五轴加工重塑模具制造效率

自1989年以来，Bernd Krebs一直深度参与如今toolcraft AG战略方向制定与企业发展。大约五年前，这位公司创始人转任监事会主席，并伴随着公司改制为股份公司，将日常运营业务交由年轻且同样专业的管理团队负责。此后，toolcraft持续稳步增长，目前员工人数已接近500人。

公司的业务领域包括高精密切削加工、增材制造、机器人与自动化，以及注塑与模具制造。其中，模具制造部门位于德国Spalt，拥有约90名员工，主要为小型及超小型模具与注塑件提供整体解决方案。这些产品广泛应用于多个行业，包括医疗技术、航空航天、半导体工业、汽车工业以及专用设备制造。

Krebs认为，公司积极发展的关键因素之一，是企业内部高度重视激励与信任的文化。他坚信：“只有当工作氛围良好时，员工才能真正发挥全部潜力，并提出真正推动企业前进的创新想法。”

借助Kern Micro HD，toolcraft 能够制造出各种不同的工件

不仅是在经济环境困难时期依然保持稳定的数据表现，toolcraft企业内部的整体氛围同样印证了这一点。
toolcraft模具制造部门团队负责人Johannes Herzog也十分认可这里的工作环境。这位受过专业培训的模具机械师兼工业大师，尤其强调企业对于创新的开放态度：“Bernd Krebs和公司董事会始终愿意倾听关于现代技术投资的建议，只要这些技术能够推动我们继续向前发展。”

坐标磨削

长期关注Kern Micro HD

这种理念在2024年体现得尤为明显。当时，toolcraft在模具制造领域投资引进了高精度五轴加工中心Kern Micro HD。

这项投资并非仓促决定。实际上，toolcraft与Kern区域销售经理Barbara Bergmann之间，早在约十年前便已建立起长期交流关系。

自2019年Kern Micro HD推向市场以来，双方联系进一步加深。toolcraft团队多次前往德国Eschenlohe的Kern工厂参观考察。Herzog与团队在那里感受到的企业氛围，给他们留下了深刻印象：“那里的员工与我们一样充满积极性。人与人之间保持着尊重，也能明显感受到非常好的工作氛围。每次参观结束后，我们都带着非常积极的感受离开。”

在应用技术演示过程中，toolcraft很快意识到，这台高精度五轴加工中心正是其模具制造业务的最佳解决方案。

唯一曾令人稍有犹豫的是工件尺寸问题。Herzog表示：“如果我们能够装夹320×320mm的托盘，那就完全理想了。不过后来我们发现，紧凑型的Kern Micro HD实际上可以加工直径达350mm的单件工件，并且还能实现坐标磨削，这最终打消了我们的疑虑。”

狭小空间的创新解决方案

toolcraft于2024年3月正式作出投资决定，大约五个月后，Kern Micro HD正式投入运行。

由于Spalt工厂的模具制造区域空间有限，安装期间需要进行一系列调整。例如，原本应独立放置的主轴冷却单元，通过特殊设计被安装在带式过滤器上方。因此，即便包含自动化系统以及必要操作空间，整套设备最终仅需约2m2的占地面积。

对于Herzog而言，这只是双方优秀合作关系的一个缩影。他表示：“机床本身的技术优势是一方面，而Kern应用技术团队始终给予的大力支持，则让整体方案几乎无可匹敌。”

在toolcraft，Kern Micro HD约90%的加工任务是铣削与磨削。加工材料范围十分广泛，包括模具钢、不锈钢、钛合金、铜、高速钢HSS以及硬质合金。

全自动化的Kern Micro HD 能够轻松完成无人值守的周末班次

toolcraft对模具与型腔制造的要求极其严苛：表面粗糙度要求达到0.015μm，加工精度要求达到1.5μm。
而帮助其稳定实现这些指标的重要因素之一，便是可选配的磨削功能包。Herzog强调：“对我们来说，最重要的是精度。工件每减少一个微米误差，我们就能节省成本与加工周期。”特别是在液态硅胶模具这种容易产生毛刺的应用中，对顶针与型芯孔进行坐标磨削，可以实现磨损极低的珩磨效果。

显著缩短生产周期

Herzog认为，另一项巨大优势在于工艺流程优化。过去，一个零件往往需要经历6-7道工序，包括粗加工、热处理、磨削、铣削、线切割、电火花成型加工，以及大量人工修整。如今则减少了2-3道工序，Herzog高兴地表示：“例如，过去耗时极长的磨削工序，现在已经不再需要。”

现在，在完成粗加工与热处理后，零件只需2次装夹，即可在Kern Micro HD上完成全部加工，包括外形尺寸加工以及坐标磨削孔加工。线切割与电火花加工如今仅作为补充工艺，而人工返修也已成为例外情况。
他说：“这样一来，我们至少能够缩短一周的整体交付周期。”以一个滑块零件为例：磨削可减少约4小时，线切割再减少约4小时。

此外，编程时间明显下降，装夹时间也显著缩短。在产能高度饱和的生产环境中，这对于减少等待时间与释放设备能力具有非常明显的意义。

技术是核心关键

当被问及Kern Micro HD与其他五轴高精度加工中心相比的差异时，Herzog特别提到整机温控系统、主轴以及Kern的专利微间隙技术Mikrospalttechnologie。

Bergmann补充道：“我们的研发团队成功将这些单项创新完美结合在一起。”另一项优势，则是能够采用油介质进行铣削加工，尤其与磨削功能包结合时，可进一步提高工艺稳定性。

为了最大化设备利用率，toolcraft为Kern Micro HD配备了EROWA ERC-80自动化系统。该系统可容纳11个ITS50/72托盘以及48个ITS148托盘。连续运行超过150小时并不罕见，甚至可以实现接近无人值守的24/7全天候生产，包括整个周末。

对于员工而言，这意味着通常只需单班制运行。在当前技术工人紧缺的背景下，这一点对于吸引高素质人才而言，同样是不可忽视的重要优势。

本文译自德国Form und Werkzeug杂志
    作者：Peter Klingauf

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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