El diseño inteligente de las estanterías aumenta la cobertura del recubrimiento en polvo de por vida

Una canasta de baloncesto Lifetime recibe el tratamiento de color en una línea de pintura en polvo.

Lifetime Products, Clearfield, Utah, fabrica juegos de baloncesto, mesas de picnic y utilitarias, sillas, cobertizos, columpios, refrigeradores y juegos de baloncesto de metal y plástico moldeado por soplado, resistentes y duraderos. "Todos nuestros juegos de jardín son fáciles de instalar y están construidos para durar", promete la empresa.

La demanda de los productos es tremenda. La empresa fabrica y recubre con pintura en polvo más de 100.000 piezas metálicas al día. Tan solo al día se fabrican hasta 13.500 sillas plegables. Tratar de satisfacer esa demanda de volumen y al mismo tiempo alcanzar los estándares de calidad necesarios para fabricar productos recreativos que sean fáciles de configurar y que duren toda la vida no es nada fácil.

"El volumen de piezas que tenemos que manejar, ese sería sin duda nuestro mayor desafío", dijo Ryan Miller, gerente de recubrimiento en polvo de Lifetime. “Todas nuestras líneas funcionan entre 14 y 18 pies por minuto. Tratar de mantenerse al día con la producción es difícil”.

Para afrontar ese desafío se necesita ingeniería innovadora y un proceso de recubrimiento en polvo bien planificado y ejecutado.

Lifetime clasifica sus productos en tres sistemas separados, fabricados principalmente en tres edificios. Miller supervisa las operaciones de los tres sistemas. “Cada edificio alberga lo que llamamos una familia de productos. En un edificio se fabrica un juego de baloncesto, en otro edificio se fabrican mesas y sillas, y en nuestro tercer edificio tenemos un patio de juegos y cobertizos de piezas”.

El fabricante organiza su producción para el montaje de kits, realizando el subensamblaje y empaquetando cada unidad de producto al final de una línea transportadora automatizada para el ensamblaje final del consumidor.

Proceso. Las piezas se colocan en bastidores en los transportadores, que pasan por la línea de recubrimiento en polvo, en su mayoría automatizada. El sistema transportador alimenta las piezas en los bastidores a través de un sistema de pretratamiento, un horno secador y luego a cabinas de polvo.

La línea de cabinas de pintura en polvo está equipada con pistolas automáticas y dos pulverizadores manuales. Los pulverizadores manuales refuerzan las zonas de difícil acceso para los pulverizadores automáticos. El transportador mueve las piezas a través de hornos de curado continuo y finalmente al área de ensamblaje, donde el personal retira las piezas, las ensambla parcialmente y luego las empaqueta.

Orden. "Al diseñar la orden de producción, generalmente comenzamos con el diseño del empaque y trabajamos hacia atrás", dijo Brad McAllister, ingeniero de fabricación. “Analizamos cómo se colocarán esas piezas en el paquete. Diseñamos estanterías únicas para que cuando las piezas lleguen a la línea, nuestros ensambladores puedan sacar una unidad completa de un estante de manera ordenada, ensamblarlas rápidamente y empaquetarlas listas para enviar”.

Uno de los mayores desafíos de ingeniería ha sido diseñar los sistemas de estanterías para que los pulverizadores de pintura en polvo automáticos y manuales puedan cubrir las piezas a fondo pero también rápidamente. Las piezas metálicas son tubulares, estampadas, laminadas y cortadas con láser. Cada modelo, con diferentes formas, curvas y curvas, debe pulverizarse al mismo tiempo.

Las piezas que reciben diferentes colores viajan en una línea, luego se separan para pasar a sus respectivas cabinas de color y luego se vuelven a unir para curarlas y empaquetarlas.

¿Qué hace que una sección de una pieza sea difícil de pulverizar? Se dobla con ángulos de 90 grados o más cerrados. El interior de una brida larga. El área de una parte donde el gancho bloquea el rociado.

“Nuestros técnicos ajustan las pistolas rociadoras automatizadas para tratar de obtener los patrones de rociado apropiados y brindar la proporción correcta de aire a polvo para que la pieza obtenga una cobertura adecuada. Luego, los pulverizadores manuales refuerzan las zonas restantes de difícil acceso”, dijo Miller.

Millones. “Es importante aplicar polvo en esos puntos ciegos para que haya una cobertura adecuada. Una capa demasiado ligera podría propagar o promover la oxidación en esas áreas. Tenemos que asegurarnos de que todo esté cubierto, de tener las mils adecuadas para poder presentar un buen producto”, dijo Mike Seegmiller, técnico de recubrimiento en polvo.

Seegmiller dijo que el objetivo de espesor en mil es de 21/2 a 4 mil. “Ese rango medio de 21/2 a 4 es muy bueno. Es donde podemos cumplir con ese requisito para la gama del producto y aun así no desperdiciar polvo por la puerta”.

Los ingenieros calculan las posiciones de las estanterías tan metódicamente como FedEx calcula sus rutas de entrega.

"La forma en que presentamos una pieza a las pistolas automáticas marca una gran diferencia", afirmó Keith Maw, ingeniero de fabricación.

La densidad de las estanterías determina directamente el rendimiento, por lo que obviamente se colocan lo más densamente posible sin sobrecargar a los montadores y recubridores de polvo manuales. "Se trata de poder colocar tantas piezas como podamos en un estante de la manera más eficiente posible, sin abrumar la capacidad de la cabina de recubrimiento en polvo para cubrirlas y la capacidad del empleado para seguir el ritmo", dijo Maw. “Es un acto de equilibrio; Cuando separamos más esos bastidores, reducimos la capacidad de esa línea y eso ralentiza la producción.

“Sería difícil caminar por la fila, pero hemos dejado espacios entre los estantes individuales para que los empleados puedan seguir el ritmo”, continuó Maw. “Como ingenieros, cuando recibimos un producto nuevo, diseñamos cómo lo vamos a colgar y a qué velocidad lo vamos a entregar a todos los empleados que agregan valor al producto.

“Hacemos un prototipo de esos bastidores y les colocamos las piezas. Les hacemos una revisión de mil para asegurarnos de que estén recibiendo la cobertura de polvo de mil adecuada. También vemos cómo los empleados pueden manejar el espaciado. Si no pueden seguir el ritmo, entonces volvemos a la mesa de dibujo”, dijo Maw.

Las líneas son flexibles en el sentido de que varios productos pintados del mismo color pueden funcionar en una línea.

Algunos de los ajustes que han realizado los ingenieros son optimizar las estanterías y las piezas para que las pistolas automáticas alcancen el máximo y para un posicionamiento ergonómico óptimo de los empleados.

McAllister añadió: “Intentamos orientar las zonas de difícil acceso hacia las armas automáticas para que puedan cubrirlas. En lugar de presentarlas perpendiculares a las pistolas, giramos las piezas en ángulo para permitir que el polvo fluya a través de la rejilla y envuelva las piezas.

"Si las piezas son demasiado altas para los empleados más bajos, las bajaremos en el estante donde puedan alcanzarlas", continuó. “Las piezas que son largas las ponemos más arriba porque los empleados más pequeños o más bajos pueden llegar a la zona inferior de esa pieza y sacarla del rack para desmontarla. Las piezas que son pesadas normalmente las colocamos solas en estantes para que un empleado pueda manipularlas una a la vez”.

La vida no es ajena al ingenio. De hecho, la empresa nació hace 33 años a partir de la reinvención del fundador, llamada Quick Adjust®, de cómo se podía montar y ajustar un juego de baloncesto para que sus hijos pudieran jugar con él. El fundador de Lifetime, Barry Mower, ideó una unidad de baloncesto cuya altura podía ajustarse con un palo de escoba porque sus hijos no podían alcanzar el aro. También ideó el borde separable y un poste de tres piezas para que toda la unidad pudiera empaquetarse en una sola caja.

La mayoría de las piezas están recubiertas de polvo en bloques de 500 a 1.000 unidades por línea. Después de recubrirlos, hay un pequeño espacio mientras la línea se prepara para el siguiente bloque de modelos.

Ofrecer una amplia gama de productos hace que sea necesario realizar múltiples cambios de color. Lifetime está equipada con pistolas pulverizadoras de polvo Nordson y Gema en sus líneas. “En nuestra línea de cobertizos tenemos un sistema de cambio rápido Nordson ColorMax® que permite cambios de color rápidos. Antes teníamos una cabina de pulverización para residuos”, dijo Seegmiller. “Debía vaciarse todo el color en polvo antes de poder agregar otro color. De hecho, se necesitaron seis pulverizadores manuales para recubrir nuestro producto en esa línea. Desde que pudimos cambiar a eso, ahora solo tenemos dos”.

Es una línea flexible, lo que significa que partes de diferentes productos, como mesas y sillas, se procesan juntas simultáneamente a través de cabinas del mismo color.

De hecho, la empresa puede utilizar cuatro colores al mismo tiempo en una línea principal, como en los parques infantiles, dijo Miller. El sistema funciona de forma similar a un ramal de tren. Las piezas se separan de la línea principal y pasan por diferentes stands para diferentes aplicaciones de color y luego se juntan nuevamente en la línea principal.

“Los ganchos están diseñados para que una línea agarre una pieza y pase por una línea separada de un color diferente y luego transfiera la pieza nuevamente a la línea principal y a través del horno de curado. Es bastante innovador. Para los visitantes que miran el sistema, es algo que les deja boquiabiertos”, dijo Miller.

Según Miller, el fabricante buscó la certificación PCI 4000 del Powder Coating Institute como objetivo y como recurso de conocimiento. "La principal razón por la que nos acercamos a esto fue tener más recursos disponibles para nosotros... y ser parte de la comunidad de recubrimientos en polvo". Seegmiller dijo que fue especialmente útil que el auditor de PCI viniera a la planta para brindar algunas de sus ideas. El auditor auditó individualmente cada una de las líneas, observando los procesos y cómo la empresa maneja el control de calidad.

Todas las piezas están equipadas para que puedan subensamblarse y empaquetarse inmediatamente al final de la línea, listas para el consumidor. ¿Puedes decir qué producto comprenden estas piezas metálicas?

“Algunas de las cosas que analizó fueron si teníamos coherencia en nuestro proceso; consistencia mil; cómo almacenamos, usamos y luego rastreamos nuestro polvo. Tenemos todo eso climatizado. Observó cómo realizamos nuestro PM [mantenimiento preventivo] en nuestros equipos”, dijo Seegmiller.

Ahora otros que buscan el PCI 4000 se han acercado a ellos para hacerles preguntas, añadió. “Simplemente nos abrió puertas en ese aspecto”.

La empresa califica todos sus polvos antes de ponerlos en producción. Las muestras se someten a 15 pruebas diferentes, como una prueba de niebla salina de 500 horas. La prueba de niebla salina se realiza en un laboratorio para eliminar todas las demás variables.

El grupo de acabado transmitió algunas historias divertidas de clientes sobre usos alternativos que descubrieron para los productos de Lifetime y que demuestran su resistencia y durabilidad. Un cliente envió una foto de un pez espada que exhibía en una mesa de Lifetime. Otro cliente envió una foto de ella misma deslizándose en un trineo sobre una mesa plegable. Otro cliente utilizó el juego de baloncesto como elevador de motor. “Algunas personas envían vídeos de ellos mismos utilizando nuestras mesas como tablas de surf y palas de nieve. Y le dimos nuestra hielera a un oso grizzly para ver cómo le iría”, dijo Miller.

¿Cuál ganó? ¿El oso o la hielera? “La nevera, en realidad. Mostramos un vídeo en YouTube de un oso intentando meterse en una lata de sardinas en esa hielera. Luchó durante bastante tiempo, pero no pudo abrirla. Está certificado a prueba de osos”, dijo McAllister. "Su comida está segura en nuestras neveras portátiles", añadió Maw.

Fotos cortesía de Lifetime Products

Las piezas de todos los tamaños y contornos en el mismo modelo de producto están recubiertas con pintura en polvo juntas y deben presentarse a las pistolas en polvo para una cobertura óptima.