MMC Magazine

(Miasto Marumori, dystrykt Igu, prefektura Miyagi)

Dynamiczny rozwój producenta dużych komór próżniowych o wysokich możliwościach technicznych przez ostatnie 30 lat dzięki intensywnym nakładom inwestycyjnym rzędu 10 mld jenów.

Zastosowanie specjalnych urządzeń do produkcji dużych komór próżniowych

W produkcji wafli półprzewodnikowych, paneli LCD i OLED, aby uniknąć zanieczyszczania powietrzem, gazem, parą wodną, drobnymi cząstkami lub innych substancjami obcymi, niezbędne są komory (kontenery) próżniowe. Firma Melco Japan w prefekturze Miyagi ma największy w Japonii udział w rynku komór próżniowych o dużej wielkości.

W 1960 r. Masuyuki Kurita, prezes Melco Japan, założył w mieście Hitachi City, w prefekturze Ibaraki firmę Kurita Special Steel Corporation. Firma sprzedawała materiały do form prasowniczych i stale specjalne. "Mój starszy brat zajmował się sprzedażą hurtową materiałów metalowych w Tokio, więc postanowiłem rozpocząć działalność w branży pokrewnej. Mogłem kupować materiały od firm, z którymi współpracował mój brat, co w momencie rozpoczęcia działalności było bardzo korzystne" - powiedział. Po przeniesieniu zakładu dostawcy na wieś, wkrótce po założeniu firma Kurita Special Steel Corporation również rozszerzyła swą działalność na wieś. W ramach rozbudowy sieci sprzedaży, firma utworzyła oddziały w regionie Północny Kanto i Tohoku w miastach takich jak Hitachinaka w prefekturze Ibaraki, Iwaki w prefekturze Fukushima, Sendai, Kitagami, Yamagata. W chwili utworzenia firma posiadała tylko jedną maszynę, lecz stopniowo rozbudowywała swój park maszynowy. 

Jednak na początku lat 80-tych XX w. największe firmy handlujące stalami specjalnymi rozszerzyły swoją działalność na obszary wiejskie, a to oznaczało rozpoczęcie ostrej konkurencji. Pan Kurita wiedział, że aby przetrwać w branży musi oferować coś więcej niż tylko stale specjalne, więc postanowił zająć się stalami nierdzewnymi, które nie były powszechnie stosowane w tym czasie. Czuł także, że w przyszłości będą one mogły być szeroko stosowane w urządzeniach przemysłowych czy budownictwie. Miał rację. Zamówienia na stale nierdzewne zaczęły rosnąć z każdym rokiem, co skłoniło firmę do stworzenia powierzchni magazynowej i zaplecza logistycznego. Firma zbudowała Centrum Magazynowania i Obróbki Materiałów w mieście Marumori w dystrykcie Igu, w prefekturze Miyagi. Miasto Marumori wybrano dlatego, że firma mogła zakupić duży obszar gruntu umożliwiający zmagazynowanie dużych zapasów. Nieruchomość była zlokalizowana prawie w centrum strefy przemysłowej, co było bardzo wygodne z punktu widzenia dostaw materiałów.

Kilka lat po rozpoczęciu działalności zakładu w Marumori, kierownik zaopatrzenia firmy współpracującej zwrócił się do Melco Japan o przyjęcie zlecenia na prace na pięciu lub sześciu maszynach, które firma ta dostarczyłaby z dużym rabatem. Pan Kurita skorzystał z okazji i uzyskał pożyczkę na zakup maszyn dla zakładu Marumori. Firma Melco Japan przez pewien czas zajmowała się prostą obróbką stali nierdzewnych, a ich niezwykle dokładne technologie i piękne wykończenie 
zdobyły wysokie uznanie, co doprowadziło do rozszerzenia współpracy z innymi firmami. Po przyjęciu zlecenia na obróbkę komór próżniowych, Melco Japan sprowadzając sprzęt spawalniczy, zatrudniając nowych inżynierów, stworzyła bazę dla dzisiejszego zakładu w Marumori.

Obecnie zakład w Marumori posiada zintegrowany system produkcyjny, od cięcia stali nierdzewnej, obróbki blach, spawania, obróbki skrawaniem i elektropolerowania po obróbkę blach. Zakład charakteryzuje głównie to, że dysponuje wieloma maszynami wielkogabarytowymi. Pan Kurita powiedział: "Nie produkujemy małych produktów, które inne firmy również mogą produkować, ale duże komory próżniowe od 10 do 20 ton, dzięki czemu Melco Japan stała się znaną marką zarówno w kraju, jak i za granicą. Możliwość dostarczania produktów przez cały czas, około 8000-tonowy zapas stali nierdzewnej, możliwości techniczne i solidni rzemieślnicy, wszystko to pomogło nam nawiązać oparte na zaufaniu relacje z klientami i rozwinąć naszą działalność".

Pomimo tych atutów, zakład w Marumori skoncentrował swą działalność na produkcji dużych komór próżniowych, a nie małych produktów i precyzyjnych części. Zakład ucierpiał wskutek dużej różnicy między okresem szczytu zamówień a okresem niskiego popytu. W 2014r. firma wystąpiła do Ministerstwa Gospodarki, Handlu i Przemysłu o wsparcie z Programu Dotacji dla Zakładania Nowych Firm na Obszarach Odbudowywanych po Tsunami i Katastrofie Nuklearnej w Celu Tworzenia Nowych Miejsc Pracy. W następnym roku za 2 mld jenów firma zakupiła nieruchomość i zbudowała Seaside Plant I w mieście Yamamoto w dystrykcie Watari w prefekturze Miyagi. Następnie, aplikując w marcu 2021 r. do tego samego programu dotacji (8.), wybudowała drugi zakład o wartości 2 mld jenów. Około połowa kosztów budowy obu zakładów została pokryta z dotacji pod warunkiem, że firma zatrudni ludzi ze społeczności lokalnych. 

"W ciągu 30 lat od momentu utworzenia fabryki Marumori zainwestowaliśmy około 10 mld jenów. Tak duże inwestycje nie byłyby możliwe bez zaufania klientów. Nie mieliśmy gotowych recept, jak produkować duże komory próżniowe. Nasi inżynierowie dołożyli wszelkich starań, aby metodą prób i błędów poprawić możliwości technologiczne i w ten sposób powstało nasze unikalne know-how".

Zapytaliśmy pana Kuritę, czego wymaga od producenta narzędzi. Jego odpowiedź była szybka: "Poszukuję producenta narzędzi, który jest w stanie szybko dostarczyć wysokiej jakości produkt za niską cenę". Kontynuował z uśmiechem: "Mam nadzieję, że Mitsubishi Materials opracuje szerszą gamę narzędzi przeznaczonych do obróbki różnych stali nierdzewnych. Zróbmy to razem".

COVID-19 spowodował nieznaczny spadek popytu, jednak pan Kurita przewiduje, że już teraz wielu producentów zacznie realizować inwestycje na dużą skalę. "Wzrost rozmiarów ekranów systemów nawigacji samochodowej i rozwój systemów oszczędzania energii, z pewnością spowoduje wzrost popytu na panele OLED, a więc najprawdopodobniej także wzrost zamówień na komory próżniowe. Ponadto uważamy, że istnieje duża szansa na zamówienia na pionowe komory próżniowe od producentów urządzeń do produkcji półprzewodników".

Jak widać z powyższego opisu, firma Melco Japan wykorzystuje sprzyjający moment, a pan Kurita reaguje na wzrost popytu na swoje produkty intensywnie inwestując w środki trwałe. "Patrząc w przyszłość, biorę pod uwagę otoczenie i rozwój firmy w perspektywie pięciu lub dziesięciu lat i kontynuuję inwestycje, aby zapewnić stabilność firmy w następnym pokoleniu" - powiedział entuzjastycznie. Pomimo swych 88 lat wygląda młodo, jest bardzo energiczny i zawsze patrzy w przyszłość. 

Wprowadzenie elastycznego systemu produkcyjnego (FMS) do bezobsługowego
wykonywania operacji w cyklu automatycznym

Zakład w mieście Yamamoto produkuje komory próżniowe, części urządzeń do produkcji półprzewodników, części do samolotów i komponenty urządzeń do likwidacji elektrowni jądrowych. Zakład II, powstały w marcu 2021 roku, posiada dwie linie: MAZAK i OKUMA. Linia MAZAK to elastyczny system produkcyjny (FMS), przeznaczony do 24-godzinnej, automatycznej i bezobsługowej pracy, obejmujący cztery pięcioosiowe centra obróbkowe oraz palety. Po ustawieniu komponentów na paletach przez operatora systemu FMS, maszyna automatycznie wybiera te, które będą obrabiane i transportuje je do obrabiarki celem ustawienia. Po zakończeniu automatycznej obróbki zgodnie z programem, są one zwracane na palety, po czym po wybraniu niezbędnych materiałów rozpoczyna się następny cykl obróbki. 

"W zakładach takich, jak nasz, obsługiwanych przez niewielką liczbą osób, automatyzacja to konieczność. Zatrudnianie ludzi do obsługi maszyn w ciągu dnia i bezobsługowa praca w nocy rozwiązuje problem braków siły roboczej, skraca się czas realizacji zamówień i zmniejsza liczbę błędów ludzkich" — powiedział Yoshiya Ishizuka, kierownik zakładu. Hiroki Izumi z działu FMS wspomniał o trudnościach, przed którymi stanęli podczas projektowania linii FMS i powiedział: "Chociaż wiedzieliśmy znacznie mniej o systemach przenośników niż o obrabiarkach, to w automatyzacji systemy przenośników odgrywają niezwykle ważną rolę. Dlatego musieliśmy zacząć od podstaw. Najtrudniejszą częścią było użycie różnych materiałów, ponieważ wymagało to bardziej skomplikowanych ruchów niż transport pojedynczego komponentu. Poza tym, ponieważ to maszyny automatycznie określają kolejność, niezbędny jest operator lub program, który to nadzoruje".

Celem zwiększenia wydajności, oprócz systemu FMS w zakładzie wdrożono szereg innowacji. W centrum obróbczym MAZAK, od strony końcówki ściągającej (grzybka) osi głównej umieszczono elektroniczną etykietę systemu gospodarki narzędziowej. Pierwotnie, wyjmując narzędzia z magazynów narzędziowych na kartce zapisywaliśmy typ narzędzia, metodę obróbki i nazwisko osoby odpowiedzialnej. Wprowadzenie elektronicznych etykiet skróciło czas niezbędny do zapisu informacji, a także znacznie zmniejszyło liczbę błędów. Lokalizacja narzędzi jest obecnie śledzona za pomocą komputera, a pracownicy zaangażowani w proces obróbki uzyskują informacje o optymalnej kombinacji narzędzie/uchwyt oraz inne informacje" - powiedział p. Izumi, podkreślając korzyści związane ze zwiększeniem wydajności pracy i zmniejszeniem liczby błędów. 

Linia Okuma składa się z jednej dużej tokarki i trzech centrów obróbczych. Portalowe centrum obróbcze Okuma umożliwia wymianę wrzecion, co pozwala obrabiać stale nierdzewne i aluminium. Obróbka aluminium w porównaniu ze stalą nierdzewną wymaga większych obrotów, dlatego ustawiliśmy obroty maks. na 10 000 i zwiększyliśmy trwałość korpusu obrabiarki. 
 

Umiejętności doświadczonych specjalistów przekazywane nowym pokoleniom w formie cyfrowej

Atuty Melco Japan to nie jedynie możliwości ich urządzeń, ale także możliwości technologiczne, które są tak wysoko oceniane przez klientów. Komory próżniowe muszą bezwzględnie charakteryzować się minimalnymi przeciekami gazów na zewnątrz i do wewnątrz, oraz usuwaniem gazów okludowanych. W miarę doskonalenia bardzo precyzyjnych paneli LCD i układów scalonych, kontrole jakościowe u producentów są coraz bardziej rygorystyczne i dlatego największą wagę przywiązuje się do zapewnienia dokładności obróbki, szczelności złączy spawanych i eliminacji braków. "Melco Japan zatrudnia wielu doświadczonych specjalistów, którzy są w stanie spełnić wymagania klientów w zakresie wąskich tolerancji wymiarowych obróbki skrawaniem. Ponadto, jeśli chodzi o spawanie stali nierdzewnych (metodą TIG), nasze produkty są wysoko cenione ze względu na doskonałą szczelność i perfekcyjne wykończenie. Na końcowym etapie procesu produkcji zainstalowaliśmy duże, precyzyjne zbiorniki do czyszczenia, aby zapewnić całkowite usunięcie oleju obróbkowego z gwintów śrub i otworów" - powiedział z dumą kierownik zakładu p. Ishizuka. 

Susumu Mito z Działu Produkcji i Technologii podał przykład wysokiego poziomu dokładności obróbki. "Zlecenie wymagało wykonania otworów Ø400 w klasie tolerancji f6 (wielkość odchyłki: -0.062 – 0.098). Klient miał trudności w znalezieniu firmy, która podołałaby temu zadaniu, ale zdecydowaliśmy, że przyjmiemy to zlecenie. Po konsultacji z naszymi technikami i sprawdzeniu rysunków okazało się, że jesteśmy w stanie wykonać ten produkt, zachowując wymagane tolerancje wymiarowe. Od tego czasu wciąż wykonujemy ten produkt dla innych klientów i z dumą możemy stwierdzić, że od żadnego klienta nie mieliśmy jeszcze reklamacji", powiedział p. Mito. Jednak nawet przy tak wysokiej dokładności produktu, rzadko zdarzają się braki. "Nigdy nie stosujemy metod obróbki, który powodowałyby uszkodzenie produktu. Przykładowo, frezowanie punktowe wykonywane po wierceniu powodowało uszkodzenia, wiec zmieniliśmy kolejność operacji i wiercenie otworów wykonujemy po frezowaniu punktowym. Dzięki temu mogliśmy uniknąć wad powierzchniowych".

"Obecnie naszym zadaniem jest przekazanie umiejętności technicznych naszych doświadczonych techników następnemu pokoleniu" - powiedzieli p. Ishizuka, Izumi i Mito. "Aktualnie, aby uniknąć subiektywnych ocen, doświadczenia naszych starszych wiekiem pracowników dokumentujemy w postaci cyfrowej. Dla przykładu, dokręcając zacisk unikamy abstrakcyjnych określeń, podając konkretne wartości, np. "pod kątem 45° względem tego kierunku", aby każdy uzyskał taką samą dokładność", mówi p. Izumi, jako przykład doskonalenia umiejętności młodych adeptów obróbki skrawaniem. 

Poprawa jakości poprzez bliski kontakt z producentami narzędzi skrawających

Dla inżynierów firmy Melco Japan priorytetem jest bliska komunikacja z producentami narzędzi. "Gdy mamy do czynienia z produktami, które obrabiamy po raz pierwszy, często radzimy się producentów narzędzi skrawających w sprawie wyboru narzędzi i procedur obróbki" - powiedział kierownik zakładu p. Ishizuka. Pan Izumi dodał: jeśli chodzi o frezowanie punktowe, o którym wspominałem wcześniej, uzyskałem również wskazówki od p. Hiratsuki z Działu Handlowego Mitsubishi Materials. Pan Hiratsuka zawsze odpowiada szybko i również szybko dostarcza nam próbki narzędzi, chociaż producenci narzędzi skrawających często niechętnie to robią, jeśli nie są pewni, czy otrzymają zamówienie. Mam pełen komfort i mogę go pytać o wszystko".

Na pytanie, jakiego rodzaju narzędzi poszukują pracownicy zakładów produkcyjnych, panowie Ishizuka, Izumi i  Mito odpowiedzieli bez wahania: "Muszą być opłacalne ekonomicznie i mieć długi okres eksploatacji". "Narzędzia dostarczane przez Mitsubishi Materials są nieco droższe, ale o doskonałej jakości, większej wydajności i wytrzymałości, a więc dłuższym okresie eksploatacji czyli o lepszym stosunku jakości do ceny. Chcielibyśmy dalej zwiększać nasze zakupy", powiedział p. Izumi. W odpowiedzi p. Hiratsuka z Działu Handlowego powiedział: "Ostatnio dostarczyliśmy głowice AXD4000 do obróbki stopów aluminium i materiałów trudnoobrabialnych. Najpierw przekazaliśmy klientowi próbki, aby wykonał próby na konkretnych detalach, co ostatecznie zaowocowało otrzymaniem zamówienia". Pan Ishizuka przedstawił swe oczekiwania co do dostarczonych produktów: "Oczekujemy, że głowica AXD4000 umożliwi zwiększenie szybkości obróbki i będzie mieć dłuższy okres eksploatacji dzięki zastosowaniu frezowania spiralnego". Pan Shibata, odpowiedzialny za wsparcie techniczne w Mitsubishi Materials, powiedział: "przy opracowywaniu nowych i udoskonalaniu istniejących produktów uwzględniamy sugestie Melco Japan i wzmacniamy tym samym naszą współpracę".

Na koniec pp. Ishizuka, Izumi i Mito powiedzieli o swoich planach na przyszłość. "Aktualnie prowadzimy prace przy budowie czwartego centrum obróbczego zintegrowanego z systemem FMS, który planujemy uruchomić na wiosnę przyszłego roku. Celem zwiększenia wydajności, chcielibyśmy, aby obróbka była wykonywana zarówno w dzień, jak i w nocy". (P. Ishizuka) "Od moich starszych kolegów nauczyłem się odpowiadać klientom, że na podstawie samych rysunków wykonanie obróbki jest możliwe. W przekonaniu, że wszystko, co ma kształt można obrobić skrawaniem, staramy się wciąż ulepszać nasze technologie". (P. Mito) "Aktualnie dążymy do tego, aby wprowadzić 24-godzinną organizację pracy. Nasz szef często przypomina nam, abyśmy projektując i wykonując każdy produkt kierowali się filozofią Mitsubishi Materials Corporation, czyli zawsze dostarczali klientom produkty najwyższej jakości". (P. Izumi) 

Na świecie, nie tylko w Japonii, oprócz Melco Japan jest jedynie kilka firm, które wykonują obróbkę stali nierdzewnych w tak dużych ilościach. Melco Japan będzie nadal rozszerzać zakres swojej działalności, od produkcji komór próżniowych po części urządzeń do produkcji półprzewodników i części do samolotów.