L'atelier fait pression sur la concurrence avec des machines-outils avancées
Pour produire un produit entièrement fabriqué aux États-Unis et maintenir la pression sur sa concurrence étrangère, PumpWorks Industrial à Houston, au Texas, a dû exploiter la dernière technologie de fabrication et devenir extrêmement efficace en interne. Selon le directeur général de l'entreprise, Michael Hohenstein, les machines de pointe, associées à un logiciel de surveillance des machines et à un outillage de dernière génération, ont permis à l'atelier de réduire considérablement les temps de cycle, ce qui, à son tour, a joué un rôle majeur dans l'obtention de l'efficacité si nécessaire. En conséquence, PumpWorks a augmenté sa productivité de 50 pour cent d’une année sur l’autre.
PumpWorks produit des pompes ANSI pour les industries du pétrole et du gaz, de l'alimentation et des boissons, de la chimie et de la production d'électricité, pour n'en citer que quelques-unes. Elle compte actuellement des milliers de pompes en service sur le terrain et est en activité depuis 2014. L'emplacement de Houston est le plus récent parmi les autres fabricants de la marque PumpWorks qui remontent à 1978.
Ce qui distingue les pompes PumpWorks ANSI de leurs concurrents, selon Hohenstein, ce sont les nombreuses améliorations de conception qui font partie de leur offre de pompes standard, qui augmentent la fiabilité et la facilité d'entretien globales de la pompe sans augmentation de prix pour le client. Hohenstein estime que ces améliorations de conception, associées à une garantie inégalée dans l’industrie, constituent de véritables différenciateurs sur le marché.
De nombreuses caractéristiques intégrées dans la conception des gammes de produits PumpWorks ANSI ont été inspirées par les années d'expérience de l'entreprise en tant que premier fournisseur de pompes API 610, appliquant les normes de l'American Petroleum Institute (API). Certaines de ces fonctionnalités de type API comprennent des ailettes sur le châssis d'alimentation pour la dissipation de la chaleur, un disque déflecteur sur l'arbre qui vaporise l'huile interne pour refroidir les roulements non immergés de la pompe et un revêtement d'étanchéité pulvérisé sur la cavité intérieure du châssis d'alimentation.
Ces caractéristiques spécifiques visent à réduire la température des roulements et à augmenter la durée de vie des roulements du châssis de puissance, et donc la fiabilité. Le cadre électrique est également livré avec un manche en acier inoxydable dans le cadre de l'offre standard. De plus, le matériau de base utilisé dans la construction de leurs pompes est l'acier au carbone pour une durabilité accrue, selon Hohenstein, par rapport aux pompes ANSI concurrentes qui sont fabriquées en fonte ductile et/ou en fonte.
En plus des caractéristiques qui augmentent la fiabilité, la conception de la pompe PumpWorks facilite l'entretien des pompes. Un écrou de vidange d'huile magnétique situé sur le côté offre un accès facile, et un bouchon de remplissage d'huile scellé et bouché de 1,00" de diamètre élimine le risque de saleté et d'autres contaminants de tomber dans le châssis d'alimentation tout en offrant un accès supérieur de ½" lors du remplissage. Les vitres de site situées des deux côtés de la pompe offrent des vues dégagées pour vérifier les niveaux d'huile, quelle que soit la position de la pompe sur un site d'application. Grâce à des tests, PumpWorks a déterminé que son châssis d'alimentation fonctionne à des températures de fonctionnement des roulements inférieures de 15 à 20 °F par rapport aux types d'huile de crue concurrents et offre une durée de vie des roulements jusqu'à 30 % supérieure. Ce fait, associé aux autres fonctionnalités de type API, augmente considérablement la fiabilité de la pompe, ce qui est primordial sur le terrain. Les pannes de pompe peuvent être très coûteuses pour les utilisateurs finaux.
« Nous pensons que, grâce à nos processus de conception et de fabrication, nos pompes sont extrêmement bien conçues et fiables par rapport à celles de nos concurrents. « À tel point que nous offrons une garantie inconditionnelle de cinq ans sur nos cadres de pompe », a déclaré Hohenstein.
La clé de l'efficacité des processus de fabrication de pompes de l'atelier est de suivre en permanence le rythme des avancées technologiques des machines-outils. Cela a permis à l’atelier non seulement de réduire ses temps de configuration, mais également le nombre de configurations nécessaires au traitement des pièces. Grâce aux dernières fonctionnalités des machines-outils, notamment le multitâche, l'atelier réalise des configurations uniques pour le traitement des piècesDONE IN ONE®, ce qui réduit les temps de cycle et améliore la qualité et la précision des pièces.
Toutes les installations/divisions de PumpWorks utilisent uniquement des machines Mazak. Lors de son ouverture, l'usine de Houston a également suivi le mouvement et incorporé deux machines multitâchesINTEGREX i-400S, un centre de tournage QTN-250, un centre de tournage SLANT TURN NEXUS (STN) 550, un centre d'usinage horizontalHCN-6800et, plus récemment, une machine multitâcheINTEGREX i-630V/6.
L' INTEGREX i-400S est doté d'une broche principale intégrée/poupée moteur avec une broche de 40 ch et 3 300 tr/min qui offre à l'atelier une large gamme de capacités d'usinage, de la coupe intensive à basse vitesse au traitement de l'acier au carbone et d'autres matériaux en alliage à grande vitesse. L'axe C à serrage rigide de la machine est indexé par incréments de 0,0001 degré pour une grande précision, tandis que sa deuxième broche de tournage de 35 ch et 4 000 tr/min est également dotée d'une broche/moteur intégré pour garantir un usinage à haute efficacité pour les opérations secondaires. Pour une fonctionnalité multitâche supplémentaire, la machine utilise une broche de fraisage de 30 ch et 12 000 tr/min montée sur l'axe B rotatif avec une plage de 240 degrés par incréments d'indexation de 0,0001 degré.
Avec un ensemble de mandrin traversant standard, le QTN-250 à 2 axes traite efficacement une large gamme de pièces pour PumpWorks. La machine, fonctionnant avec un embarreur, fournit un diamètre d'alimentation de barre maximal de 2,6" et un diamètre d'usinage de pièce maximal de 13,780".
Le puissant et robuste STN 550 de PumpWorks utilise une poupée solidement construite avec un alésage de 10,8" de diamètre et une puissante broche de tournage de 1 000 tr/min et 60 ch qui génère jusqu'à 5 163 pi-lb de couple pour une coupe intensive. La broche de la machine peut également accueillir un mandrin de 21 pouces.
Travaillant en collaboration avec le STN 550, le HCN-6800 II de PumpWorks est équipé d'une broche CAT 50 robuste et performante de 50 ch et 10 000 tr/min pour des capacités d'enlèvement de métal exceptionnelles. Le changeur d'outils automatique de la machine peut stocker jusqu'à 43 outils et s'adapter à des diamètres d'outils maximum de 10,24". La table rotative NC de la machine pivote de 90 degrés en 1,9 seconde et présente des incréments minimum de 0,001 degré pour une indexation et un usinage précis sur 4 axes.
En tant que plus récent Mazak chez PumpWorks, l' INTEGREX i-630V/6 est équipé d'une broche de tournage robuste de 50 ch, 550 tr/min avec contrôle de l'axe C et d'une broche de fraisage rigide CAT 50, 10 000 tr/min avec une inclinaison de l'axe B de -30/+120 degrés. Un changeur d'outils automatique alimente la broche de fraisage avec jusqu'à 160 outils pour des opérations de coupe en continu.
La cellule STN 550 et HCN-6800 II produit une famille particulière de pièces qui, selon Hohenstein, est malheureusement impossible à usiner avec le traitement DONE IN ONE. Cependant, avec cette cellule Mazak, l'atelier a pratiquement éliminé toute perte de temps due aux réglages. Cela est dû au fait que les pièces se déplacent d'une machine à l'autre et que les dispositifs de fixation personnalisés produits en interne orientent les pièces sur zéro sans avoir à les toucher. Le dispositif de fixation localise les pièces pour les machines, éliminant ainsi la nécessité pour les opérateurs d'effectuer la tâche.
« Bien que les Mazak jouent un rôle très important dans notre fabrication, ils fonctionnent en tandem avec nos montages personnalisés conçus en interne », a expliqué Charles Harvey, directeur des opérations chez PumpWorks Industrial. « Grâce à ce dispositif de fixation innovant, nous sommes souvent en mesure de réduire trois ou quatre opérations à une seule, et les dispositifs offrent également la résistance et la stabilité nécessaires pour effectuer des coupes lourdes afin de réduire encore davantage les temps de cycle. »
PumpWorks dispose d'une automatisation fonctionnant avec son INTEGREX i-400S. Mais à part cela, la clé est la production DONE IN ONE avec ses Mazaks. « Ce que d’autres ateliers feraient avec trois ou quatre machines à la suite, nous le faisons avec une seule machine multitâche Mazak », a déclaré Harvey.
Selon lui, le magasin ne recherche pas de machines en fonction d'un ensemble de critères. Au lieu de cela, ils se basent sur un besoin de produit. « Nous commençons par la pièce et travaillons vers l'acquisition d'une machine qui optimisera notre usinage en termes de temps de cycle et de qualité de la pièce », a-t-il déclaré. « Les capacités offertes par Mazak avec sa large gamme de machines sont plus que suffisantes pour répondre à nos besoins et nous donnent un avantage concurrentiel. »
L'atelier produit environ 3 600 pompes par an. En plus de l'usinage, elle effectue des tests hydrostatiques, de la peinture, de l'assemblage et de l'emballage. Certains composants sont achetés, comme les roulements et les joints, mais à part ceux-ci, l'atelier produit tous les composants d'une pompe.
Les tailles des pièces peuvent varier de 6" de diamètre jusqu'à plus de 30" de diamètre. Les tolérances sont aussi serrées que 0,0004". Les composants d'une pompe comprennent le boîtier, une roue, un couvercle/une boîte à garniture qui entoure la roue et le boîtier/les joints de ce que l'on appelle les « composants de l'extrémité humide » de la pompe. La pompe est également dotée d'une extrémité motrice dotée d'un arbre traversant son centre ainsi que de roulements et d'un boîtier. Ces différents composants sont assemblés selon les exigences des clients et sont prêts à l'emploi avec la tuyauterie existante des clients.
Selon l'application, la métallurgie de la pompe peut varier considérablement. Si vous pompez un produit chimique hautement toxique ou mortel, par exemple, la pompe sera fabriquée à partir d'un matériau hautement allié comme l'Hastelloy C. D'autres pompes peuvent nécessiter des matériaux 100 % nickel, mais une pompe utilisée pour le pétrole et le gaz peut être en acier au carbone ou en acier inoxydable. D'un point de vue d'usinage, l'acier au carbone est un peu plus difficile à couper qu'une pièce en fonte ou en fonte ductile. En raison de la grande variété d'applications, l'atelier a investi massivement dans la technologie d'usinage Mazak.
L'atelier travaille en étroite collaboration avec ses fournisseurs d'outillage et s'appuie sur leurs conseils pour usiner les différents matériaux résistants. L'atelier cherche constamment à s'améliorer et fait régulièrement appel à des fournisseurs d'outillage pour des évaluations et pour découvrir de nouveaux outils qui aideront l'atelier à optimiser les processus d'usinage et à réduire davantage les cycles. « Et quel que soit le type de nouveaux inserts ou outils de coupe, la puissance et les capacités de nos Mazak nous permettent d'en tirer pleinement parti », a ajouté Harvey.
L’un des objectifs de l’atelier, selon Hohenstein, est de devenir un leader de la fabrication de pompes ANSI sur le marché, et il pense qu’il est sur la bonne voie. Elle se consacre à des améliorations continues dans tous les domaines, depuis les ventes et le marketing jusqu'à la technologie des machines et de l'outillage, avec des investissements internes soutenus. Il prévoit le développement et la fabrication de différents types de pompes et de lignes de produits pour les marchés existants et nouveaux. Pour ce nouveau travail et pour augmenter le volume des lignes de produits existantes, il sait que PumpWorks se tournera vers Mazak pour obtenir la meilleure technologie de fabrication pour produire ces nouvelles lignes.