erano necessari più di 400 tagli totali per ottenere il pezzo.

Dopo aver acquistato Mastercam, Thorpe è stata in grado di creare percorsi utensile 3D per sgrossare e rifinire il pezzo. La nuova strategia di lavorazione ha eliminato un’intera macchina, la sua configurazione e il suo funzionamento. Ketchie ha risparmiato il 20% del tempo di ciclo macchina per pezzo grazie a questo cambiamento. In origine, il pezzo veniva sgrossato alla fresa e poi rifinito al tornio. Utilizzando Mastercam e i percorsi utensile 3D, il tempo di ciclo è stato ridotto.

Un bonus aggiuntivo: riduzione dei costi di attrezzaggio

Oltre a ridurre i tempi di produzione, Ketchie sta risparmiando sugli utensili. Prima di utilizzare i moderni percorsi utensile CAM, gli inserti e gli utensili venivano sostituiti di frequente, con conseguenti tempi e costi di produzione aggiuntivi.

“Prima di doverli cambiare, lavoravamo sei pezzi con gli inserti. Con il percorso utensile 3D, ora possiamo tagliare fino a 15 pezzi per inserto”, ha detto Thorpe.

Sul tornio, con l’uso del sottomandrino e di Mastercam, Ketchie ha avuto diversi casi in cui il software CAD/CAM ha permesso di creare nuovi percorsi utensile che hanno portato all’eliminazione dell’operazione di fresatura. I pezzi vengono eseguiti solo con il tornio. Questo cambiamento si è rivelato vantaggioso perché un macchinista può ora impostare un pezzo ed eseguire un programma dopo ore. La nuova strategia di lavorazione ha permesso a Ketchie di eseguire più lavorazioni in assenza di luce, con conseguente riduzione dei costi di manodopera e aumento della capacità produttiva.

Un pezzo in particolare è prodotto per l’industria del controllo del movimento dei fluidi e ha richiesto due operazioni al tornio prima di passare alla fresa per la lavorazione di sei scanalature. Realizzato in acciaio 4140, il pezzo è stato sottoposto a scanalature larghe 1 pollice e profonde 6 pollici tagliate da una fresa a inserti ISCAR.

Ora, grazie all’uso di Mastercam Multiaxis, Ketchie può produrre il pezzo dall’inizio alla fine sul tornio. Il multiasse consente un controllo completo del modello di taglio, del controllo dell’asse dell’utensile e della prevenzione delle collisioni. Eliminando l’operazione di fresatura, il tempo di lavorazione del pezzo è stato ridotto e il programma di produzione complessivo dell’officina è più efficiente, poiché la macchina è ora disponibile per altri lavori.

“Per tutta la mia carriera mi hanno detto che un giorno saremmo stati in grado di inserire un disegno in una macchina e la macchina avrebbe programmato un pezzo”, ha detto Thorpe. “Quando ho visto che potevo inserire un PDF in Mastercam e usarlo come geometria, ho detto: ‘Finalmente! Sta succedendo. L’ho sempre saputo”.

Indipendentemente dalle dimensioni dell’azienda, investire nei dipendenti e nella tecnologia è fondamentale per il successo a lungo termine. “Facciamo luce sull’importanza dell’industria manifatturiera e della supply chain nel nostro Paese”, ha dichiarato Courtney Silver, presidente e proprietario di Ketchie Inc. “Per i piccoli produttori è una grande responsabilità essere il più competitivi possibile, il che significa tenersi al passo con la tecnologia di lavorazione e investire costantemente nel proprio personale, nei processi e nelle attrezzature. Ci sono situazioni in cui possiamo battere i prezzi dell’offshore grazie all’automazione, alla robotica e ai tassi di lavorazione non presidiati”.

Grazie alla diversificazione della sua base di clienti, tra cui i contratti con il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, Ketchie Inc. è in grado di raggiungere il tasso di crescita del 15%.

Thorpe utilizza Mastercam e i percorsi utensile 3D per ridurre i tempi di ciclo.