Tech Mold Inc.
Als Bill Kushmaul 1972 sein Unternehmen gründete, hatte er eine klare Zielsetzung vor Augen – Tech Mold Inc. sollte sich auf den Bau von Mehrkavitätenformen von höchster Qualität und Lebensdauer spezialisieren. Schon die Tatsache, dass Phoenix, Arizona, etwas abseits der großen amerikanischen Industriezentren liegt, forderte dem Unternehmen das gewisse Extra ab. Der Erfolg blieb nicht aus. Mit Formwerkzeugen von Tech Mold werden heute Millionen von Bauteilen in aller Welt gegossen. Als Beispiel kann man ein Formwerkzeug erwähnen, das nun schon bereits seit fünf Jahren im Einsatz ist und mit einer Zykluszeit von 4,5 Sekunden Millionen von Bauteilen pro Tag produziert!
Hocheffiziente Elektrodenherstellung – 5-achsige Fräsmaschine, Messmaschine, WorkMaster und das SCM-System von Tech Mold
„In einer Branche wie der unseren, die einem hohen Wettbewerbsdruck ausgesetzt ist, muss man immer etwas cleverer und schneller arbeiten, als die anderen,“ erklärt Bill Kushmaul. „Hier bei Tech Mold sind wir von ’Werkzeugmacherei’ zu ’Werkzeugproduktion’ übergegangen. Was einst Handwerk war, ist heute High-tech. Geschickte Handwerker wurden durch gut geschulte Konstrukteure, Programmierer und Maschinenbediener ersetzt. Unsere Formwerkzeuge sind typische Beispiele für hochtechnologische Produktion, die mit der Erfahrung der geschickten Handwerker von gestern kombiniert wird.“
Das Konstruktionsteam von Tech Mold verfügt über langjährige Erfahrung von verschiedenen Formentypen und kann zum einen jene kreativen Lösungen anbieten, die zur Erfüllung der Kundenwünsche erforderlich ist, zum anderen die hoch entwickelten statistischen Validierungswerkzeuge, die zur Genehmigung neuer Formen angewandt werden. Innovative Konstruktionen und ein hochtechnologischer Produktionsapparat sind der Schlüssel zum Erfolg des Unternehmens.
Große Investitionen in Forschung, Entwicklung und moderne Bearbeitungstechnologie sollen die Produktionskapazität von Tech Mold auch weiterhin verstärken. Effiziente Maschinen mit Robotern in automatischen Produktionszellen und übergreifenden Kontrollsystemen stellen die Präzision und Qualität der hergestellten Komponenten sicher.
Bill Kushmaul: „Es gilt, die volle Maschinenkapazität rund um die Uhr zu nutzen – zu systematisieren und den Produktionsapparat effizienter zu machen.“
Entwicklung und Produktion jedes Formwerkzeugs werden bis zur kleinsten Komponente dokumentiert und mindestens 20 Jahre lang für Service- und Wartungsarbeiten archiviert. Aus dieser Dokumentation wird auch ein Heft zusammengestellt und zusammen mit dem Formwerkzeug als Referenzmanual an den Kunden geliefert. Die Nachkontrolle während der gesamten Lebensdauer des Formwerkzeugs gehört zum Gesamtservice, den Tech Mold anbietet.
„Wir haben System 3R bereits in den frühen 80er Jahren entdeckt. Zwar waren unsere Erodiermaschinen präzise und effizient in der Produktion, aber das manuelle Umrüsten der Elektroden in V-Blocks kostete sehr viel Zeit, und die Wiederholgenauigkeit war sehr schlecht. Außerdem ist jegliche Rüstzeit unproduktive Zeit. Die Lösung bestand aus dem Mini-System von System 3R. Damit reduzierten sich die Rüstzeiten von Stunden auf Minuten“, sagt Kushmaul.
Kurz danach rüstete Tech Mold als eines der ersten Unternehmen der Welt seine Senkerodiermaschinen mit dem automatischen Elektrodenwechsler 3Robomatic von System 3R aus. Das Magazin bot anfangs acht Elektroden Platz, wurde aber schon bald auf 16, 24, 32 und schließlich 48 erweitert. Nach Abschluss eines Bearbeitungsmoments sendet die Maschine ein Signal, und eine neue Elektrode wird eingewechselt. So geht das weiter, bis die Bearbeitung abgeschlossen war. Die mannlose Bearbeitung während der Nacht bei größeren Aufträgen war damit ein Faktum.
„Seit jener Zeit sind die Produkte von System 3R ein Eckpfeiler unserer Tätigkeit“, sagt Kushmaul.
Getreu seiner Zielsetzung, stets die neueste Technologie anzuwenden, installierte Tech Mold Anfang der 90er Jahre seine ersten vollautomatischen Produktionszellen. Eine Reihe von Senkerodiermaschinen wurde vom Mini- auf das Macro-System aufgerüstet und mit dem ersten Robot von System 3R ausgerüstet, dem WorkMan.
Das Magazin des Roboters wird mit Elektroden und Werkstücken geladen – alles auf Macro-Paletten – und somit ist die mannlose Bearbeitung nachts und während der Wochenenden möglich. Diese Investition erfüllte in allen Belangen die hohen Erwartungen des Unternehmens. Die produktive Zeit der Maschinen erhöhte sich um mehr als das Dreifache. Im Durchschnitt beträgt sie jetzt über 91 Prozent der verfügbaren Maschinenzeit. Der Rekord in einer Doppelzelle für die Senkerosion beträgt 62 Tage Rund-um-die-Uhr-Produktion ohne Unterbrechung!
Die Einsätze aller Werkzeuge sind austauschbar. Die Seiten werden direkt auf ihren Macro-Haltern rechtwinklig geschliffen.
Die Robotisierung ging mit WorkPal für den automatischen Wechsel in Schleif- und Fräsmaschinen weiter, auch hier mit dem Macro-System als Standardausrüstung für sämtliche Maschinen des Betriebs – einschließlich Dreh-, Koordinatenschleif- und Messmaschinen. Insgesamt sind in der Werkstatt über 7000 Macro-Paletten in Umlauf.
Als das Herz der Werkstatt könnte man die automatische Zelle für die Elektrodenherstellung bezeichnen – eine Mitsui Seiki VL30 und eine Zeiss Contura, die von einem WorkMaster von System 3R beschickt werden. Die technische Entwicklung erlaubt heute die Herstellung erheblich komplexerer Elektroden als früher, mit einem Toleranzbereich von 3 µm.
Auch hierbei greift Tech Mold auf die selbst entwickelte Fertigungstechnologie SCM (Self Correcting Manufacturing) zurück. Die Elektrode wird bearbeitet und danach in die Messmaschine eingewechselt, wo sie gemessen und mit einem m3D-Modell verglichen wird. Liegen die Werte außerhalb der strengen, im System gespeicherten Toleranzen, greift die Software ein und sendet die erforderlichen Änderungsbefehle an die Fräsmaschine, die die Elektrode automatisch korrigiert. Auf diese Weise stellt das wachsame Auge des SCM-Systems sicher, dass jede nachfolgende Elektrode innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.
High efficiency electrode manufacture – 5-axis grinding machine, measuring machine, WorkMaster and Tech Mold’s SCM system.
Diese automatische Produktionszelle ist rund um die Uhr an sieben Tagen der Woche in Betrieb und wird von nur einem Mann bedient. Dieser Dauerbetrieb ist notwendig, weil die fünf hungrigen Senkerodierzellen mit Elektroden gefüttert werden wollen, aber auch, weil sich hier eine alte Weisheit bewahrheitet: „Dinge (=Maschinen), die für dafür geschaffen sind, in Bewegung zu sein, funktionieren am besten, wenn sie sich bewegen“. Das heißt, dass kalte Maschinen ein anderes Ergebnis liefern als Maschinen, die auf Betriebstemperatur laufen. Und Präzision ist nun einmal in höchstem Grade ein Synonym für Tech Mold, wo Wiederholgenauigkeit ein absolutes Muss ist.
„Ich glaube, weder der Markt noch System 3R sind sich des vollen Potentials des Macro-Systems bewusst“, sagt Bill Kushmaul. „Routinemäßig schleifen wir die Seiten der Einsätze mit Hilfe der 90-gradigen Indexierung von Macro. Das Resultat liegt immer innerhalb einer Toleranz von 2-3 µm!“
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