Un rodillo unido al brazo de palanca tiene una forma cercana al diámetro exterior de la pieza giratoria. Los elementos básicos necesarios para la mayoría de las operaciones de hilado incluyen el mandril, el seguidor que sujeta el metal, los rodillos y brazos de palanca que forman la pieza, y la herramienta de acabado. Imagen: Toledo Metal Spinning Company.
La evolución de la cartera de productos de Toledo Metal Spinning Co. puede no ser típica, pero no es única en el sector de los talleres de conformado y fabricación de metales. La empresa, con sede en Toledo, Ohio, comenzó fabricando piezas a medida y se hizo conocida por producir ciertos tipos de productos. A medida que aumentó la demanda, introdujo varios productos estándar basados ​​en configuraciones populares.
La combinación de la producción bajo pedido y la producción para inventario ayuda a equilibrar la carga de trabajo de las tiendas. La duplicación del trabajo también abre la puerta a la robótica y otros tipos de automatización. Los ingresos y las ganancias aumentaron, y el mundo parecía ir bien.
Pero, ¿está creciendo el negocio tan rápido como es posible? Los líderes de la tienda de 45 empleados sabían que la organización tenía más potencial, especialmente cuando vieron cómo los ingenieros de ventas pasaban sus días. Aunque TMS ofrece múltiples líneas de productos, muchos productos no se pueden simplemente tomar del inventario de productos terminados y enviar. Se configuran bajo pedido. Esto significa que los ingenieros de ventas pasan mucho tiempo preparando la documentación para los pedidos de tolvas, especificando las férulas aquí y los accesorios o pulidores específicos aquí.
TMS tiene una limitación de ingeniería, y para solucionarla, este año la empresa introdujo un sistema de configuración de productos. Un software personalizado, diseñado sobre SolidWorks, permite a los clientes configurar sus propios productos y recibir presupuestos en línea. Esta automatización de la atención al cliente debería simplificar el procesamiento de pedidos y, lo que es más importante, permitir a los ingenieros de ventas gestionar más trabajos personalizados de forma gratuita. En resumen, la herramienta debería ayudar a mejorar la eficiencia en la elaboración de presupuestos e ingeniería, lo cual es positivo. Al fin y al cabo, cuanto menos eficientes sean la ingeniería y la elaboración de presupuestos, más difícil será para una tienda crecer.
La historia de TMS se remonta a la década de 1920 y a un inmigrante alemán llamado Rudolph Bruehner. Fue propietario de la empresa desde 1929 hasta 1964, empleando a hábiles hilanderos de metal con años de experiencia trabajando con tornos y palancas, perfeccionando el proceso de hilado. El torno hace girar la pieza en bruto, y el hilandero de metal utiliza una palanca para presionar los rodillos contra la pieza de trabajo, dándole forma contra el mandril.
TMS finalmente se expandió al embutido profundo, produciendo piezas estampadas y preformas para hilado. Una máquina estiradora perfora una preforma y la monta en un torno rotatorio. Comenzar con una preforma en lugar de una pieza plana permite hilar el material a mayores profundidades y diámetros más pequeños.
Hoy en día, TMS sigue siendo una empresa familiar, pero no pertenece a la familia Bruehner. La empresa cambió de manos en 1964, cuando Bruehner se la vendió a Ken y Bill Fankauser, que no eran trabajadores metalúrgicos de toda la vida procedentes de su país de origen, sino un ingeniero y un contable. El hijo de Ken, Eric Fankhauser, actual vicepresidente de TMS, cuenta la historia.
“Cuando era un joven contador, mi papá obtuvo la cuenta [TMS] de un amigo que trabajaba en la firma de contabilidad Ernst and Ernst. Mi papá auditaba fábricas y empresas y hacía un gran trabajo, Rudy le envió un cheque por $100. Esto puso a mi papá en un aprieto. Si cobraba ese cheque, sería un conflicto de intereses. Así que fue a ver a los socios de Ernst and Ernst y les preguntó qué hacer, y le dijeron que pusiera el cheque endosado a un socio. Lo hizo y cuando el cheque se hizo efectivo, Rudy se molestó mucho al verlo endosado a la empresa. Llamó a mi papá a su oficina y le dijo que estaba molesto porque no se había quedado con el dinero. Mi padre le explicó que era un conflicto de intereses.
“Rudy lo pensó y finalmente dijo: 'Eres el tipo de persona que desearía tener en esta empresa. ¿Te interesa comprarla?
Ken Fankhauser lo pensó y luego llamó a su hermano Bill, que por aquel entonces era ingeniero aeroespacial en Boeing en Seattle. Como recuerda Eric: «Mi tío Bill vino en avión, visitó la empresa y decidieron comprarla. El resto es historia».
Este año, un configurador de productos en línea para configurar productos bajo pedido para múltiples sistemas de gestión de transporte (TMS) ha ayudado a optimizar los flujos de trabajo y a mejorar la experiencia del cliente.
Cuando Ken y Bill compraron TMS en la década de 1960, poseían un taller lleno de máquinas antiguas accionadas por correa. Pero también llegan en un momento en que el hilado de metales (y la maquinaria de fabricación en general) está pasando del funcionamiento manual al control programable.
En la década de 1960, la pareja adquirió un torno rotatorio Leifeld accionado por plantilla, muy similar a una antigua prensa punzonadora accionada por plantilla. El operario manipula un joystick que mueve el lápiz sobre una plantilla con la forma de una pieza giratoria. "Este es el comienzo de la automatización de TMS", dijo Craig, hermano de Eric, quien ahora es vicepresidente de ventas de TMS.
La tecnología de la empresa avanzó a través de diferentes tipos de tornos rotativos accionados por plantillas, culminando en las máquinas controladas por computadora que las fábricas utilizan hoy en día. Aun así, varios aspectos del hilado de metales lo distinguen de otros procesos. En primer lugar, incluso los sistemas más modernos no pueden ser operados con éxito por alguien que no conozca los fundamentos del hilado.
“No se puede simplemente colocar una pieza en blanco y esperar que la máquina la gire automáticamente según el dibujo”, dijo Eric, y agregó que los operadores deben crear nuevos programas de piezas manipulando un joystick que ajusta la posición del rodillo durante la fabricación. Por lo general, se realiza en varias pasadas, pero puede hacerse solo una vez, como en una operación de conformado por cizallamiento, donde el material se puede adelgazar (o “cortar”) a la mitad de su espesor. El metal en sí “crece” o se alarga en la dirección de rotación.
“Cada tipo de metal es diferente, e incluso dentro del mismo metal existen diferencias, como la dureza y la resistencia a la tracción”, explicó Craig. “Además, el metal se calienta al girar, y ese calor se transfiere a la herramienta. Al calentarse, el acero se expande. Todas estas variables implican que los operarios cualificados deben estar muy atentos al trabajo”.
Un empleado de TMS ha seguido el trabajo durante 67 años. "Se llamaba Al", dijo Eric, "y no se jubiló hasta los 86 años". Al empezó cuando el torno del taller funcionaba con una correa conectada a un eje superior. Se jubiló de un taller que contaba con las últimas máquinas de hilado programables.
Actualmente, la fábrica cuenta con empleados que llevan más de 30 años en la empresa, otros más de 20, y aquellos capacitados en el proceso de hilado trabajan tanto en procesos manuales como automatizados. Si el taller necesita producir piezas de hilado sencillas y únicas, sigue teniendo sentido que un hilandero ponga en marcha un torno manual.
Aun así, la empresa adopta activamente la automatización, como lo demuestra el uso de la robótica en el rectificado y pulido. "Tenemos tres robots propios que realizan el pulido", dijo Eric. "Dos de ellos están diseñados para pulir en el eje vertical y uno en el eje horizontal".
El taller cuenta con un ingeniero de robótica que enseña a cada robot a lijar formas específicas utilizando herramientas de tipo Dynabrade (con correas para los dedos), así como diversas lijadoras de banda. Programar un robot es un asunto delicado, especialmente dadas las diferentes granularidades involucradas, el número de pasadas y las diferentes presiones que aplica el robot.
La empresa aún emplea a personas que realizan pulido manual, especialmente trabajos personalizados. También emplea a soldadores que realizan soldadura circunferencial y de costura, así como a soldadores que manejan cepilladoras, un proceso que no solo mejora la calidad de la soldadura sino que también complementa la rotación. Los rodillos del pasador de piel refuerzan y aplanan el cordón de soldadura, lo que ayuda a mantener la consistencia del proceso cuando se requieren rotaciones posteriores.
TMS fue un taller de mecanizado puro hasta 1988, cuando la empresa desarrolló una línea estándar de tolvas cónicas. “Nos dimos cuenta de que, especialmente en la industria del plástico, recibiríamos diferentes solicitudes de precios de tolvas que solo variarían ligeramente: ocho pulgadas aquí, un cuarto de pulgada allá”, dijo Eric. “Así que comenzamos con una tolva cónica de 24 pulgadas con un ángulo de 60 grados, desarrollamos el proceso de hilado por estiramiento [embutición profunda de la preforma y luego hilado] para ella, y construimos la línea de productos a partir de ahí”. Teníamos varios tamaños de tolvas de 10 pulgadas, producíamos entre 50 y 100 a la vez. Esto significa que no tenemos costosas configuraciones que amortizar y los clientes no tienen que pagar por herramientas. Simplemente está en el almacén y podemos enviarla al día siguiente. O podemos hacer algún trabajo adicional, como colocar una férula o un collar, o un visor, todo lo cual implica cierta manipulación auxiliar”.
Otra línea de productos, denominada Línea de Limpieza, incluye una gama de contenedores de residuos de acero inoxidable. Esta idea de producto proviene de diversos ámbitos, como la industria del lavado de coches.
“Fabricamos muchas cúpulas de aspiración para lavaderos de autos”, dijo Eric, “y queríamos desmontar esa cúpula y darle otro uso. Tenemos una patente de diseño para CleanLine y llevamos 20 años vendiendo”. La base de estos recipientes se estira, el cuerpo se enrolla y se suelda, la cúpula superior se estira y, finalmente, se engarza, un proceso rotativo que crea un borde enrollado en la pieza, similar a las nervaduras reforzadas.
Las tolvas y los productos Clean Line están disponibles en diferentes niveles de "estándar". Internamente, la empresa define un "producto estándar" como aquel que se puede comprar directamente en stock y enviar. Sin embargo, la empresa también cuenta con "productos personalizados estándar", que se fabrican parcialmente a partir de existencias y luego se configuran bajo pedido. Aquí es donde los configuradores de productos basados ​​en software desempeñan un papel fundamental.
“Queremos que nuestros clientes vean el producto, la configuración, las bridas de montaje y los acabados que solicitan”, dijo Maggie Shaffer, gerente de marketing a cargo del programa de configuración. “Queremos que los clientes puedan comprender el producto de forma intuitiva”.
En el momento de redactar este informe, el configurador muestra la configuración del producto con las opciones seleccionadas y ofrece un precio válido por 24 horas. (Al igual que muchos fabricantes, TMS podía mantener sus precios durante más tiempo en el pasado, pero ahora no puede debido a la volatilidad de los precios y la disponibilidad de las materias primas). La empresa espera incorporar capacidad de procesamiento de pagos en el futuro.
Actualmente, los clientes llaman a la tienda para que se realicen sus pedidos. Pero en lugar de pasar días o incluso semanas generando, organizando y obteniendo aprobaciones para los planos (a menudo esperando demasiado tiempo en una bandeja de entrada saturada), los ingenieros de TMS pueden generar los planos con solo unos pocos clics y luego enviar la información al taller de inmediato.
Desde la perspectiva del cliente, las mejoras en la maquinaria de conformado de metales o incluso en el pulido y rectificado robótico pueden ser completamente invisibles. Sin embargo, el configurador de productos es una mejora que los clientes sí pueden ver. Mejora su experiencia de compra y ahorra a TMS días o incluso semanas de tiempo de procesamiento de pedidos. No es una mala combinación.
Tim Heston, editor sénior de The FABRICATOR, ha cubierto la industria de la fabricación de metales desde 1998, comenzando su carrera en la revista Welding Magazine de la American Welding Society. Desde entonces, ha cubierto todos los procesos de fabricación de metales, desde el estampado, el doblado y el corte hasta el rectificado y el pulido. Se unió al equipo de The FABRICATOR en octubre de 2007.
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