Usinage de précision de plastiques techniques et PCB pour l'industrie électronique

Dans les années 60 et 70, Bill Devine a fait des tournées de service au Vietnam et a travaillé chez Excellon vendant de l'équipement aux fabricants de circuits imprimés (PCB). En 1978, il s'est lancé seul et a fondé QC Drilling, Inc. (maintenant appelé QC Precision Machining) à Alston, MA pour fournir des services de perçage et de routage sous-traités à l'industrie PCB alors en plein essor.

Compte tenu de son parcours, Devine a naturellement commencé avec une seule machine Excellon — et dès le début, il était enclin à incorporer la technologie la plus récente immédiatement après sa sortie par son ancien employeur. En conséquence, QC Drilling était virtuellement le premier fabricant au monde à utiliser la machine Concept IV d'Excellon et le contrôleur CNC VII. Dans une industrie où la vitesse et l'efficacité peuvent faire ou défaire une entreprise, Devine voyait la nouvelle technologie comme son avantage concurrentiel.

Au fur et à mesure que les opérations se rationalisaient sur le plancher d'usine, Devine rationalisait son modèle d'affaires au bureau. Il a remarqué que les marges sur les travaux de pièces en plastique qui arrivaient occasionnellement étaient 5 fois supérieures aux marges sur les travaux de PCB qu'ils faisaient jour après jour. Face à un marché PCB de plus en plus concurrentiel, QC Drilling a transféré son focus vers les petites pièces plates en plastique requises par beaucoup des mêmes clients pour qui ils avaient fait des PCB.

Au cours des années 90, le succès de cette migration vers la fabrication de pièces en plastique a entraîné le besoin d'une nouvelle installation et QC Drilling a déménagé à Salem, NH où ils ont construit un bâtiment de 10 000 pi² (930 m²). À la fin des années 90, le fils de Bill, Shawn Devine, a pris la direction de l'entreprise avec une vision similaire et tournée vers l'avenir de la technologie comme avantage concurrentiel. Bientôt, les opérateurs étaient armés de lecteurs de codes-barres pour suivre les travaux au fur et à mesure qu'ils progressaient dans le processus de production et la direction maniait des PDA portables pour surveiller les progrès depuis leur bureau ou même sur la route. Avec cette vue en temps réel de la production et un système de gestion des stocks, QC Drilling tient sa promesse de vitesse et de service.

« Je peux appeler un client à New York, lui faire envoyer un dessin sur mon téléphone une minute et lui renvoyer un devis quelques minutes plus tard basé à la fois sur les stocks et la charge de travail. Cette agilité nous fait gagner des affaires et dans de nombreux cas, nous produisons leurs pièces le jour même. » – Jeff Murray, Responsable des Ventes

Shawn Devine, président de QC Drilling, considérait la mise en œuvre de cette technologie de suivi et de gestion comme le meilleur moyen de répondre à un autre changement dans leur focus d'entreprise – des travaux à haut volume vers des projets à faible volume et fort mélange. « Écoutez, si un fabricant peut attendre cinq semaines pour une pièce, ils l'enverront dans une installation à faible coût de main-d'œuvre en Asie ou au Mexique. Mais, si le temps est critique, le travail doit rester régional… donc tout ce que nous faisons doit travailler vers un objectif commun de vitesse et d'efficacité. »

Conformément à cette méthodologie, Shawn Devine s'est vite retrouvé à chercher de l'équipement pour le plancher d'usine qui pourrait correspondre à l'efficacité et l'agilité qu'il avait atteintes avec la technologie du back-office — et qui s'intégrerait avec elle. À l'automne 2005, QC Drilling a acheté un centre d'usinage grande vitesse Datron pour traiter les travaux 3 axes et les projets d'usinage de métal qu'ils avaient « non-offerts » par manque de capacité. Maintenant, la R&D de petites pièces et la fabrication à faible volume pouvaient être effectuées sur une seule machine. Conçues exclusivement pour le petit outillage, les machines Datron fraisent, percent et gravent. Les capacités de palpation 3D offrent précision et contrôle qualité tandis que la gestion automatique des outils, une broche à 60 000 tr/min et un système de refroidissement par brouillard livrent collectivement à la fois vitesse et finitions de surface inégalées.

De plus, le logiciel de commande DATRON a permis à QC Drilling d'intégrer rapidement cette nouvelle machine. « Contrairement aux machines plus anciennes qui nécessitent un ordinateur séparé pour entrer notre suivi des travaux, le Datron a un PC standard avec ports USB où le lecteur de codes-barres peut être branché… ce qui l'a mis en ligne immédiatement dès le premier jour. » – Mark Bailey, Directeur Général.

Bientôt, la machine DATRON a été réservée avec du travail, tournant deux quarts par jour avec présence et un quart sans surveillance. Les travaux typiques vont du métal à une variété de plastiques, mais tous sont des volumes relativement petits de petites pièces. Beaucoup de ces pièces sont fraisées à partir de feuilles de matériau plat et QC Drilling a employé la technologie VacuMate™ de Datron comme méthode de maintien de pièce préférée.

Le VacuMate de DATRON est conçu pour fixer rapidement et efficacement les pièces plates sur le lit d'un système d'usinage. Les stocks minces, qui ne pouvaient être sécurisés qu'avec de grandes difficultés auparavant, sont maintenant sécurisés littéralement en quelques secondes – y compris les feuilles de plastique aussi fines que 0,001 pouce (0,025 mm), ou les feuilles d'aluminium aussi épaisses que 0,250 pouce (6,35 mm). Cette table à dépression comporte des ports optimisés pour le flux d'air, avec des chambres encastrées, pour fournir une distribution de dépression supérieure. Un substrat perméable au gaz à faible coût sert de diffuseur de vide sacrificiel, permettant à l'outil de couper à travers la pièce, sans couper dans la table.

Parce que les machines DATRON sont faites spécifiquement pour le micro-usinage grande vitesse, la broche produit moins de force ce qui signifie qu'une dépression peut être utilisée pour maintenir le montage et les bruts — chose impossible avec un CNC conventionnel. Des inserts de centrage sur le fond de chaque segment s'enregistrent avec des cavités coniques (fraisées par la machine elle-même) sur la surface de la table d'usinage. Cela résulte en un système « boss-in-cavity » (pion dans cavité) qui assure la répétabilité de positionnement. Ce système « boss-in-cavity » combiné avec la grande enveloppe de travail de 40" x 27" (1016 x 686 mm) sur la machine DATRON permet plusieurs configurations pour des projets fréquents ou types de travaux et fournit l'agilité pour s'adapter aux travaux entrants. Donc, si QC Drilling est au milieu d'un lot et qu'un projet urgent inattendu arrive, ils enlèvent juste un montage et le remplacent par le nouveau travail. Quand le travail urgent est terminé, ils remettent le premier montage à sa place et reprennent là où ils s'étaient arrêtés.

Shawn Devine dit : « La capacité de s'adapter rapidement aux besoins changeants est l'essence de l'agilité… et l'agilité est précisément ce qui donne à QC Drilling l'avantage concurrentiel. »

L'importance de QC Drilling comme étude de cas est qu'au lieu de regretter les jours des grandes séries de production, ils ont adopté les petites séries comme modèle d'affaires viable et rentable – et ont adopté une nouvelle technologie pour correspondre au rôle. « Nous ne sommes pas payés pour faire des devis, donc nous avons un système pour soumissionner rapidement et précisément sur les travaux, les amener en interne et les faire. Nous sommes structurés pour ça… et nous nous en sortons bien. » dit Devine.

En fait, QC Drilling est si loin de la mentalité des grandes séries qu'ils ne sourcillent même pas quand les pièces qu'ils perfectionnent sont ensuite apportées en Asie pour la production de masse. Ces changements leur permettent de passer au prochain projet aligné derrière leurs machines… et il ne semble pas y avoir de fin en vue.

« Cela joue dans notre modèle d'affaires. L'équipement DATRON est réservé même si nous n'avons pas effleuré la surface en termes de ce qu'il peut faire. C'est une technologie robuste et les possibilités sont illimitées… et cela signifie que le potentiel de profit l'est aussi. » – Shawn Devine, Président de QC Drilling