Maquinando En El Paraíso
Un taller de piezas médicas está llevando sus negocios al próximo nivel en Puerto Rico usando el sistema correcto de CAM.
Artículo de: Production Machining, editado por: Chris Koepfer, Editor en Jefe
Posteado en : 7/27/2009
Lo Virtual Frente a la Realidad.
Una reproducción precisa del interior de una de las máquinas Star ECAS de C-Axis permite que la programación, optimización y simulación sea realizada fuera de línea.
Después de fundar C-Axis en 1997 en Minnesota, el director ejecutivo Jeff Haley se trasladó para abrir una planta en Puerto Rico en 2003 para tomar ventaja de las oportunidades de maquinado médico en la isla.
Un ejemplo de una pieza compleja programada en “PartMaker CAM” para una máquina multi-ejes tipo Suiza de C-Axis.
El maquinista Miguel Aponte Rivera representa el talento local que C-Axis ha aprovechado en Puerto Rico. A través de entrenamiento extenso, la compañía ha sido capaz de desarrollar un equipo de manufactura médica de primera clase.
Entre los primeros pensamientos que vienen a la mente cuando mencionan a Puerto Rico son los cruceros, juegos de pelota, piña colada o cualquier otro paisaje de relajación o vacaciones. Para muchos de nosotros, tornos multi-ejes de alta tecnología y sistemas en tecnología CAD/CAM caen muy abajo en la lista de imágenes que vienen a la mente cuando se piensa en este paraíso caribeño. Resulta que Puerto Rico es un líder mundial en manufactura de equipo médico, enviando más de 2 billones de dólares al año, colocando a esta pequeña isla asociada de los Estados Unidos en el número 8 en el listado mundial de embarques de dispositivos médicos.
Jeff Haley , el director ejecutivo y fundador de C-Axis Inc., un taller con sede en Minnesota, reconoció la oportunidad única para contratos de manufactura de dispositivos médicos en Puerto Rico y tomó el paso al abrir una planta en la isla en 2003, seis años después de haber comenzado su compañía en Hamel, Minnesota. Desde entonces, la operación puertorriqueña de C-Axis ha florecido; creciendo hacia 50 empleados para servir a una serie de compañías líderes en equipo médico con operaciones significativas en la isla. Muchas de las grandes compañías mundiales en dispositivos médico se enorgullecen de sus extensivas operaciones en esta isla incluyendo líderes como Medtronic, Stryker, Johnson & Johnson, U.S. Surgical entre otras. Puerto Rico ha sido un punto atractivo para manufactureros médicos por un número de razones incluyendo el beneficioso código contributivo y un costo de labor relativamente bajo.
La llave para el crecimiento de C-Axis en Puerto Rico ha sido su habilidad para fabricar piezas médicas complejas de alta calidad muy eficientemente. Para lograrlo, cuentan con un banco de “millings” CNC de seis multi-ejes y tornos tipo Suiza, de las cuales la más compleja es una Star ECAS-20T de doce ejes. Por supuesto, cuando se fabrican piezas tan sofisticadas en máquinas tan complicadas, ser capaz de cotizar, programar y setear los trabajos eficientemente es de suma importancia. Para lograr esta eficiencia, C-Axis depende del software “PartMaker CAM” para ayudar a automatizar estos procesos.
"Nos enfocamos principalmente en la industria de dispositivo médico. Manufacturamos piezas para las áreas ortopédica, neurológica, cardiovascular, artroscopia, endoscopía, oncología y dental," dice Haley. "Algunos de nuestros grandes retos incluyen diseñar el proceso de maquinado para que cumple con nuestros estándares de calidad, probando el proceso antes de comenzar con la productividad de las máquinas y reducir nuestro tiempo de setear. Necesitamos un sistema CAM que nos permita diseñar y diagnosticar nuestros procesos fuera de línea de producción. Todo esto puede ser hecho en una computadora económica versus en una herramienta de máquina muy costosa. Además, podemos examinar y optimizar los procesos antes de comenzar el seteo. De esta forma, cuando cargamos los programas y seteamos la máquina, casi terminamos".
Entrando en el Negocio
Haley, un veterano en la industria médica y de maquinado, comenzó C-Axis en 1997 para llenar una necesidad en el mercado que el observó para hacer corridas cortas, en maquinado de prototipo médico que talleres más grandes parecían no estar interesados en manejar. Por supuesto, sólo viendo una necesidad y teniendo la pericia y el equipo para hacer el trabajo no es suficiente para ser exitoso en el maquinado médico.
"El negocio de maquinado médico es un negocio bien difícil para ingresar. Necesitas tener una trayectoria consistente para ser aceptado por las principales compañías médicas ya que raramente toman riesgos con un nuevo y suplidor no aprobado," explica Haley.
"Puede tomar años para ser cualificado en un proyecto antes de que la producción real comience. Al principio, nuestras relaciones anteriores con algunos clientes claves nos abrieron la puerta. Estos clientes tomaron algún riesgo con nuestra compañía basado en su confianza y en nuestra gente."
Al estar alrededor de la manufactura de dispositivo médico por años, Haley observó el aumento en demanda de los manufactureros médicos con plantas en Puerto Rico como su oportunidad para saltar un número de competidores más establecidos. Aunque ya estaban embarcando algunos productos a un cliente en Puerto Rico pero sin ningún compromiso para más trabajo, Haley dio el paso decisivo y estableció una planta operacional en Puerto Rico para servir la demanda explosiva en el sector de manufactura de dispositivo médico.
Superando los Retos
Sin duda, establecer una planta en Puerto Rico no significó éxito inmediato para C-Axis de la noche a la mañana.
“Hacer negocios en Puerto Rico ha sido un reto significante," explica Haley. “Siempre hemos escuchado que las diferencias culturales son muy importantes y pueden tener un gran impacto en el éxito de una compañía. Eso es una subestimación. Hemos tenido una curva muy empinada en todas las áreas de hacer negocios en Puerto Rico. No me malinterprete. La gente y cultura de Puerto Rico es maravillosa. Es simplemente diferente y tienes que trabajarla diferente también."
Una manera en que C-Axis ha superado los retos de hacer negocios en una cultura muy diferente como Puerto Rico el reto ha sido traer personal experimentado de los Estados Unidos para asumir roles importantes en la compañía. Dan Heule funge como el gerente de planta de C-Axis Puerto Rico. Heule conoció a C-Axis como suplidor al ser parte de la gerencia de una de las compañías principales de dispositivos médicos con operaciones en Puerto Rico. Luego de estar tres semanas en Puerto Rico, un diciembre en su trabajo anterior, a Huele no le importó dejar el invierno en St. Paul por días de 80 grados todo el año. Otro de Minnesota que trabaja en C-Axis Puerto Rico es Jeff Geronsin, el programador CNC de la planta. Geronsin se unió a C-Axis en Minnesota como programador a finales del 2003, y se relocalizó a Puerto Rico a tiempo completo a principios del 2005. En adición a Haley, ambos Heule y Geronsin han servido para importar algunas técnicas que han hecho a C-Axis exitosa en la manufactura médica en los Estados Unidos mientras incorporan aspectos de la cultura latina para ayudar a prosperar la compañía en Puerto Rico. Con una inclinación a fuentes cercanas, la mayoría de los trabajos que C-Axis Puerto Rico hace es para clientes con plantas en la isla.
"El modelo en Puerto Rico es que el nivel de destreza es muy limitado porque los operadores solamente corren una máquina. Nosotros esperamos más diversidad," dice Heule. En Puerto Rico hay una escuela de troquelería y herramentaje de cuatro años. Encontramos que los puertorriqueños tienen una buena ética de trabajo. He estado contento con ese aspecto. Mientras ellos conozcan lo básico, nosotros le enseñamos el resto."
" La diferencia real entre los Estados Unidos y aquí son la relaciones. La cultura de aquí es tal que si empiezas hablando de negocios con tus clientes es un “apagón”. Uno necesita comenzar las conversaciones con asuntos personales como la familia ó sobre qué hiciste en el fin de semana. Observé esto cuando comencé a visitar a Puerto Rico. Las relaciones interpersonales son muy diferentes en una cultura latina versus una cultura americana convencional," explica Heule.
Automatizando la Complejidad
Un software CAM altamente automatizado ha sido un importante factor en el éxito de C-Axis porque le permite a la compañía programar piezas geométricamente más complejas que sus previos sistemas de programación, utilizar mejor la funcionalidad del maquinado avanzado y simultáneo de sus máquinas multi-ejes tipo Suiza y reducir tiempo de seteo.
El software “PartMaker” que ellos usan es un sistema de manufactura asistido por una computadora (CAM) que le permite al usuario generar automáticamente un programa de control numérico para una herramienta de máquina de un diseño de ingeniería. El diseño puede ser entrado al software via un plano bi-dimensional o de un modelo sólido tri-dimensional.
Una vez que la geometría ha sido importada en el software, las operaciones de maquinado son asignadas a la geometría para calcular la trayectoria de las herramientas. Para programar los tornos multi-ejes tipo Suiza en C-Axis, su sistema emplea un programa patentizado "Divide y Conquista" el cual divide una pieza compleja en ventanas individuales, en donde cada ventana contiene las características que están siendo maquinadas en un plano particular. Por ejemplo, en una ventana, todas las operaciones de torneado en el “spindle” principal son programadas gráficamente. En otra ventana, “milling” usando la capacidad de la máquina de C-Axis con una herramienta orientada horizontalmente puede ser programada, mientras que en otro grupo de características usando el eje-Y de la máquina con una herramienta orientada verticalmente puede ser programada.
"CAM es esencial en lo que hacemos. Sin un buen software, no podríamos hacer tanto trabajo complejo de “milling” como hacemos. Incluso programación básica puede hacerse en la mitad del tiempo que tomaba escribirlo manualmente versus hacerlo con PartMaker," dice Geronsin. "Por ejemplo, si estamos haciendo un proceso de “milling” y decidimos cambiar el tamaño de la herramienta, ese software puede hacer los cálculos en segundos mientras que nos tomaría horas al programarlo manualmente."
La habilidad de programar piezas más complejas de forma eficiente ha sido crítico para C-Axis en cumplir con las demandas de la industria de dispositivos médicos. "Piezas médicas requieren un nivel de perfección generalmente no visto en otros tipos de dispositivos. Son como pequeñas piezas de joyería, por que los doctores quieren que se vean bellas. El campo médico es único porque la apariencia cosmética de la pieza es muy importante para los clientes. Como resultado, hemos tenido que ingresar maquinado de superficie en nuestras maquinas Suizas. Sin este sofisticado paquete de software, no podríamos hacer cotizaciones de esos componentes,"dice Geronsin.
La complejidad geométrica de las piezas médicas que C-Axis hace se complica con la complejidad de sus tornos multi-ejes tipo Suiza. Dos de sus máquinas Suizas, una Star ECAS 20 y ECAS-20T requiere que se escriban tres programas CNC simultáneos para apoyar los numerosos ejes de la máquina. Un sistema CAM para estas máquinas debe permitir al usuario sincronizar rápidamente los numerosos ejes programables para adquirir el tiempo de ciclo más óptimo. El software hace esto desplegando una tecnología única, Sincronización Visual, que le permite al programador escoger un diagrama de la estrategia sincronizada que él interesa utilizar, como cortar con una herramienta en el spindle principal mientras con otra está cortando en el sub-spindle, o cortando en el spindle principal mientras la pieza está siendo apoyada en el sub-spindle al otro extremo.
Una vez que la estrategia de sincronización ha sido establecida, el software muestra un estudio de tiempo visual, mostrando la cantidad de tiempo que se utiliza en el spindle principal, la cantidad de tiempo de ciclo que se utiliza en el sub-spindle, y el tiempo general del ciclo incorporando el tiempo de maquinado. Los resultados se muestran en la forma de histograma que claramente indica donde existen oportunidades adicionales para economizar tempo. Si el programador ha intentado sincronizar operaciones en una manera que su máquina no puede manejar, el software señalará el error antes de dejarlo proceder. Luego, el software inserta automáticamente códigos de espera en un programa NC ahorrando una cantidad medible de tiempo de programación.
"Uno de los aspectos más beneficiosos para C-Axis es la habilidad del software para hacer tareas complejas como ubicar todos los códigos de espera en un sistema de tres canales sin activar una alarma en la máquina," afirma Geronsin.
Una vez el proceso de desarrollar la trayectoria de las herramientas y proceso de sincronización están completos, la pieza puede ser simulada en una pantalla de simulación real en 3D. Esto le permite al programador observar la pieza antes de comprometer recursos de máquina. También permitirá detectar cualquier colisión de herramientas o accidentes con la máquina. Esta capacidad de visualización es crítica con piezas cada vez más pequeñas y complejas. “A través de simulación, tienes la habilidad de visualizar la pieza y hacer ajustes sin tener que apagar la máquina," explica Geronsin.
Cotización Más Precisa
"En nuestro negocio es muy fácil subestimar un proyecto. Desafortunadamente, cuando haces eso usualmente recibes el trabajo. Cada taller te dirá que ellos tienen unos pocos trabajos con perdidas. Cuál es el costo de esta situación? O, cuán cómodos nos sentimos cuando nos acercamos a nuestros clientes para avisarles que subestimamos el trabajo y tenemos que aumentar los precios?" pregunta Haley.
PartMaker emplea un enfoque basado en el conocimiento de maquinado mediante el cual almacena el conocimiento específico del taller en herramientas, materiales, alimentación y velocidades permitiendo aplicar automáticamente la pericia en maquinado de su personal de un trabajo a otro. Esta tecnología le permite al software aprender del usuario y como resultado genera estudios de tiempo más precisos para una pieza como producto adicional del proceso de programación.
"Después que hemos optimizado las preferencias del software para igualar nuestras herramientas de máquina, materiales y herramientas podemos tener tiempos de ciclo más precisos para usar en nuestras cotizaciones. Esto ha sido una gran ventaja para nuestra compañía. Si no has hecho o no estás haciendo una pieza similar y utilizas métodos convencionales para desarrollar los tiempos de ciclo solo estás adivinando," explica Haley.
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