Hatékony gyártásoptimalizálás a Grundfos-nál

Interjú Ritócz Tamás gyártástámogató mérnökkel

A gyártásoptimalizálás alapköve, hogy a növekvő megrendelésekkel összhangban a termékeket a lehető legköltséghatékonyabban és a legrövidebb idő alatt kell legyártani, továbbra is megfelelve a minőségi előírásoknak. Ritócz Tamás, a Grundfos Magyarország Gyártó Kft-nél írt szakdolgozatával a gyakorlatban is megmutatta, hogy a megfelelő szerszámok használatával valóban rengeteg idő és költség spórolható meg egy alkatrész gyártása során.

Hogyan kerültél a Grundfos-hoz, és mi volt pontosan a szakdolgozatod témája?

Szakdolgozatomat mindenképpen ipari környezetben szerettem volna írni, egy olyan cégnél, ami szorosan kötődik a gépgyártáshoz. Ekkor került képbe a Grundfos, mivel ők egy remek lehetőséget ajánlottak. Az általuk felvázolt feladatban ugyanis egy konkrét termék, a 160-180-as MG motor házmegmunkálásának az optimalizálását végezhettem el.

Eredetileg egy ilyen motorház megmunkálási ideje átlagosan 6 perc 15 másodpercet vett igénybe, ami műszakonként 66-68 motorházat jelentett. Szakdolgozatomban azt a feladatot kaptam, hogy ezt a megmunkálási időt 30 másodperccel csökkentsem. Előzetes számításaimban arra jutottam, hogy egy ilyen optimalizációval a műszakonkénti darabszámot 6-8 motorházzal lehetne növelni, ami átszámolva nagyjából 10%-os termelékenységnövekedést jelent. Természetesen a munkám során arra is ügyelnem kellett, hogy a folyamat költséghatékony legyen és a termék továbbra is megfeleljen a minőségi előírásoknak.

Jobbra, Ritócz Tamás

Janka Ferenc, a Walter Hungária kiemelt ügyfélmenedzsere és Ritócz Tamás

Eredetileg hogyan nézett ki ennek a motorháznak a megmunkálási folyamata?

A gyárba a motorházak nyers alumínium-szilícium öntvénye érkezik be, amit itt egy Mazak Integrex megmunkáló központon alakítunk készre, egyetlen befogásban. A megmunkáló központra már félig szerelt állapotában kerül föl a ház, ami azt jelenti, hogy a sztátor már benne van, de a forgórész még nincs. A megmunkálás során egyaránt végzünk maró, fúró és esztergáló műveleteket is. Kialakítjuk a talpak, a frekvenciaváltó doboz, és a pajzsok felhelyezéséhez szükséges felületeket, valamint számos, a további szereléshez szükséges furatot.

A megmunkálási műveletek közül melyik bizonyult kritikusnak, melyiken lehetett javítani?

Számításaimat a marási folyamatok elemzésével kezdtem, de mivel itt 5 felület lemarása történik egy 20-as háromlapkás marószerszámmal, így nagyobb vágósebességet és rövidebb megmunkálási időt csak nagyobb szerszámátmérő és 4 lapkás szerszám használatával lehetett volna megvalósítani. Mindez pedig műveletenként nagyjából 2 századmásodperc időmegtakarítást jelentett volna, így emiatt a maró folyamatokkal nem is foglalkoztam a továbbiakban.

Ezzel szemben a fúrás már sokkal több potenciált rejtett magában. Az egyik kritikus szerszám a 8,1 mm-es fúró volt, ami a ház kifúrása után a sztátor anyagába is behatol, hogy kialakítsa a sztátor elfordulását megakadályozó szeg számára a furatot. Itt olyan probléma lépett fel, hogy mivel a ház alapanyaga egy alumínium-szilícium öntvény, a sztátor anyaga pedig egy felületkezelt acél lamella, így a korábbi szerszám sokszor a tervezett éltartam előtt elkopott az eltérő anyagban fellépő más termikus és mechanikai hatások miatt.

Emellett egy másik problémás szerszám, amivel végül a legtöbb időt sikerült megspórolnom, a 2,5 mm-es fúró volt. Ennek az a feladata, hogy a motor név- és adattáblájának felszereléséhez szükséges 8 db furatot kialakítsa. A korábbi szerszám azonban nem volt képes elviselni a forgácskihordásnál keletkező erőket, ezért egy-egy furatot csak több kiállással, összesen 5 lépcsőből tudtunk kifúrni. A feladat itt egyértelmű volt, találnom kellett egy olyan szerszámot, amivel 1 fogásból ki lehet alakítani ezeket a furatokat a megfelelő minőség és éltartam megtartása mellett.

Milyen szerszámok jelentettek megoldást ezeknél a műveleteknél?

A problémák megoldására több neves szerszámgyártó katalógusát is megvizsgáltam, és összevetettem, hogy az általuk ajánlott forgácsolási paraméterekkel mennyi időbe telik, és milyen költségekkel jár egy-egy furat megmunkálása. A gyártók értékelése után végül a Walter mellett döntöttem, mert nagyon költséghatékony feltételek mellett kínáltak minőségi szerszámokat. A kiválasztásnál az is nagyon sokat segített, hogy a Walter GPS online kalkulátorában 3-4 megmunkálási paraméter megadása után képes voltam generálni egy optimális szerszámlistát, ahol egyértelműen láttam, hogy a gyártó milyen szerszámot ajánl, milyen forgácsolási paraméterekkel, ezeknél milyen bevonatolási lehetőségek vannak, illetve hogyan változik az éltartam, ha növelem a vágósebességet. A szoftver emellett a forgácsolásban eltöltött időt is megjelenítette, valamint kiszámolta, hogy egy szerszámmal hány furat munkálható meg.

Az itt kiválasztott Walter Titex fúrószerszámok véglegesítésében személyes segítséget is kaptam Janka Ferenctől, a Walter Hungária kiemelt ügyfélmenedzserétől. Vele is egyeztettem, hogy milyen technológiával, milyen szerszámgéppel rendelkezünk, illetve mik az igényeink, és ez alapján született meg a végső szerszámlista. Ferenc ajánlotta például figyelmembe a DPL bevonatú szerszámokat, amelyek a kettős bevonatolásnak köszönhetően jobban ellenállnak a kopásnak, valamint javítják a kialakított furat minőségét és könnyebben elvezetik a leválasztott forgácsot.

Kalkulációim szerint a Walter Titex fúrószerszámok használatával csak a 2,5 mm-es fúró esetében 16 másodperc spórolható meg műveletenként, a másik három fúrószerszámmal pedig összesen még további 2,5 másodperc. Ezzel pedig az előírt 30 másodpercnek már közel a 2/3-át sikerült is elérnem.

Ritócz Tamás

Ritócz Tamás

Ezek a fúrószerszámok miben különböznek a korábban használtaktól?

Az új szerszámaink anyagban, geometriában és bevonatolásban is eltérnek a korábbiaktól. Ahogy minden neves szerszámgyártó, a Walter is egyedi, titkosított szerszámanyagokkal dolgozik, amelyek kifejezetten ezekhez az alkalmazásokhoz lettek kifejlesztve. Ehhez kaptunk egy olyan élgeometriát, ami jobban elősegíti a forgácskihordást és csökkenti a szerszámra ható forgácsolási erőt, valamint a már említett DPL bevonatot.

Ezek a tulajdonságok egy lépcsős fúróban egyesültek, ami a furatot és a letörést is megmunkálja. A letörés miatt egyedivé vált a fúró kivitelezése, azonban így sem kellett hosszú szállítási idővel számolni, mert igénybe vettük a Walter Xpress programot, amivel 3 hét alatt legyárthatóvá váltak a fúrók. (A gyors reakció, köszönhető a nagymértékben automatizált tervezési, rendelési, és gyártási folyamatoknak)

Végeredményben ez a három összetevő együttesen járul hozzá ahhoz, hogy ezekkel a fúrókkal tényleg ki tudjuk használni a szerszámgépünk adottságait, és sokkal termelékenyebbek tudjunk lenni.

Költség oldalon mit jelentett ez a váltás?

Ez egy nagyon fontos kérdés. Itt egyaránt számoltam a beruházás költségét valamint a szerszámok hosszú távú költségeit is, és arra jutottam, hogy a beruházás már közel huszonhét műszak alatt megtérül, onnantól pedig a Walter szerszámok gyári újraélezésének köszönhetően rengeteget tudunk spórolni a költségeken. A Walter minden szerszámra háromszoros újraélezési garanciát vállal, ami azt jelenti, hogy egy adott szerszám az első három újraélezést követően változatlan paraméterek mellett is képes lesz hozni ugyanazt az éltartamot mint egy új szerszám. Ehhez jön hozzá, hogy egy újraélezés költsége nagyjából 1/3-a egy új szerszáménak, így lényegében 2 szerszám áráért mi 4-et kapunk. Arról pedig már nem is beszélek, hogy az újraélezés átfutási ideje rövidebb (kb. 2 hét) mint egy új egyedi szerszám berendelése.

A fúrókkal tehát sikerült közel 20 másodpercet lefaragni. A maradék időt hol nyerted meg?

A másik művelet, ami rengeteg időt emésztett föl, az a pajzsok fölhelyezéséhez szükséges felületek kialakítására szolgáló nagyoló, beszúró és simító esztergálás volt. Itt az alapvető probléma az volt, hogy a megfogásból adódóan csak az egyik irányba tudjuk forgatni a munkadarabot, azonban a függőleges helyzetben lévő motor felső és alsó részén is dolgoznunk kell. Ezt ilyen korlátozás mellett csak úgy lehet megtenni, hogy a motor felső részén jobbos, az alsó részén pedig balos szerszámmal forgácsolunk. Egy-egy ilyen szerszámváltás viszont tetemes időt, az utolsó fogásvételtől az első fogásvételig (chip-to-chip) összesen 8 másodpercet vett igénybe. Ennek a mellékidőnek a kiküszöbölésére egy összevont szerszámot használtam, ami egy szerszámtestben tartalmazza a felső rész és az alsó rész megmunkálásához szükséges eltérő késeket. A költséghatékonyság érdekében pedig ugyanazt az alaptestet használtam a nagyoló és a simító szerszámoknál is.

Itt tehát egy-egy 8 másodperces szerszámváltást sikerült megspórolnom a korábbi két nagyoló és simító szerszám között, ami további 16 másodperccel csökkentette a ciklusidőt. Ezt hozzáadva a fúróknál nyert 18,5 másodperchez összesen 34,5 másodpercet kapunk, amivel így már sikeresen elértem az előirányzott 30 másodpercet.

cncmedia_orangehr

A Grundfos Magyarországon

Évi 16 millió darab szivattyú előállításával a Grundfos egyike a legnagyobb szivattyúgyártóknak. A keringető szivattyúk tekintetében jelenleg abszolút piacvezető. A Grundfos a világ közel 57 országában folytat üzleti tevékenységet, köztük Magyarországon is, több telephelyen, különböző működési területeken.

A villamos motorok gyártása Grundfos számára stratégiai fontossággal bír. A Grundfos 2000-ben telepítette Tatabányára az első szivattyúmotor gyárát és ezzel létrehozta a Grundfos Magyarország Gyártó Kft-t. A 2001-es bővítést követően az ipari szivattyúkhoz alkalmazott elektromotorok mellett 2002-ben, immár a második gyárban megkezdődött a centrifugálszivattyúk gyártása – később pedig a búvárszivattyú-motorok és az 1-11 kW teljesítményű szennyvízszivattyúk előállítása is. 2007-ben a gyárhálózat újabb tagja kezdte meg működését Székesfehérváron, majd ugyanott 2013-ban a negyedik gyáregység is megépült.

cncmedia_orangehr

További inforámció:

A Walter Tools hivatalos honlapján

A Grundfos Magyarország Gyártó Kft. hivatalos honlapján