Toolpath Pemotongan Dinamis Mendorong Pertumbuhan Bagian Khusus untuk Produtor Kontrak Soft-Gel

Bengkel NC meningkatkan bisnis bagian khusus dengan toolpath pemotongan dinamis

Saat membuat produk soft-gel bebas resep dan dengan resep, dosis yang mengisi setiap kapsul gel harus presisi. Maka, sistem untuk mengukur jumlah formulasi menuntut tingkat presisi yang sama. Itulah persyaratan di produsen kontrakt terkemuka produk soft-gel nutrisi dan farmasi. Untuk menjaga pompa metering dan peralatan produksi mereka tetap akurat dan andal, mereka mencari Progressive Tool & Manufacturing Inc. (Greensboro, NC).

"Produsen kontrakt menggunakan mesin khusus yang memompa obat dengan tingkat yang sangat spesifik," kata Ryan Thompson, insinyur desain di Progressive Tool. "Tentu, akurasi dan konsistensi penting. Kami telah membuat dan meredam bagian untuk pompa metering medis selama lebih dari sepuluh tahun."

Diri didirikan oleh saudara laki-laki Daniel dan Richard Thompson, Progressive Tool telah membuat bagian mesin khusus dan gages di bagian tengah Carolina Utara sejak 1984. Sebagian besar, perusahaan membuat bagian khusus—dalam lima hingga sepuluh run bagian rata-rata—daripada pemesinan produksi. Pelanggan mereka bervariasi dari industri medis hingga kontraktor pertahanan hingga perusahaan penerbang yang melakukan pengujian prototipe, dan lebih banyak. "Kira-kira sekali atau dua kali setahun, kami membuat tiga atau empat ratus sesuatu untuk pelanggan," kata Ryan. "Tetapi, kami terutama bengkel yang membuat hal-hal yang membuat, mengukur, atau merakit hal-hal."

Karyawan adalah Pembuat Alat yang Terampil

Progressive Tool berbeda dari bengkel mesin umum. Salah satu hal yang membedakannya, menurut pendiri Richard "Dick" Thompson (ayah Ryan), adalah semua karyawan perusahaan adalah pembuat alat yang terampil. "Bahkan jika mereka magang," kata Dick, "mereka adalah magang pembuat alat. Semua orang dapat mengambil bagian dari gambar hingga manufaktur."

Menurut Dick, pembuat alat melakukan segalanya—dari penyiapan materi dan menyegarkan bagian hingga menjalankan mesin CNC, membuat program, melakukan penyiapan sendiri, dan membuat perangkat pegang sendiri. "Kami tidak hanya memiliki operator mesin atau pemuat bagian," katanya lagi.

Perusahaan mendukung pelatihan magangnya dalam pembuatan alat dan cetakan, sesuatu yang telah dilakukan selama 30 tahun. Semua karyawan bengkel telah menyelesaikan magang empat tahun atau sedang menjalani satu.

Untuk membuat bagian khusus, perusahaan menggunakan mesin milling CNC empat sumbu, mesin bubut CNC multi-sumbu, dan EDM sinker dan wire CNC bersamaan dengan perangkat lunak CAD/CAM yang kuat yang memungkinkan pembuat alat untuk menghasilkan program alat mesin yang dapat mencapai toleransi yang sangat ketat.

"Kami menggunakan Mastercam [dikembangkan oleh CNC Software Inc., Tolland, CT] untuk mengontrol semua mesin CNC kami," kata Dick. Memanggilnya "taut esensial," ia menandatangani bahwa pembuat alat perusahaan tidak melakukan pemrograman sama sekali di alat mesin. "Kami melakukan segalanya melalui perangkat lunak."

Perusahaan mempertahankan reputasi sebagai salah satu bengkel kualitas tertinggi di daerah untuk bagian khusus. Reputasi ini diperoleh, kata Dick, dengan tidak mengorbankan akurasi. Mayoritas pekerjaan melibatkan bagian dengan toleransi yang sangat ketat, katanya. Mengambil pekerjaan medis sebagai contoh, Dick menjelaskan proses yang digunakan Progressive Tool pada pompa metering: "Kami menggerinda klep slide rata dan sejajar hingga 0.0002 inci [0,005 mm] pada bagian stainless steel yang telah diharden 0,500 inci × 2 inci × 10 inci [12,7 × 50,8 × 254 mm] untuk mencapai finishing 6 mikro-inci [0,1524 mikrometer]."

"Kami biasanya mulai dengan model solid. Kami memasukkannya ke Mastercam, membuat toolpath, dan menggunakan geometri desain asli dari model untuk menjalankan toolpath kami," kata Dick. Meskipun beberapa pelanggan menggunakan wire frame dan data desain dari gambar 2D, Progressive Tool lebih memilih menggunakan model solid.

Peningkatan ke Dynamic Milling

Progressive Tool telah menggunakan Mastercam selama sekitar 20 tahun. Pada saat yang sama perusahaan membeli mesin bubut dengan sub-spindle, sumbu C dan Y, dan live tooling, mereka meningkatkan ke Mastercam 2017. Dengan peningkatan itu datang kemampuan toolpath baru yang membuat pembuat alat terkesan.

Dynamic milling (atau teknologi Dynamic Motion) menggunakan algoritma milik yang diprogram ke dalam perangkat lunak untuk secara otomatis mendeteksi perubahan dalam materi saat alat memotong. Alat tetap terlibat dengan materi, meminimalkan potongan udara dan memungkinkan mesin untuk dikencangkan ke kapasitas penuh. Thompson mengingat seberapa hati-hati para kerjanya. "Pembuat alat kami telah melihat demonstrasi tentang Dynamic milling dan ragu-ragu," kata Dick. Namun saat mereka kembali dari pelatihan yang disediakan oleh Barefoot CNC (Morganton, NC), sebuah reseller Mastercam, mereka tidak pernah melihat kembali.

Pada saat yang sama, Dick menandatangani bahwa Dynamic milling tidak cocok untuk setiap bagian dan setiap pekerjaan. Namun, dengan aplikasi yang tepat dan alat potong yang tepat, Dynamic milling "bukan hanya bekerja, itu luar biasa," katanya. Satu bagian yang dibuat perusahaan dalam stainless 304 yang dulu memakan waktu sekitar satu jam untuk roughing dan finishing sekarang memakan waktu 18 menit. "Itu tiga atau empat kali lebih cepat dari cara lama kami melakukannya," katanya.

Pekerjaan lain—memotong plastik—berjalan pada 200 ipm, (5 m/min) berputar pada 6000 rpm. Dan, ia melaporkan, saat memotong aluminium dan baja, bengkel dapat berjalan pada kecepatan mendekati 50 ipm (1,2 m/min), tergantung pada kedalaman potongan. "Biasanya, mereka mencoba pergi antara kedalaman diameter penuh hingga 1½ kali diameter. Jika cutter ¾ inci [19,05 mm], kami nyaman pergi dari ¾ inci hingga 1¼ inci dalam," kata Ryan.

Akhir-akhir ini, pembuat alat telah mendorong beberapa mesin. "Semua orang semangat mencoba seberapa cepat kami bisa pergi," kata Ryan.

Bahkan pada kecepatan yang meningkat, ia menggambarkan kemampuan baru bengkel untuk rough dan finishing bagian dengan alat yang sama sebagai "perbedaan antara malam dan siang." Alih-alih mengambil depth cuts dengan end mills, di mana itu hanya mengambil bagian bawah 0,050 inci hingga 0,0100 inci [1,27 hingga 0,254 mm], katanya, "Kami mengambil kedalaman potongan penuh dan stepover bertahap pada kecepatan luar biasa. Selain berjalan pada kecepatan lebih tinggi, kami sebenarnya memperpanjang umur alat. Dan itu menghemat banyak uang."

Menerima Pekerjaan Lebih Banyak

Perangkat lunak, bersama dengan peralatan produksi baru, membuka jalan bagi perusahaan untuk menerima lebih banyak pekerjaan dan memperluas bisnisnya. "Bahkan saat kami membuat 10 dan 20 bagian, penghematan waktu yang signifikan," kata Ryan. Ryan menandatangani bahwa, karena kecepatan dan putaran yang mungkin, Progressive Tool akan perlu meningkatkan beberapa peralatan lama. "Mesin dari tahun 80-an tidak bisa menikmati lagi," katanya.

Thompson yang lebih muda melanjutkan untuk mencantumkan perkembangan lain yang timbul dari peningkatan perangkat lunak 2017. Mesin bubut perusahaan dengan sub-spindle dan live tooling multiaxis aktif telah membuka banyak peluang bisnis baru.

"Dengan mill-turn, kami memiliki bagian dengan selusin penyiapan yang sekarang dapat kami lakukan dalam satu penyiapan. Tidak hanya kami menghemat waktu, tetapi kami sekarang dapat menerima lebih banyak—dan berbeda—pekerjaan!"

Peningkatan perangkat lunak menyediakan Progressive Tool dengan fitur Verify solid model cut verification/machine simulation dari Mastercam. Dick memanggilnya "penghemat waktu yang besar" pada setiap toolpath yang dijalankan perusahaan. "Saya bisa berpikir beberapa proyek di mana, saat kami bekerja padanya menggunakan Verify, kami dapat mengatakan, 'Tidak, tunggu! Kami tidak bisa melakukannya dengan cara ini. Kami harus berputar dan memukul dari bagian belakang, dan mampu membuat toolpath baru secara efisien.'"

Hari ini, didukung oleh kepercayaan pada kombinasi peralatan baru dan perangkat lunak baru, Progressive Tool menerima proyek dengan geometri kompleks dan toleransi ketat, memperluas pekerjaan khusus yang sudah lama—bagian khusus.

Manfaat penghematan waktu dari Dynamic milling saja, kata Ryan, telah menempatkan Progressive Tool dalam posisi yang lebih baik untuk mendapatkan lebih banyak pekerjaan. "Apakah itu medis, pertahanan, otomotif, atau nuklir, pelanggan kami bergantung pada kami untuk menawarkan secara akurat dan adil. Perangkat lunak bahkan telah membantu kami dengan itu."

Menurut kedua Thompson, peningkatan ke Mastercam 2017 membantu mengurangi lead time, waktu produksi, dan memperpanjang umur alat, membantu Progressive Tool mencapai tujuan bisnisnya sambil mempertahankan reputasinya di bagian khusus.