效率提升10倍！欧洲极大望远镜部件这样“智造”

在智利的一座山峰上，全球最大的望远镜正在建造中，其镜面直径达39米。虽然研究人员希望借此获得观察宇宙深处的独特视角，但位于慕尼黑的Jakob Behr公司却面临着一个非常现实的问题：如何在望远镜的部件上制作出高质量的槽。Ingersoll的新型铣刀解决了这个问题。

成品铝部件的背面形状非常像一把椅子。受到这种启发，公司老板Sebastian Behr毫不犹豫地坐在了这张“座椅”上。这个有趣的场景掩盖了部件前侧的精细设计，在制造过程中必须遵守严格的精度和表面质量要求。

Ingersoll技术顾问Michael Bum以及总经理Sebastian Behr

铝块原本并不是公司的典型部件。该公司最初从事传动装置和车床的生产，后来主要设计和制造冲床。生产规模越来越大，随着机床的变化，3000㎡厂房内的机器设备也发生了变化，如今大型机床占主导地位。

当这家慕尼黑公司逐渐停止生产自己的机床，完全专注于合同加工时，专注于大型零件是显而易见的。其客户主要来自机械和设备制造行业，该行业需要加工许多焊接结构。近年来，对铝的需求日益增长。需要加工的是大型圆盘、环形件和立方体零件。

望远镜的最高精度

Behr公司正在制造用于欧洲南方天文台 (ESO) 在智利阿塔卡马沙漠建造的极大望远镜 (ELT) 。该望远镜的镜面直径为39米。

Metis是一款多功能仪器，安装在ELT上后，将用于观测中红外波段的太空。它包括一个自适应光学传感器、一个高分辨率光谱仪和一个高对比度相机。目前的铝制部件正用于该仪器。

望远镜上的测量仪器也尺寸巨大，Behr加工的部件将成为多功能仪器Metis的核心部件

Behr公司花了大约两个半月的时间来加工这个尺寸为950×900×850mm的铝块。Sebastian对此非常满意，尤其是之前加工一个非常相似的部件花了四个多月的时间。“虽然这些部件无法直接进行比较，但我们的速度确实明显加快了，这确实是一个进步，”Sebastian高兴地说道。在他看来，这是非常必要的，因为总共需要为ELT制造20个要求非常相似的部件。如果所有零件都能按计划完成，那么Sebastian专门为这类加工新购置的哈默机床，仅此一项就足以让它满负荷运转一年半了。

Sebastian解释了为什么加工最初花了这么长时间：“为了达到所需的表面质量，我们只能用现有的刀具进行非常少的进给。这耗费了大量时间。” 制造商遇到的问题主要是部件上的许多槽，这些槽无法高效地制造。“我们无法直接深入加工，只能在每个槽里蹒跚前行，”Sebastian承认。他最终向Ingersoll的技术顾问Michael Bum寻求帮助。

一台哈默C 62 U MT机床将一块950×900×850mm的铝块加工成一个高精度部件，该部件部分结构非常精细，加工总共耗时两个半月

新产品线PrimoLine

Bum推荐了Ingersoll的两款新产品：粗加工刀具3729605 P3N2RM250A038L054R008W和精加工刀具3729341P3N2FM250A153R002C，它们都来自全新的PrimoLine产品线。

尽管这些刀具从未在类似部件上使用过，但鉴于Behr公司面临严重的加工问题，他们还是决定尝试一下。在慕尼黑进行的首次测试就取得了成功。最重要的是，新刀具能够直接进入槽深处，这完全符合他们的期望。“这些刀具的特点，尤其是精加工刀具，是我们能够一次达到150mm的最大深度，且超差仅为0.1mm，”Bum解释道，“即使刀具在角落处缠绕得更多一些，它仍然能够非常平稳地运行。”

深腔，薄壁

除了槽的深度之外，还有另一个挑战：槽彼此紧密相连，壁厚只有5.5mm。尽管悬伸长度很大，但粗加工仍然非常平稳。根据Ingersoll的建议，首先进行了预钻孔，以避免刀具在加工过程中发生摆动。这样，使用6×D工具即可达到700cm3/min的切削量。

以前加工一个槽需要一个多小时，现在只需几分钟就能完成。“通过将粗加工刀具和精加工刀具进行全新组合，我们取得了惊人的成果，”Sebastian高兴地说道，“我们的速度提高了10倍。”

材料要求最高工艺安全性

除了高表面质量和精度外，望远镜部件的生产还非常注重工艺安全性。不仅因为加工时间长，而且因为材料难以采购，因此不容许出现任何错误。虽然AlMgSi1锻造合金并非稀有材料，但将其用于测量仪器对纯度提出了特殊要求。为了避免影响后期的光谱分析，真空室中不得存在其他元素。

尽管目前已实现了此类部件的经济加工，但Behr公司与Ingersoll之间的合作仍将继续。Bum宣布，他希望继续调整一些细节，并结合Haiger技术中心的经验进一步优化加工工艺。Sebastian承认，最初与刀具专家的沟通不够充分。这位总经理表示：“今后，一旦发现问题，我会立即征求专家的意见。”