Rychiger AG, un produttore di macchine per l'imballaggio attivo a livello internazionale con 350 collaboratori, produce e distribuisce soluzioni orientate al cliente negli ambiti Food Beverage, Healthcare. Sia il volume degli ordini che la gamma di clienti si sono notevolmente ampliati negli ultimi anni. 

Rychiger AG fu fondata nel 1918 come officina meccanica. Negli anni ‘50 l’azienda si è sviluppata strategicamente in direzione delle macchine riempitrici e sigillatrici nel settore del confezionamento, e da ormai diversi anni anche la divisione Healthcare è uno dei pilastri della strategia. Oggi l’azienda è altamente specializzata in questi settori. Dal 2016, alla luce del crescente volume di ordini, sono state gettate le basi per una produzione orientata al futuro.


Costante perfezionamento della produzione
Spiega Peter Dähler (Vice President Operations, Rychiger AG): «La nostra produzione era messa sotto pressione da più parti. Da una parte lo scenario sopra descritto, con un volume d’affari in forte crescita negli ultimi anni. Dall’altro, in passato per la fornitura di ricambi e pezzi nuovi per le nostre macchine dipendevamo molto dai fornitori, alcuni dei quali negli ultimi anni sono andati in fallimento. Anche questo ha contribuito a incrementare la pressione sulla nostra produzione. Su queste basi abbiamo sviluppato una nuova strategia produttiva con l'obiettivo di realizzare la necessaria integrazione verticale, dal punto di vista economico, per consentire ai nostri clienti di gettare le basi del proprio successo.
Rolf Lanz (Director Manufacturing, Rychiger AG): «Stiamo mettendo in atto questa strategia dal 2016 circa, il reparto produttivo è stato completamente modernizzato e ci concentriamo sui pezzi più complessi». 


4500 articoli all’anno, di cui 1300 sono pezzi nuovi
Per comprendere le sfide poste dalla produzione, un rapido sguardo alla gamma di pezzi: 4500 articoli in diversi lotti o serie passano annualmente per la produzione, circa 1300 dei quali sono pezzi nuovi e devono essere inseriti di conseguenza nel CAM. 
P. Dähler: «Con il nostro nuovo stabilimento produttivo siamo, per così dire, fornitore diretto del nostro servizio clienti per i ricambi. 


«Uno degli stabilimenti produttivi più complessi»
Nell’ambito dell'adeguamento della strategia produttiva, Rychiger AG ha sviluppato un progetto faro in collaborazione con il produttore di macchine utensili Fehlmann AG, come spiega Jürg Solenthaler (Direttore vendite, Fehlmann AG): «Per quanto riguarda Fehlmann AG, è il nostro sistema di produzione più grande e complesso realizzato con Erowa. L’output di pezzi quotidiano e l’esigenza di una soluzione di produzione autosufficiente al 100%, dalla manipolazione al protocollo di misurazione, passando per lavorazione e lavaggio, presentavano sfide molto complesse ».

Le dimensioni dei lotti per la nuova isola di produzione Fehlmann sono comprese tra 1 e 15 pezzi, con una dimensione massima fino a 400 mm cubici. Quanto più piccole le dimensioni dei lotti, tanto più variegata è la gamma di pezzi da lavorare: dall’acciaio per utensili temprato all'alluminio, dai metalli non ferrosi alle leghe di rame e «inossidabili», il sistema deve essere in grado di affrontare questa complessità. 


Fresatura e rettifica di materiali duri su un’unica macchina
Marcel Beck (Manager Support Manufacturing e Project Leader): «Cercavamo una soluzione di produzione che fosse in grado di produrre non solo componenti complessi dei materiali più svariati, ma anche i nostri utensili di punzonatura. Gli utensili di punzonatura sono in acciaio per utensili temprato, e devono essere fresati dal pieno. Sulla stessa macchina, inoltre, gli affilati bordi di punzonatura dovevano essere dotati di uno schema di rettifica di profili. Ciò significa che le macchine dovevano padroneggiare sia i processi di fresatura dura che i processi di rettifica con una sicurezza di processo del 100%. E non solo questo. »

R. Lanz: «In aggiunta, la macchina doveva essere adattata al 100% alla gamma complessa ed estremamente variabile di pezzi. Le tolleranze dimensionali sono nell’area IT6, nei processi di rettifica anche minori. Non tutte le macchine utensili sono in grado di farlo. E non tutte le fresatrici sono adatte ai processi di rettifica. In generale, in fase di valutazione abbiamo constatato che per le nostre applicazioni potevamo prendere in considerazione solo pochi produttori di macchine utensili ». 


Produzione non presidiata di pezzi singoli e piccole serie
M. Beck: «A ciò si aggiungeva il nostro complesso profilo di requisiti: produzione non presidiata di singole parti e piccole serie durante il terzo turno e nel fine settimana. I pezzi dovevano essere sbavati, lavati e misurati, il tutto senza operatori o con un presidio minimo. La ripetibilità, l’usura degli utensili, la sicurezza e il controllo dei processi sono stati i fattori decisivi nella scelta della soluzione di produzione. Alla fine non erano rimasti molti fornitori possibili, e la scelta è stata presto fatta: Fehlmann ha elaborato la proposta di gran lunga migliore, dalla macchina alla completa automazione. Dal punto di vista tecnologico pienamente convincente ».


Produttore di macchine utensili come impresa generale
Detto della tecnologia, un ulteriore aspetto riguardava il ruolo di impresa generale, e di conseguenza dell’assunzione delle responsabilità. J. Solenthaler: «Con Erowa AG, che collabora ad automazione, manipolazione dei pezzi, tecnologia di misurazione e pulizia, lavoriamo a stretto contatto da trent’anni. Sono un partner assolutamente affidabile. Per soluzioni così complesse ci assumiamo naturalmente il impresa generale, ma siamo consapevoli che con Erowa abbiamo alle spalle un'azienda su cui possiamo fare sicuro affidamento ».


Versa 825 è perfettamente progettato per l’automazione
In definitiva è stata realizzata un’isola di produzione composta da due centri di lavoro su 5 assi di tipo Versa 825, un grande magazzino per pallet (60 pallet UPC, 320-320mm, 50 pallet ITS, D 150 mm), due portautensili (346 utensili ciascuno), un lavapezzi, una macchina di misura a coordinate e due stazioni di carico e scarico. Il tutto su una gestibile superficie totale di 16,6 x 7,8 metri. 
Il caricamento dell’impianto avviene tramite le due stazioni di carico e scarico, collocate accanto ai centri di lavoro. Anche l’inserimento dei pezzi è di facile esecuzione grazie al design della macchina specifico per Versa. I pezzi grezzi vengono posizionati nelle stazioni di carico, quelli finiti vengono rimossi dalla stazione di scarico. I pezzi sono lavati e misurati, con tanto di rapporto di misurazione ove richiesto. 
I due centri di lavoro Versa 825 hanno un design a portale, una caratteristica di design specifica delle macchine utensili con la quale l'automazione dei pezzi può essere perfettamente adattata sul lato della macchina senza limitare in alcun modo il funzionamento della stessa. Al contrario: l’adattamento laterale dell'automazione dei pezzi sul centro di lavoro è ideale dal punto di vista dell’operatore.


Mandrino ad alte prestazioni: 25 kW e 18000 1/min
In termini di prestazioni, in entrambi i centri di lavoro un mandrino ad alte prestazioni sviluppato da Fehlmann con interfaccia HSK 63 (18000 U/min - 25KW) garantisce una velocità di asportazione di materiale sufficientemente elevata. Frank Fehlmann (CEO, Fehlmann AG) ha spiegato perché Fehlmann ha sviluppato e prodotto questo mandrino: «A nostro avviso, lo sviluppo e la produzione di mandrini fanno parte del know-how fondamentale di un produttore di macchine utensili. Il mandrino è il cuore di una macchina utensile e, nell’ambito della progettazione complessiva di una fresatrice, ha un influsso non trascurabile sulla precisione del pezzo. Per noi, dal punto di vista strategico, è fondamentale disporre di tali competenze in-house ».  


Versa 825: eccezionale stabilità termica
Lo conferma M. Beck: «In termini di ripetibilità e stabilità termica, Versa 825 convince su tutta la linea. Dopo il programma di avvio a caldo possiamo iniziare subito. Le differenze di temperatura interne allo stabilimento non si notano sul pezzo. Fehlmann ha tutto sotto controllo ».
J. Solenthaler: «Le nostre origini sono nella produzione di utensili e stampi. Per noi produttori di macchine utensili, in questo settore la stabilità termica è sempre una dura prova da superare. Se dobbiamo rifinire le superfici nel processo di puntamento, si riscontra uno spostamento del mandrino già sotto 1/100 mm sulla superficie. Questo è raramente accettabile. Le nostre macchine sono progettate di conseguenza. Da quando abbiamo lanciato i modelli Versa, le nostre macchine si sono affermate sempre più nell’ambito della classica produzione di componenti, come qui a Rychiger».


Swiss-made: automazione pallet con Erowa 
Per la movimentazione dei pezzi, Fehlmann punta sul sistema di pallettizzazione «Erowa Robot Dynamic 150 linear» con una lunghezza delle guide di undici metri e un peso di trasferimento massimo di 150 kg. Sugli undici metri di lunghezza, con 60 pallet UPC (320-320 mm / 150 kg) e 50 pallet ITS 148 (D 150 mm / 40 kg) è possibile preparare abbastanza pezzi grezzi per il fine settimana. Erowa, inoltre, ha fornito anche la macchina di misura e l’impianto di lavaggio dei pezzi «Erowa Robo Spa» . L’impianto complessivo è controllato controllato con il software di sistema Erowa «JMS 4.0 Production Line».


346 utensili per ogni centro di lavoro
Per produrre piccoli lotti e singoli pezzi senza interruzioni è necessario anche un ampio magazzino utensili. Nel progetto Rychiger, i due magazzini utensili del Versa 825 dispongono di 346 spazi per utensili. I dati di ogni singolo utensile – compresa la durevolezza – sono memorizzati nel Job Manager. Così, a seconda della gamma di ordini, è possibile determinare il numero di utensili gemelli per coprire anche i turni non presidiati in termini di tecnologia degli utensili. Per i processi di rettifica con punte di piccolo diametro, su entrambi i Versa è disponibile un mandrino di rettifica ad alta velocità che si inserisce come un normale utensile nel magazzino utensili. Gli utensili di rettifica in CBN a legante ceramico utilizzati sono piallati sulla macchina con un sistema di piallatura sviluppato e integrato da Rychiger. 


Processo di rettifica integrato  
J. Solenthaler: «I nostri nuovi Versa consentono addirittura la possibilità di eseguire processi di rettifica a coordinate. Si tratta di una procedura sviluppata da Heidenhain, per la quale abbiamo collaborato a stretto contatto. Per quanto riguarda l’impianto qui descritto, tuttavia, la procedura non era ancora nel nostro portafoglio ».
M. Beck: «Un processo di rettifica a coordinate sarebbe stato perfetto. Al momento sul Fehlmann Versa 825 impieghiamo un processo di rettifica dei contorni che funziona con cicli di fresatura ma è adattato anche ai processi di rettifica ».


Più velocità e più qualità
Con la nuova isola di produzione molte cose sono cambiate in positivo, afferma R. Lanz: «Posso spiegare l’ottimizzazione dei processi prendendo a esempio i nostri utensili di punzonatura. Gli utensili di punzonatura hanno una durezza di fino a 70 HRC. Con gli attuali utensili di fresatura e i processi di fresatura dura trocoidale che il Versa 825 padroneggia, dal punto di vista della tecnologia di produzione abbiamo raggiunto i massimi livelli. Bordi che prima non potevamo sottoporre a fresatura dura vengono ora rettificati direttamente sulla macchina. L’integrazione dei processi di rettifica e la nostra lavorazione interna hanno, da una parte, migliorato la qualità degli utensili di punzonatura, dall’altra ci consentono una maggiore velocità. Quello che prima facevamo in circa otto settimane ora lo facciamo nell’arco di due. Siamo certi che in futuro sarà ancora più veloce ». 


Collaborazione ottimizzata con il reparto sviluppo
M. Beck: «Anche la collaborazione con il nostro reparto di sviluppo è migliorata di pari passo con la nostra strategia di produzione. Quando sono necessari nuovi utensili di punzonatura per una nuova linea di confezioni, dobbiamo produrre tre-quattro utensili di prova. Quando la produzione era ancora esterna, l’ottimizzazione dei processi era difficile da attuare per motivi di tempo. Con la nuova isola di produzione Fehlmann questa procedura funziona in modo impeccabile, poiché nell’arco di poco tempo possiamo rettificare vari profili di punzonatura. Li testiamo, rimandiamo i risultati al reparto di costruzione per l’ottimizzazione e poi di nuovo sul Versa 825. Quando ci sono nuovi sviluppi nelle nostre macchine per il confezionamento, oggi possiamo lavorare molto meglio di concerto tra reparto costruzione e reparto produzione. E ne beneficiamo tutti ».


Formazione sui moderni centri di lavoro CNC
anche il reparto di formazione è stato allineato alla nuova strategia di produzione, come illustra P. Dähler: «Al momento stiamo formando undici apprendisti nel nostro reparto di produzione. La formazione è fondamentale per attirare nuovi giovani nella nostra azienda. Nell’ambito della nostra nuova strategia di produzione abbiamo anche completamente ridefinito i nostri processi di formazione. Per questo, per il reparto formazione abbiamo investito in due centri di lavoro CNC Fehlmann delle tipologie Picomax 56L TOP, uno con il divisore AT 125 come 4° asse. Al di là del fatto che si tratti di veri e propri centri di lavoro a controllo CNC, sono perfettamente adattati alla formazione e alla produzione di pezzi singoli. Le macchine si possono ancora utilizzare in modalità praticamente manuale (comando a manopola elettronica) oppure è possibile richiamare la piena funzionalità fino a 4 assi simultanei utilizzando il controllo Heidenhain TNC 620, se si è integrato un quarto asse ».

R. Lanz: «I due Picomax 56 sono anche i nostri centri di lavoro express. Così gli apprendisti vengono al contempo messi in difficoltà e incoraggiati. Ed è la migliore scuola per poi passare alla nostra isola di produzione a formazione completata. Già oggi stiamo beneficiando dell’investimento nei due Picomax 56L TOP». A Rychiger, gli apprendisti al primo anno lavorano già dal secondo mese in poi sul Picomax 56 con 30 spazi per utensili. 

M. Beck: «Posso solo confermare che, se si analizza il profilo delle mansioni degli operatori sull'isola di produzione, il nostro investimento nella formazione con le più moderne macchine utensili CNC va di pari passo con la strategia di produzione ».


Uniformità digitale dalla costruzione alla produzione
Nell’ambito della strategia generale dell'azienda, inoltre, sono stati effettuati e implementati anche investimenti anche nel sistema CAD-CAM «Siemens NX», come spiega P. Dähler riguardo l’SMM: «Nell’ambito della nostra ristrutturazione siamo passati a NX di Siemens, un software di produzione che copre tutti i processi CAD, CAM e non solo. Così abbiamo un’uniformità perfetta, dal ricevimento ordini alla costruzione (CAD) finanche alla produzione (CAM) ». 


Programmazione CAM più precoce possibile
P. Dähler: «Nel giro di due anni (2017 e 2018) abbiamo installato un nuovo CAM e svariate nuove macchine (con e senza automazione). Per farlo sono necessarie svariate fasi preparatorie, che presuppongono un lavoro estenuante per i collaboratori coinvolti. In questo periodo il nostro mercato si è sviluppato al di sotto delle nostre aspettative e abbiamo dovuto gestire con attenzione le risorse aggiuntive pianificate nell'area CAM. Di conseguenza, all’inizio era disponibile una piccola parte dell’assortimento necessario prima della messa in funzione dell’isola di produzione Fehlmann. L’isola di produzione Fehlmann poteva essere avviata solo gradualmente. Grazie al nostro collaudato shop floor (a Rychiger «TRAIN»), dopo la messa in funzione abbiamo recuperato parte del terreno perduto. Nei progetti futuri dovremo assicurarci che il lavoro preparatorio venga svolto prima della messa in servizio delle macchine, per poterle poi avviare fin da subito a pieno regime».  


L’output della produzione automatizzata è sottovalutato 
J. Solenthaler: «Mi capita spesso di sentirlo in questi progetti. Negli ultimi anni abbiamo installato regolarmente celle di produzione automatizzate e isole di produzione collegate in rete. Spesso sostituiamo soluzioni indipendenti senza automazione. Molti dei nostri clienti sottovalutano l’enorme produttività di queste soluzioni di produzione. Non necessitano solo delle materie prime, ma anche dei relativi programmi CAM. Ogni tanto si verifica un collo di bottiglia, che però si può risolvere in modo relativamente semplice ad esempio tramite una formazione CAM per i collaboratori. Perché è anche vero che, a causa dello scarso impiego di personale, in futuro ci sarà più tempo per la programmazione e si potrà ottenere il massimo dal processo di lavorazione, riducendo i tempi principali e non produttivi ».


Bisogna sempre essere un passo avanti
P. Dähler: «Negli ultimi anni, dal punto di vista produttivo, dei software ma anche della formazione, abbiamo rivolto il nostro sguardo convintamente al futuro, e siamo in costante miglioramento. La collaborazione con Fehlmann ci ha permesso di compiere molti passi avanti, e non solo dal punto di vista tecnologico. Anche nello sviluppo dei prodotti, grazie al progetto di produzione siamo entrati in una nuova dimensione. Di conseguenza, siamo equipaggiati al meglio per lo sviluppo futuro della nostra azienda» 


La domanda cruciale: produzione in-house o outsourcing?
R. Lanz: «Grazie all'isola di produzione Fehlmann abbiamo un altissimo livello di integrazione, con i relativi vantaggi in termini di sicurezza di processo, time-to-market e aumento di competenze. Sulla domanda cruciale: meglio outsourcing o produzione in-house? L’outsourcing comporta spesso una perdita di competenza Questi fattori vengono sottovalutati. A mio avviso, i vantaggi della produzione in-house con componenti tecnologicamente sofisticati prevalgono sugli svantaggi.

E M. Beck conclude: «In merito al “lavorare bene” faccio la seguente osservazione: l’isola di produzione Fehlmann ci ha consentito di produrre in-house perché è in grado di produrre una gamma di prodotti molto diversificata senza operatore. Senza questa isola di produzione, produrre internamente la nostra gamma di componenti sarebbe stato semplicemente economicamente impossibile ». 
 

dos