El cambio al multipropósito

Grady Cope, presidente y fundador de Reata Engineering and Machine Works en Englewood, Colorado, tuvo una oportunidad que la mayoría de los dueños de talleres no disfruta: visitó distintos talleres metalmecánicos y compañías de manufactura por contratos. Estas visitas formaban parte de sus deberes como gerente del comité ejecutivo de la Asociación Nacional de Herramental y Mecanizado (NTMA, por sus siglas en inglés) durante su período de oficio, 2010-2011.

“Tuve la oportunidad de ver numerosas operaciones de manufactura muy avanzadas, y una de las cosas que noté fue la prevalencia de máquinas multipropósito en estos sitios. Entre más veía de estas máquinas, más claro era para mí que esta tecnología beneficiaría mi propia compañía”, explica Cope. En ese tiempo, Reata procesaba partes, en su mayoría hechas entre varias máquinas —centros de mecanizado horizontales y verticales para fresado, centros de torneado para trabajos en torno y, algunas veces, una tercera o cuarta clase de máquina para taladrar y roscar o rectificar.

Estas máquinas CNC eran modelos relativamente recientes, no una colección “relajada” de equipos. Cope cayó en la cuenta de que Reata permanecía estancada en un concepto de mecanizado convencional. “Hacíamos torneado en centros de torneado y fresado en centros de mecanizado, casi con un mecánico de fresado en un centro de mecanizado y un mecánico de torneado en un centro de torneado. Sin importar qué tan eficientes resultaban estas operaciones o qué tan competentes éramos en operar estas máquinas, teníamos inevitablemente dificultades de programación, mucho tiempo de alistamiento y problemas de repetibilidad con múltiples fijaciones”, dice Cope.

Fue claro que Reata tenía que cambiarse al multipropósito. Para Cope también resultó evidente que hacer esta variación requeriría algunos cambios fundamentales en toda su compañía. “Recuerdo que pensaba que cambiaría nuestro mundo, y así fue”.

En el verano de 2011, el taller instaló su primera máquina multipropósito, una Integrex i-200S de cinco ejes de Mazak. Aunque introducir la tecnología multipropósito involucraba una curva de aprendizaje pendiente pero manejable, esta solución a la producción de partes se convirtió pronto en un beneficio para el negocio. Cope comenta que las partes que alguna vez tomaban semanas en moverse a través del taller, en lotes de 25 o 50 piezas, ahora se producen completamente en solo un par de horas en el Integrex. El taller puede correr tamaños más grandes o más pequeños de lote igualmente bien para satisfacer las diferentes necesidades de los clientes, sea para un trabajo rápido o para una orden permanente justo a tiempo.

Además, completar partes en un solo alistamiento ha eliminado los problemas de repetibilidad que demoraban la producción y aumentaban las tasas de desperdicio. Otro beneficio clave ha sido la capacidad para cotizar competitivamente y para generar ganancia en ciertos trabajos complejos si se obtiene el pedido. “Estos eran trabajos que habríamos dejado pasar porque sabíamos que tendríamos problemas con ellos”, dice.

Hacer el cambio al multipropósito fue retador y extenuante, pero en general la transición resultó suave porque la fuerza de trabajo de Reata aprendió algunas lecciones importantes de forma temprana. “Cambiamos nuestro pensamiento y nuestros hábitos. No siempre fue fácil, pero eso ha hecho una diferencia en casi todo lo que hacemos”, dice Rob Volkert, vicepresidente de operaciones. Volkert cree que otros talleres que estén considerando el multipropósito pueden aprender de las experiencias de su taller. “Comprar una máquina de mayor capacidad es una decisión de capital importante, pero implica un retorno muy rápido de la inversión”, dice.

Diseñando el futuro
Reata Engineering and Machine Works es un fabricante por contratos que, claramente, equilibra sus capacidades de ingeniería con sus recursos de mecanizado. Provee prototipos, herramental, mecanizado de producción y ensamble para industrias como la aeroespacial, médica, minorista, automotriz, de semiconductores, de equipo capital y de manejo de material. La compañía procura casi cualquier cliente buscando servicios por contrato que comienzan con una “idea de servilleta” y siguen todo el camino hasta el soporte posventa.

Antes de recibir su grado de ingeniero mecánico, la carrera de Cope incluyó algunos trabajos como mecánico offshore, donde vio la importancia de componentes manufacturados con precisión y el valor de una ingeniería de recursos. Estos factores lo influyeron para comenzar su propio negocio de manufactura. Fundó Reata en 1993 con US$6000 de una tarjeta de crédito para comprar un torno manual usado y una máquina de fresado. Al año siguiente, el nuevo taller tuvo su primera fresadora CNC y comenzó a contratar mecánicos. Los antecedentes de Cope como ingeniero continúan guiándolo como propietario y gerente de negocio.

Hoy, con 37 empleados, Reata opera en tres turnos y produce un promedio de 190 trabajos por mes, 25% de los cuales son nuevos números de parte. Este crecimiento, sin embargo, no habría sido posible si el taller no hubiera acabado con la rutina de un operador/una máquina, una parte/múltiples alistamientos. “Aun cuando somos una firma de ingeniería, pasamos por alto la necesidad de rediseñar nuestro enfoque para el mecanizado. Ver el multipropósito en acción en otros talleres nos abrió los ojos a nuevas posibilidades”, comenta Volkert.

Lo que se aprendió
Como ingenieros capaces, Cope y Volkert pueden analizar la transición de su taller al multipropósito e identificar los principios importantes o puntos de aprendizaje que contribuyeron a una adopción exitosa de esta tecnología. A continuación, algunos de esos puntos y principios, con comentarios de estos dos grandes gerentes sobre su significado e importancia.

Comprar una máquina multipropósito no es como comprar cualquier otro tipo de máquina.

• No se desconcierte por el precio de la máquina. Consideramos el Integrex como dos máquinas en una y esperamos que operara desatendida por lo menos un turno al día.
• Asegúrese de que las necesidades de herramental y de un buen posprocesador se satisfagan de forma temprana.
• Involucre a los operadores y programadores en el proceso de adquisición de la máquina, de modo que estén cómodos y confiados con la tecnología. Asegúrese de que no haya temor.

Escoja su proveedor de máquinas con cuidado y considere la capacidad de un distribuidor local.

• Queríamos un fabricante de máquinas-herramienta que entendiera nuestras necesidades como un taller pequeño y como inexpertos en multipropósito. La organización Mazak se aseguró de que no nos sintiéramos huérfanos una vez la máquina estuvo en sitio.
• La participación del distribuidor local puede ser crítica. Action Machinery, en Denver, Colorado, revisó un paquete completo de las partes que producíamos para ayudarnos a especificar el modelo Integrex que mejor se acomodaba a la mayoría de estas piezas. También se coordinaron visitas con los ingenieros de aplicación de las oficinas centrales de Mazak en Florence.

El entrenamiento no es opcional. Considérelo como “equipo estándar”, que forma parte del paquete completo.

• Sabíamos que debíamos tomar seriamente el entrenamiento, porque el costo de este formaba parte de la cotización de Mazak para esta máquina.
• El entrenamiento es una inversión y un compromiso. Para un taller de nuestro tamaño, enviar a dos de nuestros mejores operadores por una semana de entrenamiento era una gran cosa, pero se pagó rápidamente.

Encontrar los operadores correctos para el multipropósito es importante.

• Inteligencia, flexibilidad de pensamiento y adaptabilidad son cualidades que se buscan en los operadores asignados a una máquina multipropósito. Encuentre alguien que aprenda rápido y que no esté tan casado con el fresado o con el torneado.
• La habilidad del operador hace una máquina multipropósito más productiva. Un gerente de taller tiene que confiar tanto en la máquina como en el operador.

Para una máquina multipropósito, el equipo auxiliar no es “auxiliar”, pero sí una parte integral y esencial de la capacidad de la máquina.

• Nuestro Integrex está equipado con un alimentador de barras y un receptor de partes. El Quick Load Server 80 S2 de LNS (Cincinnati, Ohio) forma parte de la automatización que hace posible y confiable la operación desatendida. Aunque manualmente podemos cargar material para partes o fundiciones, buscamos formas de usar el alimentador de barras para ver cómo nuestras partes casi cuadradas pueden acomodarse en la longitud de un material en barra.
• El receptor de partes, un sistema Rota-Rack, de Royal Products, protege las partes terminadas y facilita su recuperación para el desbarbado o para procesos posteriores.

El multipropósito conduce inherentemente a la operación desatendida

• No pasó mucho tiempo antes de que estuviéramos operando nuestro Integrex cerca al 24-7. La operación desatendida es una parte clave del potencial de rentabilidad en el multipropósito.

Piense en partes cuadradas a partir de material redondo. Se requiere poco o nada de torneado.

• Las partes que normalmente pueden requerir operaciones en una fresadora o en un torno no son las únicas candidatas probables para el multipropósito. Las partes prismáticas con múltiples agujeros en diferentes ángulos o agujeros descentrados pueden ser ideales para el Integrex.
• Aprender a reimaginar cómo, a partir de material redondo, pueden mecanizarse partes que antes se hacían de bloques cuadrados de material es una condición clave de la transición al multipropósito.
• Una razón por la que escogimos el Integrex era la amplia distancia entre centros. Esto nos permite procesar partes largas con superficies planas fresadas en múltiples lados. Su recorrido en el eje Y también es importante para la flexibilidad en partes que involucran una gran cantidad de fresado. Tenemos 9.8 pulgadas de recorrido en el eje Y, y 24 pulgadas de recorrido vertical en el eje X, incluidas casi 5 pulgadas por debajo de la línea de centro.
• Con estas características podemos pensar que el Integrex es un centro de mecanizado muy capaz por derecho propio.

Piense en el mecanizado de seis lados para mayor flexibilidad

• Nosotros usamos el segundo husillo de torneado, principalmente para operaciones en el lado posterior de la pieza. La mayoría del mecanizado se hace en el primer husillo usando el cabezal de fresado del eje B de la máquina, y luego se transfiere la parte al segundo husillo sincronizando la rotación en el eje C. Esto nos da una verdadera capacidad de seis lados.
• El contorneado en el eje C nos permite mecanizar características complejas en ambos extremos de la parte. Girar una pieza y volverla a fijar sería la única forma de lograr los mismos resultados en un centro de mecanizado estándar.

Involucre a los clientes. Edúquelos en multipropósito

• Los diseñadores se están volviendo más creativos en los diseños de piezas porque ellos tienen sistemas CAD con modelamiento de sólidos, que les permiten concebir y construir geometrías complejas de partes. Esta complejidad se vuelve un serio reto en la manufacturabilidad. Hemos sido capaces de aceptar trabajos complejos que habrían sido casi imposibles de producir convencionalmente porque se prestan para producir en una máquina multipropósito.
• Sin embargo, no todos nuestros clientes se han movido en esta dirección. Queremos que ellos sepan lo que el multipropósito puede hacer, de modo que saquen ventaja de las posibilidades de un diseño flexible. También queremos que trabajen con nosotros en el nivel de diseño, de modo que podamos influir sobre la manufacturabilidad de la parte.

Un ejemplo es añadir un radio a una característica de la pieza. Con el contorneado en cinco ejes en el Integrex, mecanizar un radio bien ubicado ahora suele ser un asunto sencillo añadiendo unas pocas líneas al programa de la parte. Lo que pudo haber involucrado un alistamiento extra o una herramienta de corte especial, ahora apenas requiere unos segundos más del tiempo de ciclo en una máquina multipropósito.

Una nueva métrica
Cope admite que cambiar a multipropósito varió no solo el pensamiento de su taller sobre el mecanizado de partes, sino también su visión de la manufactura en general. Por ejemplo, él dice que estaba acostumbrado a dimensionar un taller por el número de personal y el de husillos de máquina. Ahora ve que estos números no reflejan adecuadamente la productividad o la competitividad de una compañía de manufactura. “Lo que realmente cuenta es la productividad, cuánto trabajo puede moverse a través del taller”, dice.

Refiere su propia experiencia en el taller al adquirir su primera máquina multipropósito.

Después de un año, esa sola máquina cuenta para el 18% o 20% de las ventas anuales. La mayoría del crecimiento del taller en el último año puede atribuirse solo a esta máquina. "Quisiéramos pasar incluso más trabajo a esa máquina, pero está totalmente reservada”, reporta Volkert.

La experiencia de Reata con el multipropósito también cambió la manera como el equipo gerencial del taller concibe la competitividad de los talleres de subcontratación y su necesidad de una nueva generación de técnicos calificados. Por ejemplo, estos dos asuntos todavía ocupan la atención de Cope gracias a su continua participación en el liderazgo de la NTMA y su servicio en un consejo de ingeniería en la Universidad de Colorado, en Denver. “La tecnología multipropósito implica que los talleres de subcontratación sean capaces de permanecer en la línea lean y de hacer partes más difíciles con menos máquinas y unos cuantos individuos muy talentosos. Esto volverá a la industria mucho más competitiva a escala global —dice—. También tenemos que trabajar con escuelas y universidades para desarrollar una fuerza de trabajo con fuertes habilidades en ciencias y matemáticas. Las máquinas multipropósito se prestan para la gente con estas habilidades”.

Reata le tiene tal fe al multipropósito que encargó un segundo y más grande Integrex de Mazak, un i400S, el cual empezó a operar en noviembre de 2012. Esta máquina ofrece un agujero de husillo de 4 pulgadas, de modo que el taller puede usar material en barra para casi el 90% de las partes que se producirán en esta máquina, dice Cope. “Este nivel de automatización y productividad garantiza un sendero de crecimiento sólido para los años venideros”, concluye.