Makino e Apex, la sfida più difficile

Apex, società americana specializzata nella produzione di componenti per la trasmissione, ha scelto il produttore giapponese per ottenere il massimo risultato possibile in termini di qualità e produttività

Apex Precision Technology  (www.apexprecision.com) è stata fondata nel 1953 nella zona sudoccidentale di Indianapolis. L’azienda produce componenti di grosse dimensioni per rinomati fornitori, attivi nel settore automotive e veicoli off-highway, specializzati in scatole interne di differenziali, gruppi di rinvio e assi.

Apex è controllata dal management dal 1993 ed è oggi gestita da Jerry Jackson, che ha iniziato la sua attività presso l’azienda in qualità di consulente lean management.

Le sue tecniche improntate alla lean production hanno contribuito alla crescita di Apex, portandola da un giro d’affari annuo di $7 milioni nel 2003, fino a quota $27 milioni nel 2007.

L’azienda è stata certificata ISO 9001 nel 1997 e ISO 14001 nel 2005. Il più recente risultato ottenuto da Apex è stato il premio Toyota Forklift Supplier of the Year nel 2007, dove l’azienda ha trionfato su altri 149 massimi fornitori. L’attuale sede di Apex che si estende su quasi 4.000 metri quadrati ospita 30 macchine utensili e altre attrezzature.

“Il nostro approccio lean non consiste solo nel ridurre i materiali di scarto” afferma Jackson. “Le strutture davvero snelle devono, inoltre, spiccare per affidabilità, versatilità e flessibilità sia nelle tecnologie di programmazione che di lavorazione. Disponendo di un’area coperta limitata, abbiamo bisogno di macchine utensili che sappiano dare prova di tali qualità, ed è proprio per questo che abbiamo acquistato le macchine Makino”.

Apex ha acquistato la sua prima Makino A55 nel 1993, una seconda A55 l’anno seguente e le A77 poco tempo dopo. Diverse macchine fresatrici orizzontali CNC Makino serie A sono state inserite in un Makino Machining Complex (MMC), utilizzato per gestire ingenti quantità di lavoro. Tale MMC snello offre più elevato uso dell’alberino e cicli ridotti con interventi minimi da parte degli operatori.

L’azienda ha investito in più nuovi centri di lavorazione orizzontale di grandi dimensioni di Makino, tra cui un A88, tre a81 e più di recente un a81M. Le nuove macchine fresatrici orizzontali CNC a81 hanno dato prova di performance eccezionali e affidabilità comprovata.

Le macchine a81 fungono da attrezzature dedicate per operazioni quick-run e componenti kanban. Le macchine A88 e A77 producono una gran varietà di componenti in quantità ridotte. Alcune componenti short-run o a design comune sono eseguite su A77 MMC.

“Pretendiamo il massimo dalle Makino” afferma Seacat. “Con macchine fresatrici orizzontali CNC come queste, non c’è motivo di non spingerci oltre il limite. Qui in reparto il nostro motto è: ‘Se non va al massimo, non sta andando affatto’ e l’ultima cosa di cui abbiamo bisogno, è frenarci perché le macchine non riescono a sostenere il carico di lavoro. Queste macchine possono reggere la sfida e molti dei nostri utensili combinati ne sono la prova”.

Gli ingegneri e i programmatori Apex hanno acquisito raffinate competenze nello sviluppo del serraggio personalizzato del pezzo al fine di ridurre i cambi utensili e aumentare l’efficienza di lavorazione. Gli utensili di taglio personalizzati variano da 40 a 250 mm e arrivano a pesare fino a 18 kg o più. Gli utensili sono di solito costituiti da carburo o acciaio con componenti intercambiabili.

Gli utensili combinati firmati Apex, eseguono solitamente operazioni multiple: ad esempio, un utensile può eseguire fori, fresature per spallamento e ottime rifiniture dei diametri interni per completare il pezzo senza bisogno di cambiare l’utensile. Gli utensili in grado di farsi carico di più di un’operazione consentono all’azienda di velocizzare i tempi di produzione in maniera significativa, riducendo l’inattività, limitando i cambi utensili, guadagnando spazio nel magazzino utensili e applicando sempre il processo di lavorazione più efficiente. Inoltre, progettando utensili da taglio personalizzati per operazioni nella stessa zona del componente, spesso è possibile velocizzare i programmi nel passare da un’operazione all’altra semplicemente cambiando la profondità di taglio. “Non è raro che un solo componente arrivi a richiedere 50 o più utensili ogni volta che entra in una macchina” spiega Seacat. “Con così tanti utensili, abbiamo bisogno di un numero ridotto di cambi e con una maggiore rapidità”.

Di solito gli utensili hanno diversi strati, muovendosi per ciascuna operazione più indietro sul gambo dell’utensile.

“Questi utensili da taglio personalizzati possono sembrare folli” afferma Seacat, mostrando un utensile da 22 cm con un trapano posto all’estremità, inserti centrali di grande diametro per l’alesatura e anche inserti di alesatura di più grandi dimensioni posizionati verso la parte posteriore. “Ma eseguono il lavoro in modo più efficiente rispetto a come si potrebbe fare, cambiando utensile ogni volta che c’è bisogno di una nuova operazione.

Inoltre, abbiamo visto diminuire le percentuali di scarto poiché disponiamo di utensili su misura per ogni applicazione. Riduzione degli scarti significa riduzione dei costi per il materiale. Abbiamo anche riscontrato notevoli differenze nel ciclo di vita dell’utensile e, di conseguenza, ancor meno cambi utensile e costi di lavorazione inferiori. Quando dobbiamo per forza operare un cambio utensile, le macchine Makino sono super veloci, circa due secondi”.

La rapidità diventa particolarmente importante quando le quantità kanban di un cliente cambiano improvvisamente.

“Quando si passa da 120 pezzi da consegnare questa settimana ai 350 previsti per la prossima, con un preavviso di solo pochi giorni, bisogna essere in grado di adeguare in fretta la produzione” spiega Seacat. “Raggiungiamo questo obiettivo grazie ai nostri MMC, centri di lavoro ad alte prestazioni, e ai nostri utensili di taglio personalizzati. Non c’è tempo per la mancanza di flessibilità. Queste componenti kanban devono essere realizzate in modo molto rapido ed efficiente.

“Uno dei nostri clienti ha usato i propri impianti in Giappone per mostrarci un esempio di come, secondo loro, sia possibile produrre il componente in maniera più efficiente. La loro struttura ha prodotto il componente in quattro operazioni. Sono rimasti molto sorpresi quando siamo tornati da loro con lo stesso componente, prodotto in sole due operazioni”.

Per gestire gli utensili da combinazione, Apex si basa su macchine come le Makino a81 per la coppia a bassi regimi, basso scorrimento dell’alberino e la capacità di gestione degli strumenti lunghi e pesanti.

Gli utensili da combinazione possono essere rapidamente implementati da Apex, spesso prodotti in meno di due giorni e tagliati entro una settimana di sviluppo. Essi sono spesso progettati per operazioni specifiche che altrimenti causerebbero rallentamenti nel processo di lavorazione, quali la finitura del diametro interno dei fori grandi o il taglio di una funzione specifica.

“Non tutte le macchine sono in grado di gestire la nostra attrezzatura. Ad esempio, la faccia dell’alberino Makino è posta a soli 50mm dal centro del pallet, questo ci permette di utilizzare utensili lunghi senza perdere rigidità” spiega Seacat. “Quando la macchina impone severe limitazioni, porta necessariamente a compromessi per quel che riguarda l’utensile e la progettazione degli impianti.”

Al di là di utensili, Apex personalizza regolarmente i propri impianti per consentire tempi di produzione più rapidi, ottimizzazione del percorso utensile, e per far sì che gli utensili personalizzati raggiungano lavorazioni di componenti che non sarebbero possibili con impianti standard.

“Consideriamo ogni lavoro come un’opportunità per creare lo scenario migliore di produzione” afferma Seacat. “Una volta che abbiamo determinato un bloccaggio personalizzato che funziona, spesso creiamo un impianto che ci permetterà di ottimizzarne l’efficienza, consentendoci di usufruire di caratteristiche della macchina che si rivelano cruciali nella prima o seconda operazione e limitando il potenziale di errori di accatastamento. A volte facciamo ricorso all’idraulica, o ai dispositivi finestre, o qualche altro trucco per far sì che l’impianto funzioni con la nostra programmazione e i nostri utensili creativi”.

Quanto ai dispositivi finestre, è in genere possibile alesare grandi fori in una singola operazione o tramite caratteristiche della macchina all’interno o nella parte posteriore del componente, riducendo il tempo trascorso per completare il componente. L’idraulica consente l’incastro variabile o il carico e scarico facilitato dei componenti. “Ogni secondo è importante” aggiunge Seacat. “Usiamo impianti realizzati in maniera creativa al fine di ridurre il tempo inattivo, configurazioni limite, e per ottenere il massimo dai nostri utensili personalizzati”.

Seacat dà molto credito alla capacità di Apex di utilizzare gli utensili da combinazione e impianti su misura per garantire la flessibilità, la velocità e l’affidabilità delle macchine Makino. Secondo quanto afferma, l’alberino maggiormente compatto e stabile consente agli utensili prestazioni migliori, senza che siano necessari portautensili estesi, un fatto comune che comporta problemi di rigidità. I centri di lavoro orizzontali Makino operano anche in posizione elevata sull’asse Y così come alla base del pallet, consentendo ad Apex di creare percorsi utensile che tagliano molto al di sopra della linea centrale, senza andare a scapito della rigidità o della ridotta precisione.

“Possiamo arrivare in profondità nei fori o nelle tasche, raggiungere dispositivi finestre, o progettare utensili complessi che sono anche molto più efficienti. La corsa e la progettazione complessiva delle Makino permette di arrivare più lontano rispetto al centro del pallet e più in là lungo l’asse Y, pur mantenendo la precisione di cui abbiamo bisogno. Siamo in grado di spremere per bene le macchine, senza preoccuparci che queste alzino bandiera bianca”, afferma Seacat.

“Le componenti progettate in maniera strana sono una benedizione sotto mentite spoglie, se si ha coscienza di cosa si sta facendo” dichiara Seacat. “Ci vogliono progetti personalizzati per la produzione di componenti di ricambio, ma non tutti sono in grado di produrli con facilità, il che ne fa un mercato di nicchia per noi”.

di Marco Torre