То, что доктор прописал для расширения бизнеса

Цех ЧПУ расширяет свой бизнес по изготовлению нестандартных деталей с помощью динамических траекторий фрезерования

При изготовлении безрецептурных и рецептурных мягких гелевых продуктов дозировка, заполняющая каждую гелевую капсулу, должна быть точной. Из этого следует, что система дозирования количества рецептуры требует такого же высокого уровня точности. Таково требование ведущих контрактных производителей пищевых и фармацевтических гелевых продуктов. Чтобы обеспечить точность и надежность своих насосов-дозаторов и производственного оборудования, они обращаются к компании Progressive Tool &Manufacturing Inc. (Гринсборо, Северная Каролина).

«Контрактные производители используют специальное оборудование, которое перекачивает лекарство с очень определенной скоростью», — сказал Райан Томпсон, инженер-конструктор Progressive Tool. «Очевидно, что важны точность и последовательность. Мы производим и восстанавливаем детали для медицинских насосов-дозаторов уже более десяти лет».

Компания Progressive Tool, основанная братьями Дэниелом и Ричардом Томпсонами, с 1984 года производит детали для специальных машин и измерительные приборы в центральной части Северной Каролины. В основном компания изготавливает детали на заказ — в среднем за 5–10 партий, а не серийную механическую обработку. Его клиенты варьируются от медицинской промышленности до оборонных подрядчиков, аэрокосмических компаний, проводящих испытания прототипов, и многих других. «Примерно раз или два в год мы делаем триста или четыреста штук для клиента», — сказал Райан. "Но в основном мы являемся магазином, который производит вещи, которые изготавливают, измеряют или собирают".

Сотрудники — опытные мастера

Progressive Tool отличается от обычных механических мастерских. Одна вещь, которая отличает ее, по словам основателя Ричарда «Дика» Томпсона (отца Райана), заключается в том, что все сотрудники компании являются опытными мастерами-инструменталистами. «Даже если они ученики, — сказал Дик, — они ученики инструментальщика. Каждый может принять участие от чертежа до изготовления».

По словам Дика, мастера-инструментальщики делают все — от настройки материала и придания формы деталям до запуска станков с ЧПУ, создания программ, самостоятельной настройки и изготовления собственных приспособлений. «У нас есть не только механизаторы или частичные загрузчики», — добавил он.

Компания поддерживает свое обучение по изготовлению инструментов и штампов, которое она делала в течение 30 лет. Все работники цеха либо прошли четырехгодичное обучение, либо сейчас проходят его.

Для изготовления специальных деталей компания использует четырехосевые фрезерные станки с ЧПУ, многоосевые токарные станки с ЧПУ, а также проволочные электроэрозионные станки с ЧПУ в сочетании с мощным программным обеспечением CAD/CAM, которое позволяет производителям инструментов создавать программы для станков, которые могут обеспечивать чрезвычайно жесткие допуски.

«Мы используем Mastercam [разработанную CNC Software Inc., Толланд, Коннектикут] для управления всеми нашими станками с ЧПУ», — сказал Дик. Назвав это «неотъемлемым звеном», он отметил, что производители инструментов в его компании не программируют станок. «Мы делаем все с помощью программного обеспечения».

Компания поддерживает репутацию одного из самых качественных магазинов в области нестандартных запчастей. Эта репутация зарабатывается, сказал Дик, тем, что точность не идет на компромисс. По его словам, большинство работ связано с деталями с очень жесткими допусками. В качестве примера Дик описал процесс, который Progressive Tool использовал для дозирующего насоса:«Мы шлифуем золотниковые клапаны плоско и параллельно до 0,0002″ [0,005 мм] на детали из закаленной нержавеющей стали размером 0,500″ × 2″ × 10″. [12,7 × 50,8 × 254 мм] для достижения размера 6 мкдюйм. [0,1524 мкм] отделка».

«Обычно мы начинаем с твердотельной модели. Мы переносим его в Mastercam, создаем траектории и используем исходную геометрию модели из модели для запуска наших траекторий», — сказал Дик. Хотя некоторые клиенты используют проволочные каркасы и проектные данные из 2D-чертежей, Progressive Tool предпочитает использовать твердотельные модели.

Переход на динамическое фрезерование

Progressive Tool использует Mastercam около 20 лет. В то же время, когда компания приобрела токарный станок с противошпинделем, осями C и Y и приводным инструментом, она обновилась до Mastercam 2017. С этим обновлением появились новые возможности траекторий, которые поразили производителей инструментов.

Динамическое фрезерование (или технология Dynamic Motion) использует запатентованные алгоритмы, запрограммированные в программном обеспечении, для автоматического обнаружения изменений в материале по мере прохождения инструмента. Инструмент остается в зацеплении с материалом, сводя к минимуму воздушную резку и позволяя машинам работать на полную мощность. Томпсон вспомнил, насколько осторожными были его ребята. «Наши производители инструментов видели демонстрацию технологии динамического фрезерования и отнеслись к ней скептически, — сказал Дик. Но когда они вернулись с обучения, проведенного Barefoot CNC (Моргантон, Северная Каролина), реселлера Mastercam, они никогда не оглядывались назад.

В то же время Дик отметил, что динамическое фрезерование подходит не для каждой детали и каждой работы. Однако при правильном применении и правильном режущем инструменте динамическое фрезерование «не только работает, но и потрясающе», — сказал он. Одна деталь, которую компания изготавливала из нержавеющей стали 304, на черновую и чистовую обработку которой раньше уходило около часа, теперь занимает 18 минут. «Это в три-четыре раза быстрее, чем наш старый способ», — сказал он.

Другая работа — резка пластика — выполняется со скоростью 200 дюймов в минуту (5 м/мин) со скоростью вращения 6000 об/мин. И, сообщил он, при резке алюминия и стали цех может работать со скоростью 50 дюймов в минуту (1,2 м/мин), в зависимости от глубины резания. «Обычно они пытаются пройти от глубины полного диаметра до 1,5 диаметра. Если это фреза размером ¾ дюйма [19,05 мм], нам будет удобно работать с любой глубиной от ¾ дюйма до 1 ¼ дюйма», — отметил Райан.

В последнее время производители инструментов продвигают некоторые машины. «Все как бы нажимают на это, чтобы увидеть, насколько быстрее мы можем двигаться», — сказал Райан.

Даже на повышенных скоростях он описал новообретенную способность мастерской выполнять черновую и чистовую обработку детали с помощью одного и того же инструмента как «разницу между днем ​​и ночью». Он сказал:«Вместо того, чтобы выполнять пропилы по глубине с помощью концевых фрез, где просто снимается дно от 0,050″ до 0,0100″ [от 1,27 до 0,254 мм], он сказал:«Мы делаем резы на полную глубину и поэтапные переходы с невероятной скоростью. Помимо увеличения скорости, мы фактически продлеваем срок службы инструмента. И это экономит нам кучу денег».

Больше заказов

Программное обеспечение вместе с новым производственным оборудованием открывает путь для увеличения количества рабочих мест и расширения бизнеса компании. «Даже когда мы делаем 10 и 20 деталей, экономия времени существенна», — сказал Райан. Райан отметил, что из-за возможных подач и скоростей Progressive Tool потребуется модернизировать некоторое старое оборудование. «Машины из 80-х уже не выдерживают», — сказал он.

Младший Томпсон продолжил перечислять другие разработки, возникшие в результате обновления программного обеспечения 2017 года. Токарный станок компании с противошпинделем и многоосевым активным приводным инструментом открыл много новых возможностей для бизнеса.

«С токарно-фрезерным станком у нас есть детали с дюжиной установов, которые мы теперь можем выполнять за один установ. Мы не только экономим время, но и теперь можем принимать больше — и разных — вакансий!»

Обновление программного обеспечения предоставило Progressive Tool с функцией Mastercam Verify Solid Model для проверки разреза/симуляции станка. Дик назвал это «огромной экономией времени» на каждой траектории, которую использует компания. «Я могу вспомнить несколько проектов, в которых, пока мы работали над этим с помощью Verify, мы могли сказать:«Нет, подождите! Мы не можем сделать это таким образом. Нам нужно ускользнуть и ударить его сзади, и мы можем эффективно воссоздать новые траектории».

Сегодня, опираясь на уверенность в сочетании нового оборудования и нового программного обеспечения, Progressive Tool берется за проекты со сложной геометрией и жесткими допусками, расширяя свою давнюю специализацию — изготовление деталей на заказ.

По словам Райана, преимущества динамического фрезерования в плане экономии времени позволили компании Progressive Tool получить больше заказов. «Будь то медицина, оборона, автомобилестроение или атомная энергетика, наши клиенты полагаются на то, что мы будем делать точные и честные предложения. Программное обеспечение даже помогло нам в этом».

По словам обоих Томпсонов, переход на Mastercam 2017 помог сократить время выполнения заказа, время производства и увеличить срок службы инструмента, помогая Progressive Tool достичь своих бизнес-целей, поддерживая свою репутацию в области нестандартных деталей.