ZEISS O-SELECT:可实现完美精度测量

国际金属加工网 2018年01月24日

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位于德国Lochgau的Beichler + Grünenwald,所有东西都围绕塑料PTFE运转。该公司的工件具有令人惊讶的性能,但实现这些性质需要相当多的制造技术以及精确、快速且简单的质量检测。因此该公司信赖ZEISS O-SELECT数字测量仪。

每个中等规模的工业生产中最重要且精心维护的空间:展示室。公司在这里自豪地展示其产品,希望其能力让来访者留下深刻印象,并因此产生收入。位于德国西南部Lochgau的Beichler + Grünenwald也不例外。但任何进入这家公司展示室的人一开始都会目瞪口呆。你能看到塑料在这里加工,加工过程很透明。那些片状物和圆圈显然是垫片和垫圈。但其它东西看起来像是来自未来的实验室:你会发现一些类似放大的喷淋头或某种鲨鱼颌骨的奇特设计,它们用于各种不同的行业。

幸运的职业选择

Markus Woelky接受了塑料制造的专业培训。从学校毕业后决定职业方向时,Woelky对自己说:“毫无疑问是塑料行业。”他在Beichler + Grünenwald接受培训并一路干到管理岗位,2005年成为首席执行官,2006年成为经营合伙人。回望过去,Woelky很明显做了正确的职业选择。塑料仍然大有用途,因为现代文明离开塑料几乎无法想象。一种特殊的塑料PTFE(聚四氟乙烯)在他的生命中起到了决定性作用。PTFE于1938年由杜邦公司开发,以其品牌名字特氟隆而广为人知,用作不粘煎锅的涂层。即使在今天的新行业(包括汽车行业牙科行业)中,这种塑料的优异性能也仍在发挥用武之地。Beichler + Grünenwald的两位创始人从一开始就洞悉这种高性能塑料,而他们的决定为自己带来了好处。该公司从1977年的一家小作坊成长为一家拥有100名员工的工厂。

天然莲花效应

当你把一个PTFE组件拿到手上时,会立即发现这种塑料的几个特性。它超乎预期地重,手感极为光滑,符合你对特氟隆的预期。PTFE天然莲花效应的秘密在于它的分子极长且薄。这是聚合物化学中最长的分子,可阻止粘附,且无法用高腐蚀性酸溶解。这种塑料的适用温度范围是-200° C到280° C,不受极端条件的影响。

“但PTFE也是一种复杂的材料,” Markus Woelky补充说。例如:温度处于19° C到20° C(即室温)时,它会发生分子位移,导致体积变化。在这个温度下,PTFE会突然膨胀大约1%。例如:一个直径100毫米的密封件会突然变成直径101毫米。人手的温度足以超过这个温度。这种变化在大部分应用中是可接受的,但对于不熟悉这种特殊属性的客户,则需要进行解释。Beichler + Grunenwald的所有质量控制测量都在23° C的温度进行。如果客户在寒冷的冬天从室外拿进来一个部件,并立即放到测量机上,那就会有明显的误差。通常会快速找到原因(即PTFE特殊的热膨胀性质),但这需要Beichler + Grünenwald在进行质量控制时切实排除缺陷“如果客户的测量比我们更好,那我们就需要解释这些问题了,”Woelky说。

通过数字测量仪达到完美精度

毫无疑问,质量控制团队只有使用最优秀、最可靠的测量系统。这些测量系统放置在历史悠久的曾是铁钉工厂的砖砌建筑中,原来的工厂建立于19世纪,1974年倒闭。进入里面后看到的第一个设备就是一台ZEISS DuraMax,它正默默地测量一个工件。

它的旁边是一台白色的机器,也带着熟悉的蓝色标识:就是Markus Woelky感到无比自豪的ZEISS O-SELECT。拥有强大的光学系统的数字测量仪,能在几秒中之内捕捉工件的图像并测量这些工件。

于冰箱中收缩

Batinic进行了一项小实验,展示ZEISS O-SELECT的能力以及PTFE为何如此复杂的原因。他将刚刚检查的工件放入冰箱中几分钟,并再次测量。由于某些区域中塑料的温度低于19° C,因此结构发生改变。通常测量为117毫米的部件现在在几分钟之内收缩了0.5毫米。蔡司软件将错误显示在报告列表中,并使用不同的颜色标记进行警告,表示超过公差。Beichler + Grunenwald的这种巨大进步是通过ZEISS O-SELECT实现的,而且该系统具有令人咋舌的精度,操作直观且能进行超快的测量。“我能够像以前用游标卡尺一样测量这个部件,而且获得相同的结果,”Daniel Batinic说。“但那要花20分钟,而且我可能犯错。”过去生产部门只给质量控制部门送几件产品进行随机抽样检查,但现在他们检查的部件要多得多。“随着我们的测量频率增加,同时提高了整体质量水平,”Batinic补充到。

天然的合作伙伴

在Markus Woelky在Beichler + Grünenwald工作期间,已经试过了来自不同制造商的多种测量机。“但没有公司能够像蔡司这样容易合作,”他说。“蔡司并不只为销售产品,而是真正的合作伙伴。如果机器发生故障,客户服务人员会很快到达现场,并提供替代系统,以防万一。你甚至可以借ZEISS O-SELECT产品来试用。”

Woelky最想要的另一款ZEISS IMT的产品是全新的ZEISS O-SELECT,它配备专用照明,防止光线在塑料上反射。它还有一个可移动平台,能测量较大工件或同时能一次测量多个工件。但尽管这样,也没有足够的空间容纳来自Beichler + Grünenwald生产设施的所有工件。Lochgau生产过的最大PTFE部件是为一家发电厂所制造的密封圈,直径达十米。

Beichler + Grünenwald

该公司位于德国南部的Lochgau,主要开发和生产采用PTFE材料(聚四氟乙烯)的创新半成品、冲压产品、涂层和特殊形状,通常是小批量甚至单个产品生产。这些工件用于多个不同行业以及多种应用,如高电压工程中的绝缘体,微型芯片生产中的半导体晶圆基材,以及饮料行业中的泵涂层。在挤压机中挤压PTFE片材,成型管道和连杆等半成品。PTFE粉末放入橡胶模具中,自由成型,然后在高压箱中使用1000巴压力压制成型。1000巴相当于海洋表面下方十公里处的水压。然后在烘箱中对其加热,形成长链分子,并赋予塑料独特的属性。使用钻孔车床加工铣削等常规加工技术使工件获得其最终形状。

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