Fallstudie

Der Griff nach den Sternen beginnt bei den Studenten:


Wie die Helander Metal Spinning Company mit 3D-Technologie die Qualifikationslücke in der Fertigung schließt
Narrow the Manufacturing Skills Gap with 3D Tech

Wenn Sie heute eine Führungspersönlichkeit im verarbeitenden Gewerbe wie Brian Coglianese, Qualitätsmanager/Managementbeauftragter der Helander Metal Spinning Company fragen, wird er Ihnen eine ähnliche Geschichte erzählen: Die Rekrutierung von Spitzentalenten – insbesondere von jüngeren Studenten nach der High School – wird immer schwieriger.

Eine aktuelle Studie von Deloitte und The Manufacturing Institute, die auch als Qualifikationslücke im verarbeitenden Gewerbe bezeichnet wird, kommt zu dem Ergebnis, dass bis 2030 etwa 2,1 Millionen Arbeitsplätze in den USA unbesetzt bleiben könnten, wenn nicht etwas unternommen wird, um diesen Trend umzukehren. Die Kosten eines solchen Defizits sind schwindelerregend und werden mit 1 Billion Dollar beziffert.Um diese Zahl ins rechte Licht zu rücken: 1 Billion US-Dollar entspricht in etwa dem Bruttoinlandsprodukt Indonesiens oder der Niederlande im Jahr 2021. (Oder dem Äquivalent von zweimal Irland oder zweimal Thailand, wenn Sie mitzählen wollen.)

Für diese Qualifikationslücke gibt es verschiedene Gründe. Die Haupttreiber sind jedoch vielfältig:

  • Demografische Veränderungen, da die alternde Babyboomer-Generation weiterhin schneller aus dem Erwerbsleben ausscheidet als neue Talente nachrücken
  • Kulturelle Veränderungen, die die Berufsausbildung zugunsten von Hochschulstudiengängen und höheren Abschlüssen zurückgedrängt haben
  • Missverständnisse in der Branche, die die Vorstellung fördern, dass das verarbeitende Gewerbe unterbezahlte, gering qualifizierte Beschäftigungen bietet, die anfällig für Unfälle und Verletzungen sind
  • Ein auf die Pandemie folgender Wunsch nach stärkerer Work-Life-Balance (teilweise durch Flexibilität bei der Fernarbeit) mit einer Rückkehr zu Arbeitszeiten zwischen 9 und 17 Uhr wie in der Mitte des 20. Jahrhunderts

Die Wissenschaft in Reichweite

Für Helander, seit über 80 Jahren Branchenführer im Bereich Metallumformung und Metallbau, liegt der Schlüssel zur Rekrutierung von Top-Talenten weniger darin, diesen Trends zu widerstehen oder sie umzukehren, sondern darin, sie in veränderter Weise zu erhalten. Mit anderen Worten, die Fertigung wieder zu einem spannenden Feld zu machen, von dem aus man seine Karriere aufbauen kann.

Helander erreicht dieses Ziel unter anderem durch den Kauf und die Nutzung von 3D-Laser-Scanning-Technologie, beispielsweise mit dem FARO® Quantum Max ScanArm. Der Quantum Max ist ein Präzisionsmessgerät, das die Messkapazitäten des mobilen Koordinatenmessgeräts Quantum Max FaroArm® (PCMM) mit der berührungslosen Funktionalität eines Laserlinientasters kombiniert. Darüber hinaus wird dieses hochmoderne Exemplar der 3D-Messungs-Technologie auch von jüngeren Mitarbeitern zunehmend gerne angenommen.

„Es ist schwierig, qualifiziertes Personal zu finden, aber ich bin Ausbilder für die Technology and Manufacturing Association“, sagte Brian Coglianese. Er bezog sich dabei auf die unabhängige Handelsorganisation mit Sitz in Schaumburg, Illinois, die sich auf die Unterstützung und Förderung kleiner und mittlerer Hersteller konzentriert. „Wir können also technisch gesehen jemanden direkt von der High School holen und ihn auf das Niveau bringen, das ich brauche. Wir haben eine Pipeline.“

Helander wurde 1936 gegründet und hat seine bescheidenen Anfänge weit hinter sich gelassen. Heute ist das Unternehmen mit über 40 Mitarbeitern und Hauptsitz in Lombard (einem Vorort von Chicago), Illinois, auf Metall-Spinning, Blech-Hydroforming (bei diesem Verfahren wird hydraulischer Druck auf ein Metallblech ausgeübt, wodurch es sich zu einer Matrize verformt, die zur Herstellung von Karosserieteilen, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Gerätegehäusen verwendet wird) und -Bearbeitung mit Schwerpunkt auf den Branchen Luft- und Raumfahrt, Energie, kommerzielle/industrielle Maschinen und Ausrüstung spezialisiert.Die Helander Metal Spinning Company hat das Privileg, mit großen und kleinen Unternehmen zusammenzuarbeiten, darunter führende Unternehmen der Luft- und Raumfahrt. Im Durchschnitt arbeitet das Unternehmen pro Jahr an nahezu 100 neuen Projekten.

Da der Schwerpunkt des Unternehmens auf Metall-Spinning – dem Formen von Blechen oder Rohlingen in zylindrische oder konische Formen mit Hilfe einer Metalldrehmaschine – liegt, verfügt das Unternehmen über vier FARO Arms, von denen drei mit dem Laser-Scanner und dem 8-Axis-Rotationszubehör ausgestattet sind. Die Technologie von FARO wird unter anderem für den Bau großer Komponenten für die Telekommunikation, Raketen, Jets und Hubschrauber verwendet. (*Aufgrund der US-amerikanischen International Traffic in Arm Regulations (ITAR) konnte Brian nicht näher darauf eingehen.)

„Viele unserer Teile haben Profil-Callouts [die die Zylindrizität steuern]. Daher verwenden wir Laser-Scanning, um das fertige Teil mit dem CAD-Modell zu vergleichen und die Genauigkeit des Profils zu bewerten“, erklärt Coglianese. „Wir müssen sicherstellen, dass die Anforderungen an Dicke und Profil in jedem Produktionsschritt eingehalten werden. Je nachdem, wie viele Spinn- und Bearbeitungsvorgänge es gibt, werden die Teile während des gesamten Prozesses mehrmals überprüft, um zu gewährleisten, dass sie ihre engen Toleranzanforderungen erfüllen.“

Geschwindigkeit, Effizienz, Produktivität und Fortschritt

Brian schätzt, dass sein Team dank der ScanArm-Technologie von FARO die Arbeitsgeschwindigkeit verdoppelt oder verdreifacht hat. Eine Zeitersparnis, die sich wirklich auszahlt. Das Unternehmen kann seinen Durchsatz erhöhen und schneller mehr neue Aufträge akquirieren – und das alles bei gleichzeitiger Reduzierung von Nacharbeit, Abfall und Ausschuss.

Vor der Einführung des Quantum Max war die Überprüfung von zylindrischen Profilen eine mühsame Arbeit. Eine Arbeit mit begrenzten Daten, bei der man sich auf Metallschablonen verlassen musste, die zwar Aufschluss darüber gaben, ob das Teil fehlerhaft war, aber nicht darüber, wie stark oder an welchen spezifischen Stellen. Oder, wenn das Teil fehlerhaft war, ob es unrund, zu groß oder zu klein war oder eine ungewöhnliche Form hatte.

„Jetzt kann ich genau sagen, welche Form das Teil hat. So erhalte ich Aufschluss über mögliche Ursachen für Abweichungen und kann den Produktionsprozess verbessern“, sagte er.

Unter dem Gesichtspunkt der Benutzerfreundlichkeit gibt es buchstäblich keinen Vergleich. Laut Coglianese arbeiten bereits drei Leiter von Qualitätskontrollen mit dem Quantum Max und auch zwei Bediener wurden an dem Gerät geschult. Es ist die Benutzerfreundlichkeit, die auch Studenten ansprechen wird, die inzwischen zu Mitarbeitern geworden sind. Coglianese schätzt, dass er neu eingestellte Studenten in nur zwei Wochen mit dem Quantum Max vertraut machen kann, während ein umfassenderes Schulungsprogramm (in Kombination mit anderen Aufgaben) vier bis sechs Wochen dauern könnte. Aber dennoch stellen beide Möglichkeiten keinen nennenswerten Zeitaufwand dar.

„Es geht auch darum, das Selbstvertrauen zu stärken“, fügte er hinzu. „Manche Menschen brauchen länger, um Vertrauen in ihre Inspektionsfähigkeiten zu gewinnen.“

Zusätzlich zur Anwendung im Bereich Metall-Spinning verwendet Helander seine Scan-Arme auch für Reverse Engineering, insbesondere wenn eine Komponente an einer ihrer Maschinen ausfällt. Das Unternehmen scannt ein Teil und versucht dann festzustellen, welche ursprüngliche Größe und Form es hatte und ob man in der Lage ist, neue Teile herzustellen und diese zu ersetzen anstatt neue Komponenten zu bestellen. Coglianese schätzt, dass bei einer bestimmten Gelegenheit ein Bronzeteil im Wert von 50.000 US-Dollar mit Hilfe von Reverse Engineering im eigenen Haus hergestellt werden konnte.

Anhand dieser Daten aus der Ausbildung und der Produktionsstätte wird deutlich, dass das gesamte Helander-Team mit den Ergebnissen des FARO-Scan-Arms äußerst zufrieden ist. Auch wenn es unwahrscheinlich ist, dass die Messung mit Handwerkzeugen ihren völligen Niedergang erlebt, ist es ebenso offensichtlich, dass die 3D-Technologie schnell an Bedeutung gewinnt – insbesondere in Branchen mit engen Toleranzen wie der Luft- und Raumfahrt und der Verteidigung, wo junge Talente am meisten gebraucht werden.

Für Jugendliche im späten Teenageralter und Anfang 20, die die Qualifikationslücke in der Fertigung schließen und die neuesten 3D-Laser-Scanning-Technologien nutzen möchten, werden solche Nachrichten mit Sicherheit von „Lowkey“ zu „Highkey“, bevor sich irgendjemand anderes für diesen tollen zukünftigen Job bewerben kann.

Befürwortung
Bewusstseinsbildung
Ingenieurwesen und Design
Fertigung und Montage
Qualitätskontrolle & Inspektion (BP)
Produktdesign und -entwicklung
Fertigung und Montage
Qualitätskontrolle und Inspektion
Luftfahrt
Wehrtechnik
Anbieter von Messdienstleistungen
Metallverarbeitung, Bearbeitung und Montage
3D-Scanner
Software – Messtechnik und Qualitätskontrolle
8-Axis
Quantum
Fallstudie
Fertigung

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