Nhà sản xuất máy công cụ nhanh chóng đáp ứng nhu cầu của các nhà sản xuất thiết bị y tế quan trọng bằng máy công cụ 5 trục mới được trang bị công nghệ điều khiển phù hợp.
M5 (Minnesota Micro Molding, Machining & Manufacturing), có trụ sở bên ngoài Minneapolis, là một hãng máy có bốn người với khoảng 20 máy thực hiện gia công vi mô chuyên dụng. Quy mô sản xuất thường dưới 500 vì hãng này tạo mẫu các chi tiết nhỏ, cụm lắp ráp và đồ gá cho khách hàng với độ chính xác cực cao. M5 đã phát triển từ một hãng bán dụng cụ và khuôn thành một nguồn mạnh mẽ và đáng tin cậy với các chi tiết nhỏ (hầu như luôn nhỏ hơn kích thước của một bàn tay) cũng như gia công Micro và khuôn mẫu.
Kích thước sản phẩm tại M5 ngày càng nhỏ hơn, vì vậy hãng đã đầu tư vào máy công cụ Kern Micro Vario được trang bị bộ điều khiển Heidenhain TNC 640 để gia công micro 5 trục.
“Kích thước sản phẩm được yêu cầu tiếp tục nhỏ hơn theo thời gian, vì vậy chúng tôi tiếp tục đẩy mạnh nguồn lực của mình theo hướng đó và nhận được máy công cụ Kern Micro Vario được trang bị bộ điều khiển Heidenhain TNC 640 dành cho gia công micro 5 trục,” chủ sở hữu M5, Jon Baklund, giải thích . “Điều này không chỉ bổ sung vô số khả năng và năng lực mới mà còn mang lại những khách hàng mới. Trên thực tế, với nó, chúng tôi đã có thể đẩy xa hơn nữa các giới hạn về độ chính xác mà trước đây chúng tôi thậm chí chưa từng dự tính đạt được, đạt được dung sai và độ hoàn thiện bề mặt cao nhất và chặt chẽ nhất mà chúng tôi từng có. Và khi tôi nói về khả năng, tôi đang ám chỉ rằng những máy này là trung tâm gia công 5 trục linh hoạt hoàn toàn, với trục quay tốc độ cao lên tới 42.000 vòng/phút!”
M5
Vấn đề: Theo kịp những thách thức về gia công các chi tiết siêu nhỏ.
Giải pháp: Máy công cụ Kern Micro Vario được trang bị bộ điều khiển Heidenhain TNC 640.
Kết quả: Đã thêm các chức năng, năng lực và khách hàng mới; cải thiện độ chính xác và hoàn thiện bề mặt.
ÁP DỤNG ĐIỀU KHIỂN 5 TRỤC VÀO CÔNG VIỆC
Một ví dụ gần đây là một nhà sản xuất thiết bị y tế cần một khuôn vi lỏng cực kỳ chi tiết để giúp tạo ra vắc-xin thiết yếu và các liệu pháp điều trị bằng thuốc khác. Phần khuôn silicon này cần khoảng 30 kênh rộng 0,010 inch. Nhân viên của M5 đã phải gia công toàn bộ đáy khuôn bằng một dao phay ngón có đường kính 0,008 inch duy nhất để cố định trên một bề mặt phẳng gần như hoàn hảo không có bất kỳ bước hoặc mặt riêng lẻ nào trong đó.
Quá trình này mất 22 giờ để có được bề mặt chính xác đầu tiên đó bằng cách sử dụng công nghệ gia công năm trục. Sau khi hoàn thành, nó có thể được sử dụng để tạo ra các đĩa cho phép các loại thuốc/nguyên liệu dạng lỏng khác nhau đi vào các kênh và sau đó pha trộn để tạo ra các liệu pháp thuốc/vắc xin khác nhau.
Đối với dự án này, M5 đã tạo ra tám trong số các khuôn vi lỏng này với độ chính xác cao theo yêu cầu của khách hàng. Baklund cho biết thêm: “Việc có một chiếc máy như Kern Micro Vario với bộ điều khiển Heidenhain đã cho chúng tôi khả năng kiểm soát tuyệt vời đối với tốc độ tăng trưởng của cọc sợi, đặc biệt là khi 50 phần triệu có ý nghĩa quan trọng.
Việc mua lại máy công cụ năm trục đã cho phép M5 xử lý nhanh chóng nhiều công việc cần thiết cho các chi tiết của thiết bị y tế và tin đồn đã lan rộng. Nhiều công việc được thực hiện suốt ngày đêm bằng cách sử dụng trình quản lý máy tính từ xa của bộ điều khiển Heidenhain TNC 640 để làm việc vào ban đêm tại nhà, vì vậy bốn tháng sau khi khởi động máy công cụ, Kern/Heidenhain thứ hai đã được thêm vào hãng. Dấu chân nhỏ của nó cho phép thực hiện dễ dàng.
Một ví dụ khác gần đây về các chi tiết của thiết bị y tế được M5 hoàn thành nhanh chóng là công việc liên quan đến các chi tiết quan trọng cho thiết bị Inneurco một cò được sử dụng trong phẫu thuật não cho nạn nhân đột quỵ. Thiết bị nhỏ này được phát triển để nhanh chóng thâm nhập vào chỗ tắc nghẽn não, cắt và khâu chỉ trong một lần. Một lần nữa, M5 đã xử lý một cách thành thạo quá trình gia công vi mô/đúc/hàn nhiều bộ phận quan trọng. Baklund cho biết: “Bằng cách này, chúng tôi rất vui khi giúp khách hàng của mình đưa sản phẩm của họ ra thị trường nhanh hơn”.
Làm việc trong phạm vi micron, độ chính xác là điều quan trọng nhất đối với M5. Chi tiết này được đúc siêu nhỏ tại M5 có thể thực hiện được với sự trợ giúp của Kern với sự kiểm soát của Heidenhain.
M5 cũng chịu trách nhiệm đúc vi mô các thành phần mẫu nhỏ trên Desktop Micro Mold Flatform đã được cấp bằng sáng chế của mình cho một chi tiết Medtronics dành cho máy điều hòa nhịp tim nơi các dây dẫn nhỏ sẽ được chạy qua trước khi cấy ghép vào tim người. “Ở đây, các dây có kích thước 0,004 inch sẽ chạy qua tám lỗ có đường kính 0,005 inch và bàn tay con người không thể chạm vào các bộ phận để giữ cho nó vô trùng, vì vậy tầm quan trọng của tự động hóa cơ học này và nhu cầu đối với những máy có độ chính xác siêu cao này ,” Baklund nói.
“Khi bạn kết hợp độ chính xác của một cỗ máy như Kern Micro Vario với khả năng điều khiển của Heidenhain TNC 640, số lượng khả năng mới mở ra cho một công ty như công ty của chúng tôi gần như là vô tận.”
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VI KHUÔN ĐƯỢC TINH CHỈNH
Baklund cũng chỉ ra rằng không phải bất kỳ máy công cụ nào cũng có thể thực hiện loại công việc phức tạp này. Đó là bởi vì sự giãn nở nhiệt có thể gây ra các vấn đề gia công khi xử lý ở cấp vi mô. Tuy nhiên, các máy Kern có thể dễ dàng điều khiển và làm mát bằng chất lỏng trong suốt để loại bỏ điều đó.
“Trong nhiều năm, chúng tôi đã làm việc để hoàn thiện quy trình vi mô của mình. Đây là lý do tại sao cuối cùng chúng tôi đã thêm Kerns do Heidenhain kiểm soát. Họ hoàn thành công việc và không cần phải ở trong phòng được kiểm soát nhiệt độ.” Baklund nói. Máy Kern được cấu hình để bơm nước lạnh khắp cấu trúc, giúp nhiệt độ ổn định hơn so với môi trường bên ngoài.
Không có kinh nghiệm trước đó về gia công năm trục hoặc điều khiển Heidenhain, Alex Madsen, chủ sở hữu bộ phận M5, nhà sản xuất công cụ và nhà thiết kế chính, đã bắt đầu và vận hành sau một tuần rưỡi kể từ khi nhận được chiếc Micro Vario đầu tiên, thực hiện các thao tác rất phức tạp và đã hoàn thành công việc để đưa máy đi.
“Tôi thường xuyên sử dụng các dao phay ngón có đường kính 0,003 inch trên thép cứng bằng các máy này, thường tạo ra bề mặt hoàn thiện như gương. Ngoài ra, trục thứ năm giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ. Madsen cho biết việc có thể gia công đồng thời năm mặt của một bộ phận giúp loại bỏ việc phải cố định kẹp lần thứ hai.
M5 đã tinh chỉnh quy trình vi mô của mình bằng cách thêm các máy Kern do Heidenhain kiểm soát.
Toni Mangold, chủ tịch Kern precision, cho biết thêm rằng điều quan trọng đối với họ là phải có một bộ điều khiển có thể xử lý công nghệ tiên tiến mới nhất được tích hợp trong Micro Varios. “Chúng tôi tiêu chuẩn hóa các bộ điều khiển của Heidenhain vì công nghệ tích hợp ở mức cao cho phép máy móc của chúng tôi đạt được công suất tối đa và để người dùng thực hiện quá trình sản xuất tuyệt vời một cách nhanh chóng và dễ dàng. Những công nghệ độc đáo này được tích hợp trong máy này và người dùng không cần bằng tiến sĩ. để chạy nó. Bạn sử dụng các chu kỳ trên điều khiển và nó hoạt động!”
“Tôi cũng nhận thấy rằng màn hình chạy thử nghiệm mô phỏng Heidenhain TNC cực kỳ chính xác,” Madsen cho biết thêm. “Tôi thực hiện kết xuất đầy đủ phần của mình trên bộ điều khiển và đã có lúc nó hiển thị bước lệch nửa phần nghìn được tìm thấy trong mã G và bộ điều khiển Heidenhain hiển thị điều đó. Vì vậy, tôi có thể chứng minh điều đó trên bộ điều khiển trên những bộ phận nhỏ này, nơi tôi cần lớp hoàn thiện bề mặt siêu mịn và tôi tin tưởng vào những gì mình nhìn thấy. Và nó diễn ra như mong đợi.”
Một trong những tính năng điều khiển tùy chọn TNC yêu thích của Madsen là giám sát va chạm động. Baklund giải thích rằng họ để nó bật ở M5. “Điều đó đáng giá vì nếu bạn làm hỏng trục quay, chi phí có thể lên tới 60.000 đô la.”
Madsen giải thích rằng điều này rất quan trọng đối với anh ấy vì đôi khi anh ấy thực hiện năm hoặc sáu phần khác nhau mỗi ngày giữa hai máy chạy đồng thời, vì vậy anh ấy cần tin tưởng rằng mình có thể rời khỏi thiết lập này để xem thiết lập khác. “Điều này cho phép tôi làm việc hiệu quả và năng suất hơn. Tôi dựa vào giám sát va chạm mỗi ngày.”
M5 có nhiều điều để mong đợi trong những ngày, tháng và thậm chí nhiều năm tới. Baklund kết luận: “Khi bạn kết hợp độ chính xác của một cỗ máy như Kern Micro Vario với khả năng điều khiển của Heidenhain TNC 640, số lượng khả năng mới mở ra cho một công ty như công ty của chúng tôi là vô tận.
