德國希登豪森(Hiddenhausen, Germany)的 Krallmann集團在壓鑄工具制造和塑料技術領域舉世聞名。同時,該企業(yè)在業(yè)界幾乎富有傳奇色彩。簡而言之:這家來自東威斯特法侖地區(qū)的企業(yè)幾乎無所不能。為了能在醫(yī)藥或牙科領域小型精密產品這一新興市場繼續(xù)保持自己的地位,最近這家來自德國希登豪森的獨立的工具制造企業(yè)從德馬吉位于Sauer的工廠投資引進了5軸高速加工中心 HSC 20 linear,該設備的(標準)主軸轉速可以達到每分鐘42,000轉。與此同時,Krallmann還訂購了托盤存儲系統(tǒng)PH 10-100,以便在夜間以及周末實現無人作業(yè)。除了加工出的輪廓和模槽可以達到異乎尋常的精度外,生產出的銅電極表面幾乎可以達到鏡面效果。除此以外,該設備還能晝夜不停地連續(xù)運轉,因此可大大提高產能。
“Molding The Future(塑造未來)”——對Krallmann集團及其400名員工而言,這一口號既是一種要求,同時也是一種鞭策。Krallmann集團旗下有多家獨立經營的公司,它們雖然分別負責不同的業(yè)務,但從Krallmann集團整體來看,則是一條圍繞塑料壓鑄的完整工藝流程鏈:首先是作為產品和工藝流程研發(fā)服務供應商的試驗工具制造;接下來是傳統(tǒng)的工具制造(該部分的業(yè)務同時也隸屬于位于沃爾夫曼豪森(Wolfmannshausen)的Tooltec工具和塑料技術有限公司)和塑料加工;最后還包括(曾多次申請專利的)產品研發(fā)。 Interbros有限公司就是一個很好的例子。該企業(yè)于去年開始同集團合作,大量生產所謂的高級 “OralCare”產品,以滿足全球市場的需求。
集團旗下各個公司間權威性和業(yè)績的控制及協(xié)調工作是由 Krallmann控股和管理有限公司負責的。此外,該公司還負責集團的財務以及調控各管理流程。這樣一來,集團的其他成員企業(yè)就可百分之百地專注于各自的業(yè)務流程,并不斷提高自身的競爭力。工具制造的核心權威是能制造出用于單部件或多部件壓鑄的高性能。
另外,工具的規(guī)格尺寸也必須齊全:從大小“適宜入口”直到重達五噸的工具。在這方面,5軸高速加工對于Krallmann工具制造有限公司而言早已不再陌生。10多年的應用使這家企業(yè)對該項技術了如指掌。在德馬吉眾多規(guī)格的設備中,這家位于德國希登豪森公司使用一臺最高轉速為每分鐘18,000轉的加工中心把硬度為HRC 62的金屬坯件加工成各式各樣的高精度金屬半成品,其中包括極為復雜的工件。這樣,他們就可省去電火花切割工序。對于這樣的硬質材料加工任務而言,首選設備包括5軸加工中心DMC 70V、DMU 50 eVolution或配備自動化單元Erowa Robot Heavy的立式精密加工中心DMC 105 V linear。
5軸同步加工領域的最佳性能
現在,“真正”的 HSC銑削也已在德國希登豪森的 Krallmann集團落地生根。相應的設備是由德馬吉出產的 5軸高速精密加工中心 HSC 20 linear,其主軸轉速可達每分鐘42,000轉。另外,為了滿足Krallmann在自動化方面的要求,同時與上述設備一齊交付的還包括托盤系統(tǒng) PH 10-100,不過,和原計劃不同的是,HSC 20 linear不用于硬加工,而是專用于小型銅電極的加工。一方面,這種銅電極的幾何形狀相當復雜;另一方面,要求的加工精度必須達到微米級。
緊湊的設計以及杰出的開放性
鑒于同德馬吉長期良好的(也是極為成功的)合作, Krallmann幾乎毫不猶豫地選定了德馬吉作為設備供應商。不過,公司總經理以及財務總監(jiān)米夏埃爾?施柏斯(Michael Spath)博士對此并不以為然:“在投資引進一套新設備前,人們當然也會看看別家的產品和報價。不過,客觀來說,一眼看去,沒有任何一家的產品和報價可與自動化的HSC 20 linear相提并論。而且自動化的HSC 20 linear也是一枝獨秀的”。他還強調說:“對于如此大規(guī)模的投資而言,我們不會照搬過去的經驗,而是完全從實際出發(fā)”。對施柏斯博士所表達的基本方針,作為企業(yè)集團高級領導以及技術總監(jiān)的萊納爾?克拉爾曼(Rainer Krallmann)在設計任務書中進行了具體的落實。對HSC 20 linear這一自動化整體系統(tǒng)緊湊的結構形式以及簡單的操作,尤其是作業(yè)空間的開放程度,他給予了肯定。在此基礎上,他制定了針對加工電極的技術要求。
企業(yè)集團領導層負責生產的齊格弗里德?海爾布羅克(Siegfried Heilbrock)補充道:“電極這種產品雖然很小,但正因如此,才要求具有完美的加工精度,空間加工時精度必須達到微米級。除此以外,還必須具有最出色的表面加工質量。加工精度和表面質量對于后續(xù)壓鑄工序的經濟性都是至關重要的。同時它們也是保證各成品質量始終優(yōu)良穩(wěn)定的關鍵所在。”
微米級高精度的線性傳動裝置
很多情況下,對寬度只有百分之幾的幾何件尺寸,我們也會要求一開始就能以可靠的工藝流程進行生產加工。為此,我們一方面在正確銑削方法上必須具有高度智能化的工藝流程,另一方面,必須選用一種生產手段,使其能在微米級誤差范圍內確保工藝流程的安全可靠。
我們還想知道的是,HSC 20 linear的直接傳動裝置在評估階段起到了多大的作用。答案其實很簡單。對直徑不到一毫米的精密部件而言,如果要達到微米級的加工精度,那么,動態(tài)性能也就不是最關鍵的因素。在德國希登豪森負責切削加工的主管迪克?瓦爾肯候斯特(Dirk Walkenhorst)這樣解釋道。
不過,同樣令他感到高興的是,他所負責領域內的一臺HSC 20 linear機器為所有的工作軸都配備了直接傳動裝置(無論是線性軸還是轉臺的轉動軸)。整體式設計的龍門結構配以直接傳動裝置,使HSC 20 linear即使是在5軸高速加工時也能體現極高的穩(wěn)定性、動態(tài)性能以及熱穩(wěn)定性。“對于我們在精度、輪廓準確性以及表面加工質量上的要求,這些都是不可或缺的。”瓦爾肯候斯特繼續(xù)解釋道。
用于夜間無人操作的托盤存儲系統(tǒng)
就差對自動化系統(tǒng)以及托盤存儲系統(tǒng)PH 10-100的看法了。讓我們來聽聽萊納爾?克拉爾曼對此是怎么說的。“即使是小批量甚至是單個部件,對我們而言,生產設備的自動化多年來始終是我們實現經濟性生產不可或缺的一環(huán)。”“例如,使用 HSC 20 linear加工銅電極的加工周期一般大約為 40分鐘到幾個小時。所以,只要能夠協(xié)調組織好,那么,員工就可在機器加工關鍵零部件的時間中,優(yōu)化工藝參數、裝填托盤庫以及將實際庫存同程序中的存儲進行比對統(tǒng)一。下班時,員工只需按一下按鈕,機器就將全自動運行。”