Van draaimachines naar CNC: De technologische evolutie van Gent Machine

Contractwerkplaats Gent Machine werd in 1927 opgericht, maar misschien zijn de grootste veranderingen alleen in de laatste decennia voorgekomen.

In 2009 kochten broers Rich en Adam Gent het bedrijf van hun vader, Richard Jr., die in de jaren '70 de eigenaar werd. De overgrootvader en grootvader van de broers, Arthur en Richard Sr., startten het bedrijf in South Euclid, Ohio, met de productie van granaatlontjes en vuurpennen.

Richard Jr. voerde een succesvolle operatie met een paar dozijn vijfspindelige Model B Davenports en werkte maximaal 20 mensen in dienst. Tijdens de middelbare school werkten de broers daar als machineoperators. Na college werkten ze even buiten de bewerkingsindustrie voordat ze terugkeerden naar het familiedbedrijf. Rich stapte in 2000 toe; Adam in 2006.

Die timing leek ideaal, want Gent Machine bloeide. Kort daarna werd de grootste klant van de winkel, die 65% van het bedrijf vertegenwoordigde, overgenomen door een ander bedrijf dat die bewerkingswerkzaamheden in huis nam.

“Dat waren harde tijden,” zegt Rich, “maar achteraf gekeken, zijn het die tijden die je vormen.” En het was die ervaring die de broers leidde tot het overwegen van manieren om bewerkingsefficiëntie en -capaciteiten te verbeteren, terwijl ze hun klantenbasis diversifieerden om te kunnen weerstaan aan steeds veranderende zakelijke omstandigheden.

Technologieoverdracht

De specialiteit van Gent Machine is het draaien van staafmateriaal tot 2 inch diameter van staal, roestvrij staal, aluminium, messing, koper en titan voor industrieën, waaronder automotive, vuurwapens, industriële leveringen en hydrauliek. De winkel heeft nog steeds een aantal Davenports en Acme zes-spindelige draaimachines, maar heeft sindsdien een schat aan nieuwe CNC-apparatuur in een relatief korte periode toegevoegd.

“Onze vader was niet echt in nieuwe bewerkingstechnologie,” legt Rich uit. “Het is niet dat hij het weerstond, maar hij wilde geen volledig nieuwe processen implementeren aangezien hij de pensioenleeftijd nadert. Hij wilde ons wel helpen met de implementatie.”

In 2007 dwing een lokale klant de winkel om de eerste CNC Zwitserse draaibank van Marubeni Citizen-Cincom te kopen om onderdelen te produceren die niet op de bestaande apparatuur gemachineerd konden worden. Adam nam de uitdaging aan om die nieuwe technologie te leren, en bouwde de CNC-afdeling van de winkel vanaf die aankoop op. Gent Machine heeft nu negen Zwitserse typen, waarmee de winkel meer complexe onderdelen in kleinere volumes kan produceren vergeleken met de oudere draaimachines. (Al deze Zwitserse typen werden aangeschaft via machinehulpmiddelen-distributeur Concentric Corp., ook gevestigd in Cleveland.)

De nieuwste machine bevat de lage-frequentie-trillingstechnologie van Marubeni Citizen-Cincom, die de snijder in de Z-as oscilleert in tijd met de rotatie van de staafmateriaal. Soms haalt het de snijder volledig uit de snede. Deze bewuste luchtsneden breken de span in consequent kleine stukjes, zodat ze gemakkelijk uitgegooid kunnen worden, wat de problemen van spiraalvormige spanverstrengeling rond het werkstuk of gereedschap minimaliseert, bekend als “bird nesting”. Adam zegt dat alle toekomstige Zwitserse typen met deze capaciteit worden aangeschaft.

Er werden aanvullende veranderingen aangebracht aan het bedrijf na de overname door de broers. Op dat moment had Gent Machine een goede mix van klanten na een paar jaar diversificering. Een deel daarvan was dankzij de vernieuwde bedrijfswebsite die Adam creëerde met verbeterde zoekmachineoptimalisatie. Feitelijk, dat is hoe Tesla over de winkel erfaring kreeg, de website vond en in 2011 contact opnam.

Hoewel Tesla op zoek was naar een leverancier van geïnjecteerde gegoten onderdelen, maakte het Gent Machine wel mogelijk om zijn voet in de deur te krijgen bij de grote elektrisch voertuig OEM. Adam kon een goede relatie ontwikkelen met een Tesla-ontwerpingenieur, en dit leidde uiteindelijk tot het winnen van werk voor de productie van vijf verschillende onderdelen voor Tesla.

Rich zegt dat het een sprong in het diepe was voor de winkel. Bijvoorbeeld, één opdracht vereiste een aluminiummateriaalinkoop drie keer groter dan de winkel ooit had gedaan. Daarnaast was Tesla een start-up op dat moment, en de levensvatbaarheid van elektrische voertuigen was nog onzeker. Toch nam de winkel het werk aan, wat de aankoop van drie extra Zwitserse typen vereiste die drie werksdiensten draaiden.

Deze aanpak voldood aan Teslas productievereisten, maar was misschien niet ideaal. Jahrelang hadden de broers overwogen een draaitafelmachine toe te voegen. Het moment leek gekomen na de verhuizing naar een nieuw, groter gebouw in Cleveland in 2017, wat 60.000 vierkante voet vloeroppervlakte bood vergeleken met de krappe 22.000-vierkante-voet operatie (wat betekende dat er ruimte was voor een draaitafelmachine) en ze ook een onderdeel hadden dat ideaal leek voor dat type machine, wat hen dwingde de aankoop te doen.

Gent Machine kocht een 16-station Hydromat Epic 45/16 via de nabijgelegen machinehulpmiddelen-distributeur en turnkey-systeemleverancier Motch and Eichele. Het onderdeel waar deze machine voor ingesteld werd, was een complexe bevestiging die oorspronkelijk op de Zwitserse typen gemachineerd werd. De winkel kon de cyclus tijd voor dit onderdeel op de Zwitserse typen terugbrengen tot 38 seconden, maar de draaitafelmachine kon onderdelen in slechts 7 seconden voltooien. Dit maakte het de winkel mogelijk om slechts twee diensten te draaien, terwijl capaciteit op de Zwitserse typen vrijkwam voor ander werk. Het maakte ook mogelijk om inzetbare gereedschappen te gebruiken in plaats van vormgereedschappen, omdat elke bewerkingseenheid ingesteld kan worden om in meerdere assen te bewegen.

Gent Machine voegde vervolgens zijn tweede draaitafelmachine toe: een hydraulische Hydromat Legacy 32/4-16. Hoewel de opdracht waar deze tweede machine voor aangeschaft werd, niet doorging, identificeerde de winkel een bestaand airbag-onderdeel dat op de Davenports werd gedraaid, waarbij de productievolume-eisen snel stegen.

Op dezelfde manier was op het moment van mijn bezoek in april de Epic-machine in het proces van herbetoeling voor een nieuwe opdracht — een koelkasdrukscharnier dat strakke toleranties heeft. De winkel produceerde deze scharnieren op de draaimachines. Een probleem was een brochproces om twee vlakken te produceren. Naarmate het brocgereedschap versleet, vielen de afmetingen op die vlakken buiten tolerantie. De Epic wordt uitgerust met een drie-as bewerkingseenheid die de vlakken kan frezen en betere procescontrole mogelijk maakt.

De eerste freesmachine toevoegen

Het is niet ongebruikelijk om kleine CNC-freesmachines in hoge-productiedraaibedrijven te zien die gebruikt worden voor secundaire operaties op gedraaide onderdelen. Gent Machine kocht echter recent zijn eerste verticale bewerkingscentrum (VMC) — een Hwacheon Vesta 660 met een 26" x 16,95" tafel — met een vierasige draaitaart. Deze werd initieel gekocht om tweede-op werk voor ventilatoronderdelen te doen, maar biedt de mogelijkheid om productiewerk te verrichten.

Deze machine werd ook aangeschaft via Motch and Eichele. De winkel had van plan om de ventilatoronderdelen compleet op de tweespindelige/tweeturretmachine te machineeren. Het besliste echter dat het meer zin had om het draaien en enige kruisgatbewerking op die machine te doen en het vervolgens over te dragen naar de VMC om meerdere andere kruisgaten te boren.

“De Vesta 600 biedt extra mogelijkheden die de draaiapparatuur van onze winkel aanvullen, aangezien een draaibank over het algemeen alleen ronde of zeshoekvormige staven kan spannen,” zegt Rich. “De freesmachine biedt verhoogde capaciteit omdat het vierkante en andere gevormde onderdelen kan vasthouden.”

Hoewel de machine gekocht werd als een winstcentrum, stelt het de winkel ook in staat om manieren te vinden om de kosten voor leveranciers te verlagen. Een dop voor een batterijbehuizing is een goed voorbeeld.

Zoals Adam uitlegt, maakte de winkel ongeveer 15.000 van deze doppen per maand voor een klant. Elk onderdeel moest geanodiseerd worden, maar niet volledig — alleen de boven- of “dop”-kant van het onderdeel werd geanodiseerd. De rest moest blank blijven. Om dit te doen, moet de onderhelft van het onderdeel bedekt worden tijdens het anodiseringsproces. Om de draadgedeelte van het onderdeel te bedekken, schroefde de anodiseerder honderden onderdelen in zijn eigen fixatie. De fixatie voorkomt dat de onderhelft van het onderdeel geanodiseerd wordt. Hij doopte de fixatie in het anodiseringsbad, draaide de onderdelen uit de fixatie en stuurde de fixatie terug naar de winkel. De arbeid om elk onderdeel in te schroeven en uit te schroeven was duur voor de anodiseerder, dus Gent Machine werd hiervoor gefactureerd. De VMC maakte het de winkel mogelijk om een eigen fixatie te produceren. Op die manier kan het de onderdelen in die fixatie installeren, naar de anodiseerder sturen, en vervolgens de fixatie met geanodiseerde onderdelen ontvangen voor de winkel om te verwijderen. Dit elimineerde de arbeidskosten van de anodiseerder, waardoor de totale productiekosten werden verlaagd.

Vooruitgaan

Vandaag de dag heeft de winkel 54 werknemers vergeleken met 15 in 2009. Gent Machine heeft ook zijn montageafdeling uitgebreid. Daarnaast biedt de huidige locatie voldoende ruimte voor meer apparatuur. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat ze hun Davenport-afdeling uitbreiden, kunnen ze op een gegeven moment nog een CNC-draaitafelmachine toevoegen, als de juiste opdracht komt.

“We zijn nog steeds relatief nieuw in de draaitafelscene,” legt Rich uit. “Service is cruciaal, vooral bij het instappen in nieuwe typen apparatuur, wat een extra reden is waarom we onze langdurige relatie met Motch and Eichele waarderen, en de Hydromats kochten. In tegenstelling tot winkels die al jarenlang draaitafeltechnologie gebruiken, hebben we geen voorraad bewerkingseenheden die we mogelijk kunnen gebruiken om onze Hydromats te herbetoelen voor nieuwe opdrachten. Maar het is ons doel die voorraad op te bouwen en ons de snelheid en flexibiliteit te geven om onze apparatuur om te zetten om verschillende onderdelen te draaien wanneer we dat willen.”