Испытания на прочность. Как российская промышленность приобретает форму

Любой производитель на конкурентном рынке ставит перед собой две важные задачи: максимально снизить себестоимость выпускаемой продукции и увеличить прибыльность своего бизнеса, поддерживая качество производства на неизменно высоком уровне. Цифровизация производства сегодня позволяет обе эти задачи реализовать, поскольку процесс изготовления продукции становится полностью управляемым и прозрачным на всех этапах.

Так при строительстве комплексного контрактного производства Научно-производственного объединения СтарЛайн в Ленинградской области было решено использовать только автоматизированные и роботизированные линии ведущих мировых брендов. На предприятии было создано единое информационное пространство, в котором высокотехнологичное оборудование, аналитические и управленческие IT-системы постоянно обмениваются данными. Это позволило нарастить объемы выпускаемых изделий, поэтапно контролировать качество их производства, а также влиять на цепочку формирования их конечной стоимости.

Совсем недавно на инструментальном производстве НПО СтарЛайн была спроектирована и изготовлена пресс-форма для изделия «Зубчатые колеса». Заказчиком проекта выступил российский производитель высокоточного оборудования – СКБ ИС (Специальное конструкторское бюро измерительных систем). СКБ ИС занимается изготовлением и поставкой преобразователей угловых и линейных перемещений, которые являются главными рабочими органами в системах измерения и позиционирования.

Готовое изделие представляет собой комплект зубчатых колес, составляющих малогабаритный редуктор с высоким передаточным числом 32768. Такие зубчатые колеса имеют диаметры делительных окружностей в диапазоне от 2,6 мм до 12,8 мм и модуль 0,2. Но главная сложность – изделия должны быть выполнены с высокой точностью 0,01 мм (для сравнения, диаметр человеческого волоса – 0,07 мм).

Перед инженерами производства НПО СтарЛайн была поставлена интересная задача: разработать относительно недорогую и простую оснастку, позволяющую обеспечить требуемую точность изделий. Поставленную задачу петербургские специалисты решили, причем в кратчайшие сроки.

От идеи до готового продукта

Для изготовления деталей пресс-формы использовались высококачественные легированные стали. Уникальность производства НПО СтарЛайн заключается в том, что здесь изготавливают как простые, так и достаточно сложные пресс-формы, содержащие большое количество мелких элементов. А реализовать это позволяет высокотехнологичное оборудование, на котором можно обрабатывать практически любые виды материалов.

Контрактное производство НПО СтарЛайн во многом можно назвать уникальным для российского рынка. Оно работает по принципу «одного окна». Что это значит? Например, вам нужно произвести готовое изделие. Как это обычно происходит? За изготовлением электроники вы обратитесь в одну организацию, пластикового корпуса – в другую, провода и кабели приобретаете у третьего поставщика и упаковку для готового продукта – в отдельной организации. Затем изделие нужно собрать, протестировать. Если хотя бы у одного поставщика высокий уровень загрузки, ваш заказ может достаточно долго ожидать своей очереди. Следовательно, из-за одной детали выпуск целого изделия затягивается.

Производство, работающее по принципу «одного окна», подразумевает, что все этапы изготовления изделия – от идеи до готового продукта – осуществляются на одном предприятии. Координатор проекта прорабатывает весь заказ: редизайн печатной платы, подбор компонентов и полимерных материалов, изготовление прототипа, подготовка к серийному производству и само производство, а также разработка упаковки и сборка готовой продукции — все взаимодействие осуществляется через одного человека. Это значительно экономит время заказчика и снимает множество вопросов при разработке сложного многосоставного продукта. Комплексность производства и всех ему сопутствующих организационных процессов обеспечивает высокий уровень качества продукции, сокращает затраты на хранение и логистику.

Секрет качественной формы

При изготовлении пресс-формы изделия «Зубчатые колеса» существенную роль в сокращении сроков сыграло именно техническое оснащение производственного комплекса. Трех- и пятиосевые фрезерные станки Fehlmann, GF+ (Швейцария) и Niles Simmons (Германия), на которых осуществляется обработка пакета плит, изготовление формообразующих вставок, электродов из меди и графита по технологии мокрой обработки. На последней технологии мы остановимся более подробно. При традиционной сухой обработке, подразумевающей высокие температуры и интенсивные механические воздействия, медь может быть подвержена термическим остаточным деформациям, и готовые электроды получат недопустимые отклонения геометрии. Графит же при сухой обработке загрязняет рабочую зону станка, сокращает ресурс подвижных частей оборудования и обычно в итоге станок используется только для обработки графита. Мы использовали технологию мокрой обработки графита с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), благодаря которой поверхность электродов из меди имеет заданную точность, и оборудование остается всегда чистым. Это позволяет без затрат времени переходить на обработку любого другого типа материалов.

Прошивная электроэрозионная обработка изделий осуществлялась на электроэрозионных копировально-прошивных станках Mitsubishi EA12V (Япония). Как правило, здесь выполняются мелкие элементы сложного формообразования, а также структурирование различного типа видовых частей изделий.

В цехе изготовления пресс-форм НПО СтарЛайн есть еще одна интересная установка – робот EROWA Compact 80 (Швейцария) с двумя магазинами универсальных паллет, рассчитанных в общей сложности на 88 ячеек заготовок электродов и деталей. Эта система объединяет фрезерный пятиосевой станок Fehlmann 645 и электроэрозионный копировально-прошивной станок Mitsubishi EA12V в единую автоматизированную ячейку, способную в автономном режиме изготавливать электроды, фрезеровать формообразующие детали и выполнять на них электроэрозионные операции. При правильно организованной работе под руководством программы управления Job Management JMS 4.0 ML комплекс может работать в круглосуточном режиме.

Роботизированная загрузка заготовок и автоматический запуск программы обработки позволяют исключить необходимость постоянного присутствия оператора. Комплекс может функционировать в круглосуточном режиме. Что также позволило существенно уменьшить сроки и стоимость изготовления деталей.

Контроль деталей в процессе изготовления выполняется на координатно-измерительной машине (КИМ) типа Wenzel LH87 с опцией лазерного сканирования.

Руководитель цеха изготовления пресс-форм НПО СтарЛайн: «Мощности контрактного производства НПО СтарЛайн позволяют быстро, качественно и экономно изготовить даже сложную оснастку для литья пластмасс. В нашем распоряжении самое современное оборудование для фрезерования, электроэрозионной и токарной обработки, шлифования, лазерной сварки и наплавки от ведущих мировых брендов: Fehlmann, GF+ и Erowa (Швейцария), Niles Simmons, Ziersch, UNIMAX (Германия), Mitsubishi и Okamoto (Япония), Pegas (Чехия). Мы гарантируем 100% качество нашей продукции благодаря профессионализму сотрудников, производительному и высокоточному оборудованию, современному программному обеспечению, поэтапному контролю технических параметров деталей, а главное – искренней любви к своей профессии и нашему общему делу».

К делу с любовью

Жизненный цикл пресс-формы начинается еще на экране монитора. Конструктор по оснастке, заручившись исчерпывающей информацией о пластмассовом изделии, приступает к разработке его конструкции, опираясь на свой опыт, знания и возможности производства. По окончании разработки моделей пресс-формы и выполнения рабочих чертежей на авансцену выходят CAM-инженеры. Именно они создают технологию изготовления деталей пресс-формы и пишут управляющие программы для высокотехнологичных станков. Необходимость и целесообразность того или иного способа обработки – творческая задача для САМ-инженера. Именно силами опытных, обученных людей все эти механизмы работают и функционируют, в соответствии с высокими стандартами качества.

Большинство деталей пресс-формы подвергают термической обработке, чтобы придать материалу необходимую твердость. Абсолютно все плиты пакета и детали пресс-формы шлифуют. Это обеспечивает заданное в чертежах состояние поверхности и презентабельный внешний вид. После правильно примененного к конкретному случаю технического решения, твердость и шероховатость – ключевые показатели долговечности и стабильной работы пресс-формы. По окончании изготовления детали поступают на слесарно-сборочный участок. Сборка формы – завершающая операция в производственном процессе изготовления пресс-формы.

И вот, наконец, пресс-форма собрана и успешно прошла испытания в цехе литья пластмасс производства НПО СтарЛайн. Изделия запущены в серийное производство!

Силами опытных обученных людей все эти механизмы работают и функционируют, создавая новые изделия в соответствии с высокими стандартами качества. Да что рассказывать, если можно увидеть все эти процессы своими глазами? Еще одна уникальная особенность производства НПО СтарЛайн – его полная открытость. Побывать здесь, записавшись на экскурсию, может каждый желающий.