Wenzel Metal Spinning | automatisering av metalltryckningsprocesser

Wenzel Metal Spinning, ett av de största metalltryckningsföretagen i USA, integrerade nyligen Prima Power Laser Next 2141 i sitt arbetsflöde.

Investeringen förbättrade säkerhet, kvalitet och spillkontroll, samtidigt som företaget kunde bearbeta mer komplexa geometrier och utöka sitt applikationsområde.

FRÅN VARDAGSKOMPONENTER TILL HÖGPRECISIONSDETALJER
Grundat 1982 driver Wenzel Metal Spinning flera anläggningar i Indiana och Alabama, med cirka 250 000 kvadratfot produktionsyta och 150 anställda.

”Vår kapacitet sträcker sig från industriella komponenter med hög volym, som lock till sopkärl, till högprecisionsdetaljer tillverkade av exotiska material för Mars-rovern”, säger Ryan Funkhouser, fabrikschef på Wenzel Metal Spinning.

De senaste projekten sträcker sig från vardagliga industrikomponenter till specialiserade flyg- och rymddetaljer. Dessa tillämpningar kräver snäva toleranser och involverar ofta exotiska legeringar, vilket gör efterbearbetningen särskilt krävande.

METALLTRYCKNING: EN PROCESS SOM KRÄVER ERFARENHET
Metalltryckning är en kallformningsprocess som används för att skapa axiellt symmetriska detaljer. Processen börjar med en platt metallplåt som skärs till en skiva och formas därefter över en roterande dorn till en rund form.

”Det är lika mycket en konst som en vetenskap”, förklarar Funkhouser. ”Du flyttar material och förändrar dess kornstruktur. Det kräver en känsla för materialet som du inte bara kan programmera in i en dator.”

Denna ”känsla” är anledningen till att Wenzel värdesätter sina långvariga medarbetare så högt. Att veta hur mycket tryck som ska appliceras utan att skada materialet tar många år att utveckla.

MANUELL TRIMNING SOM EN PRODUKTIONSFLASKHALS
Under många år var trimning av tryckta detaljer ett begränsande steg. Processen var manuell, långsam och potentiellt osäker, och den saknade den konsekvens som krävdes för att möta allt mer komplexa kundkrav.

”Vi nådde en gräns”, säger Funkhouser. ”Vi kunde trycka detaljer snabbare än vi kunde färdigställa dem. Vi var tvungna att tacka nej till jobb som krävde komplexa utskärningar eftersom vi inte kunde hantera efterbearbetningen på ett kostnadseffektivt sätt. Vi behövde en lösning som kunde hantera våra detaljers tredimensionella karaktär.”

VAL AV EN 5-AXLIG LÖSNING
Sökandet efter en 5-axlig laser var omfattande. Wenzel utvärderade de ledande aktörerna på marknaden, inklusive tyska och japanska tillverkare, innan de valde Prima Power.

”Laser Next 2141 från Prima Power passade våra behov, inklusive kabinstorleken, som rymmer de större detaljer vi tillverkar”, säger driftchef Ned Kaiser.

”De förstod vårt arbetsflöde och visade hur maskinen kunde integreras i vår produktion. Support var också en avgörande faktor. När man kör produktion kan man inte vänta tre veckor på en tekniker.”

MINSKAD CYKELTID OCH KONTINUERLIG DRIFT 
”Det som tidigare krävde flera fixturer, steg och flera operatörer har nu reducerats till en enda operation”, säger produktionschef Lance Angus. ”Vi har minskat moment som tog över en timme till bara några minuter.”

Den delade kabinkonfigurationen möjliggör kontinuerlig drift. ”Medan lasern skär ett komplext mönster på det vänstra bordet, lossar en operatör en färdig detalj och laddar en rå detalj på det högra bordet”, förklarar han. ”Laserstrålen är nästan alltid aktiv. Vi betalar inte en operatör för att titta på en maskin som arbetar; vi betalar dem för att hålla maskinen matad.”

SNÄVARE TOLERANSER OCH MINSKAT SPILL
5-axlig kapacitet har gjort det möjligt för Wenzel att uppnå toleranser som tidigare var omöjliga. ”Vi tillverkar flyg- och rymddetaljer där toleransen är plus eller minus fem tusendels tum”, tillägger Kaiser.

Denna precision har också drastiskt minskat spill. Inom metalltryckning är kassationer kostsamma, särskilt vid arbete med dyra material som Inconel och Hastelloy.

INSTALLATION OCH INTEGRATION AV DET NYA SYSTEMET

”Att installera och integrera ny teknik i produktionen är ofta en utmaning, men Prima Power gjorde det hanterbart”, förklarar Kaiser. ”De var på plats för att montera maskinen, justera parametrar, utbilda vårt team och säkerställa att programvaran integrerades sömlöst med våra befintliga system. Deras applikationsingenjör vägledde oss i att bemästra dess kapacitet och hantera komplexa processer och geometrier.”

SÄKRARE DRIFT OCH PÅVERKAN PÅ ARBETSKRAFTEN
Det nya systemet bidrar också till förbättrad säkerhet genom att minska operatörernas interaktion med trimningsprocesser med högre risk. ”Operatörer går från direkt hantering av vassa kanter och skärverktyg till att ladda en fixtur och starta cykeln”, säger Angus, ”vilket skapar ett renare, tystare och mer kontrollerat arbetsflöde.”

Avancerad utrustning stödjer även kompetensutveckling inom arbetsstyrkan. I en bransch som ofta har svårt att attrahera yngre arbetstagare är banbrytande teknik en stark drivkraft. ”Yngre arbetstagare vill arbeta med avancerad utrustning som Prima Power-lasern”, konstaterar Funkhouser.

”Det innefattar programmering, robotik och högteknologiska gränssnitt. Det förändrar rollen från ’arbetare’ till ’tekniker’. Automation ersätter inte vår arbetsstyrka. Den motiverar våra medarbetare.”

HUR NY TEKNIK OMFORMADE FÖRETAGETS POSITIONERING 
”Integrationen av Prima Power Laser Next 2141 förändrade hur vi positionerar oss”, reflekterar Funkhouser. ”Vi är inte längre bara ett tryckeri som gör lite tillverkning vid sidan av. Den här maskinen har gett oss självförtroendet att ta oss an mer komplexa jobb där metalltryckning bara är utgångspunkten.”

Funkhouser ser en bredare utveckling i företagets inriktning. ”Vi inser att vårt namn behöver spegla våra utökade kapaciteter. Vi är inte längre bara ’Wenzel Metal Spinning’; vi håller på att bli ’Wenzel Metal Spinning and Fabrication’.”