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Jul 13, 2023

La tecnología de servoprensa ayuda al estampador de metales a perfeccionar su propuesta de valor

Kapco, Grafton, Wisconsin, un gran fabricante por contrato de estampado, pudo conseguir una oferta de adquisición, competir con estampadores extranjeros y demostrar que podía mejorar la velocidad de comercialización de sus clientes, con la

Kapco, Grafton, Wisconsin, un gran fabricante por contrato de estampado, pudo ganar el trabajo de adquisición, competir con estampadores extranjeros y demostrar que podía mejorar la velocidad de comercialización de sus clientes, con la instalación de tecnología de servoprensa. Imágenes: Kapco

No es inusual que los fabricantes de equipos originales de productos de consumo produzcan algunos o todos sus componentes. De hecho, la mayoría empieza así. Pero si usted es un proveedor con gran competencia en un aspecto particular de la fabricación, como el estampado, y lo respalda con compras inteligentes de equipos y un excelente personal, la decisión más inteligente de un cliente puede ser confiarle esa operación.

Ganar un trabajo de adquisición superando a un competidor puede ser una hazaña satisfactoria. Ha optimizado sus operaciones, ajustado su eficiencia, comprado su equipo sabiamente y administrado bien a su personal para demostrar su valor.

Incorporar el trabajo de adquisición de su propio cliente leal es una victoria de otro tipo. Es un testimonio de confianza en sus capacidades al más alto nivel.

Eso es lo que sucedió en Kapco, Grafton, Wisconsin, un gran fabricante por contrato de estampado, con la compra de tecnología de servoprensa.

Las plantas y operaciones de Kapco están ubicadas principalmente en el área de Milwaukee, con una planta en Osceola, Wisconsin. La compañía emplea a casi 700 personas y tiene más de 600,000 pies cuadrados en sus nueve ubicaciones. Sus operaciones comprenden un 60% de estampado y un 40% de fabricación y soldadura. El fabricante se especializa en estampados de volumen medio, calibre 7 a 16.

El presidente y director ejecutivo de Kapco, Jim Kacmarcik, es la segunda generación de propietarios familiares. Su padre, Tom Sr., fundó la empresa en 1972. La primera operadora de prensa de la empresa fue la esposa de Tom, Josephine. "Kapco realmente tuvo un comienzo pequeño y humilde", dijo Kacmarcik. “Estamos realmente orgullosos de lo que hemos llegado a ser: de sólo tres equipos en nuestras instalaciones originales a más de 125 en la actualidad, muchos de los cuales son las mejores máquinas de su clase. El crecimiento ha sido rápido en ocasiones, pero también ha sido un crecimiento intencional y estratégico”.

Los clientes de Kapco provienen de diversas industrias, incluidas las de deportes de motor, camiones pesados, vehículos militares, manipulación y almacenamiento de materiales, agricultura y electrodomésticos. El cliente más importante de la empresa es un fabricante de vehículos deportivos todoterreno líder en el mercado. Kapco está a la par de los segmentos side-by-side y ATV, fabricando literalmente miles de piezas para vehículos utilitarios side-by-side, así como motocicletas de carretera y motos de nieve. Las piezas que estampa incluyen componentes de los bajos, placas protectoras de bajos, techos interiores y marcos de puertas.

La empresa, en su 50.º año, se encuentra en medio de un crecimiento explosivo. "Atravesamos un tremendo crecimiento a largo plazo después de que Jim Kacmarcik se hiciera cargo de la empresa en 2000", dijo el vicepresidente de ventas de Kapco, Mike Kenny.

La empresa necesitaba aumentar la producción rápidamente.

Kenny explicó. “El ciclo de producción de deportes de motor es dos o tres veces más rápido, en términos de frecuencia y ritmo, que el ciclo automovilístico típico. Por lo tanto, se trata de cambios de alto volumen, alto ritmo y alta velocidad. Obviamente, cuando trabajas con clientes en el sector de deportes de potencia, debes ser rápido, eficiente y ágil. La velocidad de comercialización es una de sus herramientas competitivas”.

Equipada con cuatro servoprensas (una de 176 toneladas, dos de 220 toneladas y una de 330 toneladas), la sala de impresión pudo duplicar su producción. El funcionamiento de piezas en las servoprensas tuvo beneficios positivos para la herramienta y también para las matrices.

Kenny añadió: "Nuestra capacidad para ayudarles a llegar al mercado más rápido con mayor calidad y menos costoso es clave para nuestra propuesta de valor".

Kapco buscó formas de acelerar su producción y exploró la posibilidad de agregar tecnología de servoprensa a su flota de 46 prensas mecánicas.

"Dos situaciones crearon el crecimiento que nos impulsó a considerar los servos", dijo Kenny. "O asumíamos el trabajo de un cliente que buscaba dejar de producir las piezas por sí mismo o tratábamos de atraer empresas que habían estado deslocalizando pero que buscaban relocalizarse".

La empresa quería presentar un argumento comercial para poder producir piezas más rápido y menos costoso de lo que podría hacerlo un cliente por sí mismo.

“En primer lugar, necesitábamos demostrar que podíamos ser competitivos en costes con lo que un cliente pensaba que podía producir por sí mismo. En segundo lugar, para atraer a las empresas que buscaban relocalizarse, necesitábamos superar tanto la ventaja en costos de materiales como la ventaja en costos laborales que podría tener un competidor offshore, aunque tiene la desventaja de los costos y retrasos de transporte y flete, lo cual no es insignificante. hoy. Esas son cosas con las que siempre hemos tenido que competir, pero aún más en los últimos años.

“En tercer lugar estaba la eficiencia laboral. Después de la COVID, el mercado laboral es muy desafiante, especialmente en el sector manufacturero”.

El equipo de operaciones de Kapco buscó resultados de productividad en la sala de impresión. "Exploramos lo que podríamos obtener de una servoprensa", dijo Kenny.

Kenny dijo que la mayor productividad de una servoprensa los colocaría en una buena posición para ser más competitivos de lo que eran, tanto en términos de costo como de tiempos de entrega.

James Knepp, director de ingeniería de estampado de Kapco, añadió: “Debido al trabajo de adquisición del espacio para puertas de garaje para consumidores que habíamos ganado recientemente, sabíamos que íbamos a estar cerca de la capacidad de la prensa. Analizamos la tecnología de servoprensa para aumentar la capacidad. Sabíamos que, según nuestra investigación interna y nuestras conversaciones con socios de la industria, podríamos ejecutarlos más rápido. Así que ahí es donde empezamos”.

Velocidad. Knepp dijo que la razón principal para comprar tecnología servo fue la mayor cantidad de carreras por minuto (SPM) que esperaba que la sala de impresión pudiera obtener con ellos. “Aquí tenemos muchas prensas mecánicas estándar en ese mismo rango de tonelaje. Digamos que funcionan en el rango de 40 SPM al máximo. Los servos nos permitirían programar un cambio en la longitud de la carrera para aumentar la velocidad de ejecución más allá de 40 SPM al programar una longitud de carrera más corta y aumentar las velocidades de salida”.

Fue clave capacitar a su personal dedicado de la sala de impresión para la transición de la programación de prensas mecánicas, con cigüeñales, a prensas servo.

Versatilidad. Knepp pensó que también les sería útil la versatilidad de la servoprensa en términos de capacidad de ajuste y perfiles de carrera. “Una de las cosas que realmente nos gustó de las servoprensas fue la flexibilidad que nos podían brindar. Una servoprensa nos brinda la utilidad de varias prensas diferentes, todo en uno”.

Espacio. Una consideración adicional fue el espacio, dijo Kenny. “Necesitábamos más producción por metro cuadrado de espacio. Eso fue fundamental para alcanzar el tipo de cifras que necesitábamos. Teníamos que hacer más en este mismo espacio”.

Sin tener una idea definitiva de exactamente qué tamaños de prensa necesitaría para satisfacer una demanda desconocida, la empresa compró al principio prensas servo pequeñas: una AIDA de 110 toneladas y una SEYI SD1 de un solo punto de 176 toneladas.

Knepp dijo: "Sabíamos que tanto el nuevo trabajo como el trabajo de adquisición que íbamos a realizar implicaban estampado de calibre medio y fino". Las piezas están estampadas en calibre 10, 12, 14 e incluso algunos calibre 16. material. Todos eran partes relativamente pequeñas. “Estábamos buscando una prensa de bastidor pequeño para manejar progresiones más cortas y troqueles más pequeños. Al hacer eso, podríamos acortar las líneas de alimentación y aprovechar el ahorro de espacio que nos brindó”.

Knepp añadió: “Dado que algunos de esos nuevos trabajos eran trabajos de adquisición, no necesariamente conocíamos el alcance total cuando compramos las prensas. Muy rápidamente, según la gama de piezas que adquirimos, el modelo de 110 toneladas no tenía la capacidad necesaria, en términos de tonelaje, para lo que necesitábamos hacer”.

La empresa conservó la prensa de 176 toneladas, pero cambió la prensa de 110 toneladas por una prensa AIDA más grande de 330 toneladas un año después de su compra inicial. Simultáneamente, compró dos servoprensas SEYI SDI de 220 toneladas, una de un solo punto y otra de doble punto, lo que elevó su flota de servos en total a cuatro.

Ritmo para una instalación rápida en el mercado. Dado que las interrupciones en la cadena de suministro provocadas por la COVID provocaron retrasos en los bienes de capital en todo el mundo, una de las consideraciones a la hora de elegir la prensa fue simplemente la rapidez con la que se podía obtener e instalar. “Una de las cosas que analizamos fue lo que había disponible, tanto desde el punto de vista de la prensa como de la línea de alimentación. Hubo un gran esfuerzo de nuestra parte para conseguir las prensas, instalarlas y ponerlas en marcha”, dijo Knepp.

En el rango de 176 a 220 toneladas, la instalación fue relativamente sencilla. No se requirió ningún trabajo de cimentación ni instalación de pozos. “Los trajimos, los levantamos, les pusimos energía y comenzamos a operarlos”, dijo Knepp.

Dijo que el plazo desde la instalación hasta la primera pieza buena que sale de la imprenta fue de unas ocho semanas.

Líneas de alimentación. Una línea de alimentación de bobinas de Coe Press Equipment suministra las dos prensas de 220 toneladas, y una línea de alimentación de Dallas Industries proporciona material para la prensa de 330 toneladas. "Las líneas de alimentación estuvieron disponibles de inmediato y realmente cumplían con lo que necesitábamos", dijo Knepp. La programación de las transmisiones era relativamente sencilla, por lo que los operadores no necesitaban una formación exhaustiva.

La empresa instaló cuatro líneas de servoprensas completas con líneas de alimentación de servobobinas.

La alimentación de la servobobina se sincroniza con el movimiento del servo. En la mayoría de las piezas hay progresiones de avance relativamente cortas. "Son más que capaces de seguir el ritmo de las servoprensas", afirmó Knepp.

Las expectativas de Knepp y Kenny de que las servoprensas acelerarían la producción resultaron ser correctas. Al ajustar la velocidad del deslizamiento y utilizar el modo de péndulo, el equipo de la sala de impresión pudo aumentar significativamente la velocidad de la prensa y producir piezas más rápido, acelerando los tiempos de entrega.

"Al configurar la servoprensa en modo pendular, o medio recorrido o medio ciclo, de ahí surgió realmente el aumento de velocidad", dijo Knepp. “En promedio, básicamente es el doble de lo que hemos hecho con una prensa mecánica tradicional.

"Literalmente puedo sacar un troquel de una prensa mecánica, ponerlo en un servo y hacerlo funcionar el doble de rápido".

La sala de herramientas de Kapco fabrica y mantiene troqueles. Casi todo el mantenimiento de las herramientas de la empresa se realiza internamente. Las servoprensas también han tenido un impacto positivo en el taller de herramientas, afirma Knepp. "Desde la perspectiva de las herramientas, la capacidad de las servoprensas para modificar los perfiles de carrera nos ha ayudado de varias maneras".

Formando materiales resistentes. La servoprensa puede ayudar a estampar materiales de alta resistencia, afirmó Knepp. El estampador utiliza las prensas para formar acero al carbono, aluminio, acero inoxidable y acero galvanizado.

“Muchos de los mercados a los que atendemos están cambiando a materiales delgados y de alta resistencia para reducir el peso. Algunos de los materiales que estampamos ahora son definitivamente un cambio con respecto al acero al carbono estándar que utilizábamos en el pasado. Al programar diferentes cambios en el perfil del movimiento de la carrera de la prensa, podemos estampar algunos de esos materiales más difíciles de formar”.

Aliviar el tonelaje inverso. Ser capaz de programar las prensas para que disminuyan la velocidad hacia el punto muerto inferior (BDC) ha reducido considerablemente el tonelaje de avance y retroceso, informó Knepp. “Podemos reducir la velocidad de deslizamiento justo en la parte inferior del recorrido cuando el punzón atraviesa el material. Con esa capacidad, podemos reducir el tonelaje tanto hacia adelante como hacia atrás solo con la velocidad de la prensa, en lugar de alterar el diseño de la herramienta”.

Eliminación de ángulos de corte en punzones . Un método común para reducir el tonelaje ha sido la adición de ángulos de corte en los punzones. Con la capacidad de cambiar la velocidad de deslizamiento durante partes específicas de la carrera, se puede eliminar la necesidad de ángulos de corte en los punzones. "Ahora podemos afilar los punzones más rápido al reducir la cantidad de configuraciones necesarias para rectificar los ángulos de corte en ellos", dijo Knepp.

Eliminación de la estación de reataque. Debido a que las servoprensas se pueden programar con movimientos de reencendido o para permanecer en el BDC, se pueden construir troqueles sin estaciones de reencendido. “En un trabajo en el que tendríamos tres estaciones y una sería un nuevo ataque, ahora nos quedamos con dos”, dijo Knepp.

Kapco estampa, suelda y corta con láser millones de piezas metálicas al año.

Esa reducción en el mantenimiento del cuarto de herramientas es significativa debido al gran volumen que maneja el equipo de herramientas. “Cuando lanzamos un nuevo programa con nuestros clientes, es posible que tengamos más de 100 troqueles que debamos construir en cuestión de unos pocos meses. Eso significa que necesitamos aprovechar en gran medida nuestro equipo interno y nuestra red de herramientas externa”, dijo Knepp.

Capacitación. La sala de impresión enfrentó desafíos de capacitación al pasar de las prensas mecánicas programables a las prensas servo, comentó Knepp. “Nuestra gente sabía muy bien cómo programar una prensa mecánica y gestionar la producción. Las prensas mecánicas se programan en función de los grados de revolución del cigüeñal. Por ejemplo, el avance de alimentación, la apertura del piloto y la sincronización del sensor estarían en grados de rotación.

“La programación de eventos de sincronización en una servoprensa no se realiza en grados de rotación; se basa en la ubicación del deslizador en relación con BDC, más parecido al eje Z de un centro de mecanizado CNC. Así que fue un gran desafío lograr ese cambio de mentalidad, porque nuestros operadores tenían mucha experiencia con las prensas mecánicas”.

Una forma en que Kapco abordó los desafíos del entrenamiento fue optar por una función que traduce el movimiento lineal en movimiento circular. “Terminamos optando por una actualización que SEYI llama cámara virtual, que básicamente traduce la posición lineal de la corredera en grados virtuales de rotación de la manivela. Esto fue especialmente útil cuando la prensa se movía en movimiento pendular. Los operadores, a través de la HMI, pueden ver una representación física de dónde se encuentra la corredera tanto en altura desde BDC como en grados de rotación. Eso ayudó. Y luego, una vez que la gente empezó a asimilarlo, realmente entendieron mejor cómo programar la prensa y qué programación era posible”.

Knepp dijo que debido a que el movimiento deslizante de las servoprensas se puede mover manualmente con la rueda de pulso en el control de la prensa, el equipo realmente pudo observar de cerca la sincronización. “Con la capacidad de mover la corredera hacia arriba y hacia abajo, muy similar a la función de un centro de mecanizado CNC, se puede ver exactamente dónde se activan los pilotos o dónde el extractor comienza a tocar el material. Puedes tener un programa más finito que con la mayoría de las prensas mecánicas”.

Gastos de capital. Las prensas servo siguen siendo más caras que las prensas mecánicas, afirmó Kenny. "Es un factor, pero estamos contentos con lo que hemos podido hacer con nuestras servoprensas".

Mantener una empresa de fabricación de gran éxito es fundamental para Kapco porque la misión de la empresa se centra en influir en un cambio positivo en su comunidad a través de otros esfuerzos dentro de la familia de empresas Kacmarcik Enterprises, que incluye a Kapco y abarca organizaciones en los sectores industrial, de consumo y filantrópico. El éxito de Kapco ha colocado a Kacmarcik Enterprises en una posición de expansión, ya que la compañía suma empresas y organizaciones y al mismo tiempo fortalece su compromiso de impactar positivamente las vidas de un millón de personas en el sureste de Wisconsin cada año.

Hasta este año, el enfoque de la compañía en retribuir se había centrado en iniciativas como Camp Hometown Heroes, que apoya a niños que han perdido a un miembro de su familia durante el servicio militar; Camp Reunite, que trabaja para construir vínculos entre los niños y sus padres encarcelados; o Kids2Kids, que trabaja para involucrar a los jóvenes de la comunidad para que retribuyan a los menos afortunados. Sin embargo, este otoño Kacmarcik Enterprises lanzará el nuevo Centro Kacmarcik para el Desempeño Humano, una operación que busca audazmente ayudar a las personas (tanto empleados de Kacmarcik Enterprises como miembros de la comunidad y más) a alcanzar su máximo potencial a través del aprendizaje, la educación y el esfuerzo. liberarse de cualquier limitación predeterminada que pudiera haber existido anteriormente.

“Es bueno ayudar a los niños menos afortunados donando ropa. Ayudar a las familias a establecer una conexión es bueno. Organizar colectas de juguetes es bueno. ¿Pero no hay más que podamos hacer? -Preguntó Kacmarcik. “Creo que sí. Y ese objetivo de impactar positivamente a las personas de una manera sostenible, ayudándolas a convertirse en las mejores versiones de sí mismos, ese es realmente "nuestro por qué" a medida que avanzamos hacia el futuro.

"Eso es realmente lo que nos impulsa como organización", añadió Kacmarcik.