Saat Penggilingan Putar CNC Tidak Berputar

B-sumbu turn-mill kedua MoManTech yang dibeli saat ini tidak melakukan pekerjaan pembubutan apa pun, menghasilkan berbagai komponen medis prismatik yang kompleks dari barstock. (Semua foto adalah milik MoManTech.)

Saya telah mengunjungi sejumlah bisnis permesinan yang sangat canggih yang berlokasi di antah berantah. Karena pembatasan perjalanan akibat virus corona, saya tidak sempat mengunjungi MoManTech — toko mesin presisi yang diprofilkan dalam cerita ini — yang terletak di Sheridan, Montana. Namun, "antah berantah" adalah persis bagaimana pemilik Kirt Johnston menggambarkan lokasi bisnisnya.

Butuh lompatan iman baginya dan keluarganya untuk sampai ke sana. Berasal dari Indiana, ia telah berkembang ke jajaran manajemen di sebuah produsen perangkat medis di Warsawa. Pada tahun 2003, pada usia 31 tahun, ia menyusun rencana untuk membeli perusahaan tersebut. Rencananya berubah begitu dia masuk rumah sakit karena stres terkait pekerjaan.

Kirt Johnston menarik taruhannya di Indiana untuk pindah keluarganya ke Montana, di mana dia membeli sebuah toko mesin kecil. Dia segera menambahkan 4.000 kaki persegi ruang lantai ke gedung serta beragam peralatan CNC yang lebih canggih.

Secara kebetulan, dia mengetahui tentang sebuah toko mesin kecil di kota Montana yang berpenduduk 700 orang yang dijual oleh seorang pemilik yang memiliki masalah kesehatannya sendiri dan ingin pensiun. Toko seluas 1.800 kaki persegi itu hanya memiliki beberapa pabrik lutut dan tiga mesin bubut. Tapi itu duduk di atas tanah seluas tiga hektar dengan pemandangan yang mematikan. Singkat cerita, dia membeli toko itu dan memindahkan keluarganya ke sana, meninggalkan keamanan pekerjaan yang ada untuk hal-hal yang tidak diketahui yang akan dihadirkan oleh pengalaman baru ini.

Dan ketika saya mengatakan dia memindahkan keluarganya ke sana , dia memang melakukannya. Selama beberapa tahun, istri dan mitra bisnisnya, Michelle, dan dua anak laki-laki — saat itu berusia 2 dan 5 tahun — tinggal di apartemen seluas 800 kaki persegi yang terhubung dengan toko.

Situasinya jauh berbeda sekarang. Setelah pindah ke sana pada Juli 2004, Johnston memperluas tokonya seluas 4.000 kaki persegi dan mulai menambah karyawan dan peralatan CNC yang lebih canggih, seperti pabrik, pusat pembubutan, mesin bubut tipe Swiss, unit EDM kawat, dan penggilingan sumbu B.

Turn-mill sumbu B pertama MoManTech, dibeli pada tahun 2012, memungkinkan toko untuk melakukan pekerjaan medis yang lebih kompleks. Yang kedua juga melakukannya. Yang terakhir adalah mesin turn-mill S42ATM QuickTech 9-sumbu dengan subspindle dari Absolute Machine Tools, yang dipasang Juli lalu. Mungkin yang paling menarik dari mesin ini, yang dapat melakukan pekerjaan pembubutan dan penggilingan, adalah bahwa mesin ini hanya digunakan untuk penggilingan. “Saya belum pernah memasang alat pemutar di dalamnya,” kata Johnston. Menggunakan mesin ini dengan cara ini telah memungkinkan toko untuk melakukan pergantian lebih cepat untuk 100 nomor suku cadang berbeda dalam dua keluarga suku cadang yang berjalan di seluruh mesin, sambil membiarkan opsi terbuka untuk pekerjaan prismatik tambahan yang dikerjakan dari barstock, jika pekerjaan itu muncul dengan sendirinya.

Tidak Ada Jalan Kembali

Bersertifikat ISO 13485, MoManTech mengkhususkan diri dalam perangkat bedah untuk aplikasi tulang belakang, trauma, sendi besar dan gigi serta implan. Berbagai kemampuannya memungkinkannya menjadi toko serba ada virtual untuk kebutuhan pelanggan medisnya. Selain kemampuan pemesinannya yang beragam, toko ini memiliki proses sekunder internal seperti etsa/penandaan laser, pembersihan ultrasonik, dan pasivasi sitrat. MoManTech juga memiliki printer 3D plastik dan logam yang digunakan terutama untuk membuat perlengkapan yang digunakan di toko (lihat bilah samping di bawah).

MoManTech menjalankan berbagai komponen untuk perangkat medis dan implan.

QuickTech S42ATM adalah pembelian peralatan modal terbarunya. Johnston menyebutkan harga dan ukuran yang ringkas sebagai alasan utama untuk memilih model ini. Namun, ia juga menghargai bahwa ia memiliki subspindle sumbu-C penuh daripada perangkat penjepit benda kerja untuk pengerjaan ulang. Gerakan subspindle tiga sumbu juga berkontribusi pada ukuran kecil alat berat, karena dapat bergerak dalam sumbu X di atas dan di bawah garis tengah bagian untuk memberikan akses yang lebih baik ke bagian tersebut kepada spindel penggilingan sumbu-B. Sumbu B memiliki motor 10.000 rpm, 3-hp, dan jangkauan kerja 190 ° (±95 ° dari vertikal).

Mesin ini memiliki kapasitas batang 30 mm. Alih-alih menggunakan pengumpan batang, penarik batang digunakan untuk membawa gergajian stok dengan panjang tiga kaki ke dalam zona kerja. Ini semakin mengurangi jumlah ruang lantai yang dibutuhkan mesin.

Daripada memiliki perangkat penjepit bagian untuk pengerjaan ulang , turn-mill ini memiliki subspindle sumbu-C penuh.

Baik spindel utama maupun subspindel memiliki motor penggerak langsung 6.000-rpm, 5-hp. Mereka disinkronkan untuk memungkinkan transfer bagian yang akurat untuk operasi backworking. Pengubah alat otomatis (ATC) memiliki 24 stasiun untuk menerima pemegang alat HSK-40T.

MoManTech saat ini menjalankan dua keluarga bagian di mesin ini. Salah satunya adalah keluarga implan titanium dan yang lainnya untuk perangkat medis stainless steel. Semua bagian memerlukan pemesinan lima sumbu (pemosisian, bukan kontur penuh) serta pengerjaan ulang. Ukuran batch yang umum berkisar dari 5 hingga 25. Memproduksi suku cadang prismatik dari batang batang silinder membuat penyetelan lebih mudah, dibandingkan dengan pabrik konvensional yang mungkin memerlukan pemasangan khusus.

Untuk meminimalkan ruang lantai, sumbu B ini turn-mill tidak memiliki pengumpan batang. Sebagai gantinya, batang kayu digergaji sepanjang 3 kaki dan ditarik ke dalam zona kerja.

Johnston memanfaatkan kapasitas ATC untuk menyimpan banyak alat standar yang digunakan untuk sebagian besar pekerjaan terpasang. Dengan begitu, tidak diperlukan sentuhan untuk alat yang biasa digunakan tersebut, sehingga mengurangi waktu pergantian ke pekerjaan baru. Pergantian biasanya hanya memerlukan sentuhan di akhir barstock untuk mengatur lokasi kerja dan alat baru apa pun yang ditambahkan untuk pekerjaan baru. Alat Mesin Absolut juga membuat makro khusus untuk memindahkan offset kerja dari spindel utama ke subspindel. Dengan begitu, sentuhan alat hanya diperlukan pada spindel utama.

Makro khusus mengaktifkan offset kerja dari spindel utama untuk diterapkan pada subspindle. Oleh karena itu, tool touch-off hanya diperlukan pada spindel utama.

Pemesinan bagian prismatik yang efektif dari batang batang membutuhkan pemikiran tentang bagaimana bagian balok akan "diorientasikan" dalam volume batang batang silinder. Johnston mencoba melakukan sebagian besar pemesinan di sisi spindel, meninggalkan fitur yang mudah digenggam oleh subspindel untuk pengerjaan ulang. Ini mungkin hanya membutuhkan pengerjaan kantong di rahang subspindle, bukan gripper khusus. Sebagian besar suku cadang dikerjakan dengan mesin lengkap dan suku cadang dikeluarkan dari supspindle ke perangkat pengumpul.

Lebih Banyak Pekerjaan di Cakrawala (Langit Besar)?

Ketika saya berbicara dengan Johnston pada awal Mei, dia mengatakan bisnisnya tidak terkena dampak negatif dari pandemi COVID-19. Anehnya, itu justru menawarkan kesempatan untuk menambah staf. Dia telah mempekerjakan orang - satu penuh waktu dan dua paruh waktu dari perguruan tinggi - yang kehilangan pekerjaan musim panas mereka. Plus, saat operasi elektif dilanjutkan, ada kemungkinan toko dapat melihat lebih banyak pekerjaan terkait dengan prosedur tersebut. Hal ini dapat menyebabkan pembelian alat berat tambahan di kemudian hari. Dan, siapa tahu, mungkin turn-mill baru itu akan menjalankan pekerjaan yang membutuhkan turn-mill.

Pencetakan 3D di Toko Mesin

Fitur plastik yang diperkuat fiberglass ini dicetak oleh MoManTech digunakan untuk menahan bagian mesin swarf lima sumbu.

MoManTech memiliki dua printer 3D dari Markforged, satu unit untuk mencetak plastik dan satu lagi untuk mencetak logam. Printer ini menggunakan proses fused-filament fabrication (FFF). Untuk pencetakan plastik, printer memanaskan bahan termoplastik mendekati titik lelehnya dan mengeluarkannya dari nosel. Nosel digerakkan dalam arah X dan Y pada pelat pembuatan untuk membuat bagian lapis demi lapis. Bahan dasar Onyx dari Markforged — nilon yang dicampur dengan serat karbon cincang — dikatakan 1,4x lebih kuat dari ABS. Plus, toko dapat menambahkan lapisan fiberglass, Kevlar atau serat karbon untuk mendapatkan sifat yang lebih kuat, tergantung pada aplikasinya. Dimungkinkan juga untuk menambahkan sisipan berulir logam. Untuk melakukan ini, pekerjaan cetak dihentikan pada waktu yang tepat, sisipan ditambahkan dan pencetakan berlanjut, merangkum sisipan ke dalam objek. Toko biasanya menggunakan printer ini untuk membuat perangkat plastik. Hampir semua perlengkapan yang digunakan pada mesin penandaan laser MoManTech dicetak 3D dari bahan Onyx.

Fitur cetak plastik ini untuk laser toko penanda menyertakan kunci untuk memastikan orientasi bagian yang tepat.

Unit Metal X digunakan untuk mencetak hard fixturing khusus dari baja tahan karat 17-4 untuk menahan bagian kompleks pada mesin penggilingan. Johnston mengatakan pencetakan hard fixturing sangat membantu karena dia tidak perlu memindahkan seseorang dari pusat permesinan produksi ke perlengkapan mesin. Fixture dapat dirancang dan kemudian dicetak (semalam jika perlu) sehingga dapat digunakan pada hari berikutnya. Dan, mengingat geometri kompleks dari beberapa bagian yang harus dipegang oleh fixture tersebut, pengerjaan mesin fixture dapat menjadi tantangan, jika bukan tidak mungkin, catat Johnston.

Printer ini menggunakan dua gulungan bahan:satu memiliki bubuk logam dan bahan pengikat di dalam bungkus plastik. Yang kedua adalah bubuk keramik yang dibungkus plastik. Gulungan diumpankan melalui blok pemanas, memanaskan plastik ke titik lelehnya dan mengumpankannya melalui nosel ekstrusi. Unit pertama-tama meletakkan lapisan bahan keramik, yang digunakan untuk pelepasan bagian dari lembaran cetak sekali pakai yang dipegang di tempat tidur unit dengan vakum. Bahan keramik juga digunakan untuk membuat struktur pendukung untuk logam, jika diperlukan. Setelah pencetakan menggunakan spool stainless selesai, bagian kemudian disinter, menggabungkan bubuk logam menjadi logam padat.