Geavanceerde vijf-asbewerking stuurt precieze medische productie aan

Begin 2020 breidde de kleine Minnesota-gebaseerde shop M5 zijn micromachining-mogelijkheden uit door een vijf-as Kern Micro Vario werktuigmachine aan te schaffen. Spoedig daarna kocht er een tweede.

Deze aankopen verplaatsten M5's nauwkeurigheids- en tolerantiegrenzen en maakten M5 een cruciale leverancier voor veel essentiële medische apparatuurbedrijven. Nu creëert de vier-persoons shop alles van micro-fluidica Vormen voor vaccins tot hersenchirurgie instrumentcomponenten tot micro-vormen van pacemaker-prototypestukken. "Twee van de beste investeringsbeslissingen die we ooit hebben gemaakt," verklaart eigenaar Jon Baklund.

Micromachining gereedschappen

De pacemaker-onderdelen vereisten acht 0,005" gaten, en sterilitetsvereisten betekenden dat de onderdelen niet door mensenhanden mochten worden aangeraakt. Baklund benadrukte het belang van mechanische automatisering en machinenauwkeurigheid om aan deze vereisten te voldoen.

Het halen van deze nauwkeurigheid was met name moeilijk omdat thermische uitrekking bewerkingsproblemen kan veroorzaken op deze micro-niveaus - maar de Kern werktuigmachine omzeilde deze zorgen door een configuratie die koud water door de structuur pompt om het temperatuurstabieler te maken dan de buitenomgeving. "Dit resulteert vaak in een enorme kostenbesparing voor fabrikanten, die geen giantische airconditioningsunits en meer hoeven aan te schaffen om hun ruimtes te stabiliseren," zegt Kern-president Toni Mangold.

M5 lead tool maker en ontwerper Alex Madsen noemt andere procesverbeteringen: "Ik gebruik regelmatig frezen van 0,003" diameter op geharde stalen met deze machines, vaak resulterend in oppervlakteafwerkingen als spiegels. Ook helpt de vijfde as met gereedschapslevensduur. In staat te zijn om vijf kanten van een onderdeel in één keer te bewerken elimineert het hoeven te spannen voor een tweede klemming."

Dynamische, toegankelijke besturingen

Ondanks geen eerdere ervaring met vijf-asbewerking of de Micro Vario's Heidenhain 640 TNC-besturing, voltooide Madsen taken binnen een week en een half vanaf het moment dat M5 zijn eerste Micro Vario ontving.

"Het eerste wat ik opviel over de Heidenhain-besturing was dat het een meer verbale taal gebruikt voor gereedschapswissels en zoiets," zegt Madsen. "Zelfs als ik handmatig enige G-code intik, biedt het programmeerscherm een beschrijving van wat het is en waar ik uit moet kijken. De gereedschapstabel is fijn, en de tastcycli zijn ook makkelijk te volgen."

De besturingen hebben ook een remote desktop manager, waardoor M5's werknemers op afstand kunnen werken en 's nachts jobs kunnen instellen. Tussen deze mogelijkheid en Madsens neiging om elk dag aan vijf of zes verschillende typen onderdelen te werken op twee machines die gelijktijdig draaien, vereist de shop nauwkeurig simulatiewerk. Met functies zoals optionele Dynamic Collision Monitoring, die helpt spindelcrashes te voorkomen, levert de besturing: "Ik doe eigenlijk een volledige rendering van mijn onderdeel op de besturing, en er zijn momenten geweest waarop het een half-duizendste stap afwijking toonde die in de G-code zat. Dus op deze echt kleine onderdelen waar ik super-fijne oppervlakteafwerkingen nodig heb, kan ik het op de besturing uitproberen en vertrouwen op wat ik zie."