Wenzel Metal Spinning | Automatisering van metaalspinprocessen

Wenzel Metal Spinning, een van de grootste metaaldraaibedrijven in de Verenigde Staten, heeft onlangs de Prima Power Laser Next 2141 in zijn workflow geïntegreerd.

De investering verbeterde de veiligheid, kwaliteit en afvalbeheersing, terwijl het bedrijf in staat werd gesteld complexere geometrieën te verwerken en zijn toepassingsgebied uit te breiden.

Van alledaagse componenten tot uiterst nauwkeurige onderdelen

Wenzel Metal Spinning, opgericht in 1982, exploiteert meerdere vestigingen in Indiana en Alabama, met ongeveer 23.000 vierkante meter aan productieruimte en 150 medewerkers.

“Ons aanbod strekt zich uit van industriële componenten in grote volumes, zoals deksels voor vuilnisbakken, tot uiterst nauwkeurige onderdelen die met exotische materialen voor de Mars Rover worden vervaardigd,” zegt Ryan Funkhouser, General Manager bij Wenzel Metal Spinning.

Recente projecten variëren van alledaagse industriële componenten tot gespecialiseerde onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart. Deze toepassingen vereisen nauwe toleranties en maken vaak gebruik van exotische legeringen, waardoor de nabewerking bijzonder veeleisend is.

Metaalspinnen: een proces dat op ervaring berust

Metaalspinnen is een koudverwerkingsproces dat wordt gebruikt om axiaal symmetrische onderdelen te maken. Het proces begint met een platte metalen plaat die in een schijf wordt gesneden en vervolgens over een roterende doorn in een ronde vorm wordt gevormd.

"Het is net zo goed een kunst als een wetenschap", legt Funkhouser uit. "Je beweegt metaal en verandert de korrelstructuur ervan. Het vereist een gevoel voor het materiaal dat je niet zomaar in een computer kunt programmeren."

Dit “gevoel” is de reden waarom Wenzel zoveel waarde hecht aan zijn langdurige medewerkers. Het duurt jaren om te leren hoeveel druk je moet uitoefenen zonder het materiaal te beschadigen.

Handmatig afsnijden als productieknelpunt

Jarenlang was het bijsnijden van gedraaide onderdelen een beperkende factor. Het proces was handmatig, traag en potentieel onveilig, en het ontbrak aan de consistentie die nodig was om aan de steeds complexere eisen van klanten te voldoen.

"We liepen tegen een muur aan", zegt Funkhouser. "We konden onderdelen sneller spinnen dan we ze konden afwerken. We moesten opdrachten met complexe uitsparingen afwijzen omdat we de afwerking niet kosteneffectief konden uitvoeren. We hadden een oplossing nodig die de 3D-aard van onze onderdelen aankon."

Kiezen voor een 5-assige oplossing

De zoektocht naar een 5-assige laser was grondig. Wenzel evalueerde de belangrijkste spelers op de markt, waaronder Duitse en Japanse fabrikanten, voordat hij voor Prima Power koos.

"De Laser Next 2141 van Prima Power voldeed aan onze behoeften, inclusief de afmetingen van de cabine, die plaats biedt aan de grotere onderdelen die we maken", zegt Operations Manager Ned Kaiser.

“Ze begrepen onze workflow en lieten zien hoe de machine in onze werkvloer kon worden geïntegreerd. Ondersteuning was ook een belangrijke factor. Als je aan het produceren bent, kun je geen drie weken op een technicus wachten.”

Kortere cyclustijd en continu bedrijf

"Wat voorheen meerdere mallen, stappen en verschillende medewerkers vereiste, is nu teruggebracht tot één enkele bewerking", zegt productiemanager Lance Angus. "We hebben taken die meer dan een uur in beslag namen teruggebracht tot slechts enkele minuten."

De configuratie met gesplitste cabine maakt continu bedrijf mogelijk. “Terwijl de laser een complex patroon snijdt op de linkertafel, haalt een operator een afgewerkt onderdeel eruit en legt een onbewerkt onderdeel op de rechtertafel”, legt hij uit. “De laserstraal staat bijna altijd aan. We betalen een operator niet om naar een machine te kijken; we betalen hem om de machine te blijven voeden.”

Strakkere toleranties en minder afval

Dankzij de 5-assige mogelijkheden heeft Wenzel toleranties kunnen realiseren die voorheen onmogelijk waren. “We maken onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart waarbij de tolerantie plus of min vijf duizendste inch is,” voegt Kaiser toe.

Deze precisie heeft ook het afval drastisch verminderd. In de wereld van het metaalspinnen zijn afgedankte onderdelen kostbaar, vooral bij het werken met dure materialen zoals Inconel en Hastelloy.

Installatie en integratie van het nieuwe systeem

"Het installeren en integreren van nieuwe technologie in de productie is vaak een uitdaging, maar Prima Power heeft het haalbaar gemaakt", legt Kaiser uit. "Ze waren ter plaatse om de machine te monteren, parameters aan te passen, ons team te trainen en ervoor te zorgen dat de software naadloos integreerde met onze bestaande systemen. Hun applicatie-ingenieur begeleidde ons bij het onder de knie krijgen van de mogelijkheden en het aanpakken van complexe processen en geometrieën."

Veiligere bedrijfsvoering en impact op het personeel

Het nieuwe systeem draagt ook bij aan een verbeterde veiligheid doordat de operator minder betrokken is bij risicovolle bewerkingsprocessen. „Operators hoeven niet langer rechtstreeks met scherpe randen en snijgereedschappen te werken, maar laden alleen nog maar een opspanning en starten de cyclus“, zegt Angus, „waardoor een schonere, stillere en beter gecontroleerde werkstroom ontstaat.“

Geavanceerde apparatuur ondersteunt ook de ontwikkeling van het personeel. In een sector die vaak moeite heeft om jongere werknemers aan te trekken, is geavanceerde technologie een grote trekpleister. "Jongere werknemers willen geavanceerde apparatuur zoals de Prima Power-laser bedienen", merkt Funkhouser op.

"Het gaat om programmeren, robotica en hightech-interfaces. Het verschuift de rol van 'arbeider' naar 'technicus'. Automatisering vervangt ons personeel niet. Het motiveert onze mensen."

Hoe nieuwe technologie de positionering van het bedrijf heeft veranderd

"De integratie van de Prima Power Laser Next 2141 heeft onze positionering veranderd", zegt Funkhouser. "We zijn niet langer alleen maar een draaibedrijf dat er een beetje fabricage bij doet. Deze machine heeft ons het vertrouwen gegeven om complexere opdrachten aan te nemen waarbij draaien slechts het uitgangspunt is."

Funkhouser ziet een bredere evolutie in de richting van het bedrijf. “We realiseren ons dat onze naam onze uitgebreide mogelijkheden moet weerspiegelen. We zijn niet langer alleen ‘Wenzel Metal Spinning’; we worden ‘Wenzel Metal Spinning and Fabrication’.”