ความยืดหยุ่นและผลิตภาพด้วยเครื่องมือโซลิดคาร์ไบด์

ความยืดหยุ่นและผลิตภาพด้วยเครื่องมือโซลิดคาร์ไบด์

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  



ในช่วงระยะเวลา 6 ปีที่ผ่านมา Marco Schülken ได้ปรับเปลี่ยนรูปแบบบริษัทเครื่องมือใน Thuringian ใหม่อย่างสิ้นเชิง นับตั้งแต่ที่เขาเข้ารับตำแหน่งในปี 2015 ซึ่งมีพนักงานในบริษัทเพียง 30 คน แต่เขาสามารถดึงดูดลูกค้าในภาคส่วนต่างๆ และนำบริษัทเข้าสู่ตลาดใหม่ๆ รวมทั้งออกสู่ตลาดต่างประเทศด้วย โดยมีบริษัท Mapal เข้ามามีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต

Ralf Grübel Werkzeugbau เป็นชื่อบริษัทรุ่นก่อนที่จะเปลี่ยนชื่อภายหลัง เป็นบริษัทที่บริหารโดยเจ้าของรุ่นที่ 3 จาก Walterhausen ใน Thuringia ประเทศเยอรมนี โดย Marco Schülken เข้าครอบครองกิจการในฐานะทายาทผู้สืบทอด โดยเมื่อเข้ารับตำแหน่งได้มีการเปลี่ยนชื่อบริษัทใหม่เป็น Schülken Form ซึ่ง Marco Schülken มีแนวคิดในการรีแบรนด์ใหม่โดยนำนวัตกรรมใหม่ๆ เข้ามาประยุกต์ใช้ในบริษัทผลิตแม่พิมพ์ กิจการที่มีการสืบทอดกันมาอย่างยาวนานนี้

Guideways for the slide of the 64-compartment tool are cleanly finished with the Mapal Optimill-Hardened-Finish.(Source: Mapal)

ในอดีต Grübel ดำเนินกิจการโดยเน้นไปที่การจัดหาผลิตภัณฑ์ให้กับอุตสาหกรรมยานยนต์ถึงร้อยละ 90 แต่ Marco Schülken เข้ามาปรับเปลี่ยนให้บริษัทมีความสมดุลและกระจายเข้าไปในภาคส่วนต่างๆ มากขึ้น ส่งผลให้ปัจจุบันส่วนแบ่งในภาคยานยนต์เหลือเพียง 25 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ลูกค้าหลักกลับเปลี่ยนเป็นบริษัทในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีการแพทย์และบรรจุภัณฑ์แทน สำหรับอุตสาหกรรมทางการแพทย์ บริษัทมีจุดเด่นในด้านแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปสำหรับปิเปตและเข็มเจาะเลือด เข็มเจาะเป็นเครื่องมือช่วยสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานและในขณะนี้ถูกนำมาใช้ในตรวจโรคโควิด 19 เช่นกัน


Marco Schülken กล่าวว่า “บริษัทของเรามีปริมาณการผลิตสูงได้ในระยะเวลาอันสั้น” ด้วยแม่พิมพ์ความเร็วสูงแบบ 128 cavity ซึ่งเป็นจุดสูงสุดของการผลิตแม่พิมพ์ จนได้รับฉายาว่า ‘Toolmaker of the Year’ ในปี 2016,2018 และ 2020 ส่งผลให้บริษัทเพิ่มส่วนแบ่งการส่งออกเพิ่มขึ้นถึง 60 เปอร์เซ็นต์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา


Despite a wide variety of manufacturing requirements, Schülken Form strives to handle everything with a standardised tool list capped at 300 different types.Picture: Tobias Kromke/ Schülken Form

Put Everything to The Test

นอกเหนือการมุ่งเน้นไปที่ตลาดใหม่ๆแล้ว Schülken Form ยังมีการปรับโครงสร้างภายในบริษัทสำหรับในหลายด้านเช่นกัน “เราทำการตรวจสอบเครื่องจักรและกระบวนการผลิตใหม่ทั้งหมด ซี่งเป็นการลงทุนที่สูง แต่ก็เพื่อผลลัพธ์ที่ดีในอนาคต” โดยมีผู้จัดการฝ่ายผลิต Marcus Vogt เข้ามามีส่วนร่วมในการปรับโครงสร้างใหม่นี้ตั้งแต่เริ่มต้น และเขาก็ตั้งคำถามกับตัวเองอยู่เสมอว่า การเปลี่ยนแปลครั้งนี้จะส่งผลกับบริษัทอย่างไร มีการพัฒนาใหม่ๆอยู่เสมอในการกัดเซาะด้วยลวด (Wire eroding) หรือการกัดเซาะแบบไดซิงก์ (Die-sinking eroding) ซึ่งการกัดนั้นเป็นเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่เคลื่อนที่เร็วที่สุด Vogt เสริมว่า “คุณต้องค้นหาวิธีการในการเปลี่ยนแปลงเพื่อให้เกิดสิ่งที่ดีขึ้นและปรับปรุงสิ่งต่างๆ อยู่เสมอ”

บริษัท Grübel ให้ความสำคัญกับการมีเครื่องจักรที่มีคุณภาพ จึงได้เลือกใช้เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ของ Hermle สำหรับการกัดเท่านั้นตั้งแต่ต้นเรื่อยมา หากแต่เครื่องมือสุดคลาสิกนี้จะเป็นการประกอบสร้างด้วยช่างชำนาจเฉพาะ และดำเนินการติดตั้งโปรแกรมบนเครื่องด้วยตัวเองเช่นกัน ซึ่งอาจจะใช้ระยะเวลา Vogt จึงเห็นถึงปัญหานี้ ดังนั้น: “ก่อนที่เราจะจัดการกับเครื่องมือกัด เราได้มีการปรับปรุงห่วงโซ่กระบวนการทั้งหมด เราตั้งโปรแกรมเวิร์กสเตชันและเปลี่ยนกระบวนการผลิตทั้งหมดเป็นระบบใหม่” ให้พร้อมต่อการใช้งาน


With a hardness of 56 HRC and cross holes, the frame insert to be machined places very high demands on the deep hole drill.Picture: Schülken Form


Hard Milling adds Flexibility

ขั้นตอนต่อไปนี้เป็นการเข้าใกล้เทคโนโลยีจริง ด้วยคำถามที่ว่าชิ้นส่วนต่างๆ สามารถกลึงได้ดีที่สุดได้อย่างไร Vogt กล่าวว่า “วิธีการแบบคลาสสิกในการผลิตเครื่องมือก็คือ เริ่มด้วยกระบวนการกัด การชุบแข็ง และการเจียรในภายหลัง หรือ EDM แบบได-ซิงก์” เพื่อให้การผลิตมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ขึ้นอยู่กับปริมาณงานผลิต Schülken ได้เพิ่มกระบวนการ Hard Milling เข้าไปแม้ว่าชิ้นส่วนจะยังคงผลิตโดยใช้วิธีการดั้งเดิมใน Waltershausen แต่การเริ่มกระบวนการกัดทันทีหลังจากการชุบแข็งจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาอีกต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัตถุต้องเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว Marcus Vogt พิสูจน์ให้เห็นว่า “วันนี้ เรามาถึงจุดที่สามารถเลือกวิธีการตัดเฉือนได้มากขึ้น ตามปริมาณงาน ตามความต้องการแต่ละแบบได้”

ซึ่งนี่ไม่ใช่จุดสิ้นสุดของการพัฒนามาตรฐานการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแต่อย่างวด แต่ Schülken Form กำลังมองหาเครื่องมือกัดใหม่สำหรับการกัดหยาบอัตราป้อนสูง เป็นการกลับมาอีกครั้งของ Mapal ในภาคส่วนแบบพิมพ์ และผู้ลิตเครื่องมือที่มีความแม่นยำจาก Aalen มีเป้าหมายแบบเดียวกับ Schülken ่คือต้องการลดการพึ่งพาอุตสาหกรรมยานยนต์ด้วยการสำรวจในภาคส่วนอื่นๆ

Uwe Rein ผู้อำนวยการฝ่ายขาย Die & Mold ของ Mapal อธิบายว่าในอนาคต นอกจากภาคยานยนต์ เขายังมีความสนใจในภาคการบินและอวกาศ ภาคแม่พิมพ์ และเครื่องจักรกลทั่วไปอีกด้วย Rein กล่าวว่า “เราดำเนินการมาเป็นอย่างดีและเป็นระบบในภาคส่วนแม่พิมพ์” เป็นระยะเวลา 3 ปีที่บริษัทได้ดำเนินการเพื่อเข้าสู่ตลาด ตั้งแต่เดือนกันยายน 2020 อีกทั้งยังได้มีการพัฒนากลุ่มผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะสำหรับภาคส่วนนี้เช่นกัน ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือแค็ตตาล็อกของผลิตภัณฑ์ระดับสเปเชียลิสต์กว่า 6,500 รายการ

After initial tests for roughing a slide, Managing Director Marco Schülken and Manufacturing Manager Marcus Vogt inspect the tested Mapal Neomill-4-HighFeed-90 high-feed milling cutter.Picture: Mapal


Toolmaking in Transition


ความแตกต่างของอุตสาหกรรมยานยนต์ทำให้ Mapal ประสบความสำเร็จอย่างมากในหลายปีมานี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือแบบกำหนดเองสำหรับความต้องการในปริมาณมาก ความต้องการของเครื่องพิมพ์ซึ่งในตอนแรกอาจจะค่อนข้างแตกต่างกัน ในแต่ละชิ้น หรือแบทซ์จะมีขนาดเล็กเสมอ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีมาตรฐานเท่านั้น เพื่อให้บริษัทสามารถดำเนินการกับคำสั่งซื้อที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงได้เริ่มต้นขึ้นในการสร้างเครื่องมือแบบคลาสสิก และสิ่งนี้ก็แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในแบบฟอร์ม Schülken

Marcus Vogt สรุปว่า “แนวโน้มมุ่งสู่การผลิตเครื่องมือเชิงอุตสาหกรรม” “ในอดีต สิ่งที่เราสนใจทั้งหมดก็คือการปล่อยชิ้นส่วนที่ดีออกไป แต่ปัจจุบันเราต้องดูเรื่องของเวลาด้วย” การทำให้เป็นดิจิทัลและระบบอัตโนมัติยังเข้าไปในภาคส่วนของแม่พิมพ์ Vogt กำหนดเวลาการผลิตชิ้นส่วนทั้งหมดสำหรับแต่ละแผนกโดยระบุเวลาล่วงหน้า อาจไม่ใช่เสี้ยววินาที แต่ก็ยังเป็นนาที ความน่าเชื่อถือของกระบวนการมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในการบรรลุเป้าหมายตามเวลาที่กำหนด


ในปัจจุบันวัสดุที่ต้องกลึงมีความยากมากขึ้นเรื่อยๆ แม้แต่สแตนเลสสตีลที่มีปริมาณโครเมียม 13% ก็ยังกลายเป็นเรื่องปกติ ส่งผลให้เครื่องมือมีการสึกหรอเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และความเหนียวของโลหะผงใหม่ๆ เช่น Powder-metallurgical steels 8ก็มีความยากในการกลึงเช่นกัน อีกทั้งต้องให้ความสำคัญทั้งในเรื่องของความแม่นยำของขนาดและการตกแต่งพื้นผิวด้วย

With the Mapal deep hole drill, Schülken Form succeeds in drilling deep bores in hardened steel with cross bores.Picture: Mapal

Comparison delivers clear results


จากการทดสอบผ่านเครื่อง Optimill-3D-HF-Hardened ซึ่งเป็นเครื่องมือตัวแรกของ Mapal ด้วยรูปทรงหัวเลนส์ที่พิเศษ และหัวตัดที่มีอัตราการป้อนสูงทำมาจากโซลิดคาร์ไบด การเลือกใช้โซลิดคาร์ไบดไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับการกัดหยาบเท่านั้น แต่ยังเหมาะกับการเก็บผิวละเอียดที่มีความมันวาวสูงของระนาบที่มีความแข็งสูงถึง 68 HRC ซึ่งตรงกับความต้องการของ Marcus Vogt “เราไม่ต้องการเครื่องมือพิเศษใดๆในการตัดเฉือนแบบพิเศษนี้ แต่เราจะเลือกเครื่องมือที่สามารถจัดการงานได้หลากหลายงาน เป็นเหตุผลที่เราเลือกเครื่องมือประเภทโซลิดคาร์ไบด์ ที่สามารถรองรับงานการกัดหยาบ ทั้งแบบแข็งและแบบอ่อนได้ในเครื่องเดียว”

ผลลัพธ์ที่ได้จากหัวกัดโซลิดคาร์ไบด์อัตราป้อนสูงนั้นเป็นที่น่าพึ่งพอใจอย่างยิ่ง ส่งผลให้เครื่องมือกัดหยาบที่มีประสิทธิภาพสูงนี้เข้าไปอยู่ในลิสต์เครื่องมือมาตรฐานของ Schülken แทนรุ่นเก่าจากผู้ผลิตก่อนหน้า ผู้จัดการฝ่ายการผลิตมีการจำกัดชุดเครื่องมือไว้เพียงที่ 300 ประเภท ซึ่งมีความแตกต่างกัน และบอกว่าเพียงเท่านี้ก็สามารถตอบสนองความต้องการการใช้งานทั้งหมดได้แน่นอน โดยไม่ต้องการเครื่องมืออื่นที่ฟังก์ชั่นเหมือนกันอีก Vogt กล่าวว่า “จากนี้ไป เราจะไม่ใช้เครื่องมืออื่นใดนอกจากหัวกัดของ Mapal สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้อง”

ยังมีการใช้เครื่องมืออีกแบบของ Schülken ภายใต้การทดสอบเปรียบเทียบ ได้แก่ หัวกัดเก็บผิวละเอียด Optimill-Hardened-Finish ซึ่งสามารถเก็บผิวละเอียดได้ถึง 68 HRC ด้วยอัตราการขจัดวัสดุ 3xD ap ในการตัดครั้งเดียว Vogt อธิบายว่า “เมื่อพูดถึงการเก็บผิวละเอียดเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสูง 1.2083 หรือ finishing hardened high-alloy tool steel หัวกัดนี้ให้คุณสมบัติด้านพื้นผิวที่เหนือกว่าและอายุการใช้งานเครื่องมือที่ยาวนาน อีกทั้งยังมีช่องเก็บเล็ก ๆ (small pocket) ที่ถูกกัดให้พอดีกับเครื่องมือนี้” หลังจากหัวกัดโซลิดคาร์ไบด์ทั้งสองแบบ ตอนนี้ Schülken กำลังทดสอบหัวกัดอัตราป้อนสูงด้วยเม็ดมีดแบบถอดเปลี่ยนได้: Neomill-4-HiFeed-90 ของ Mapal ที่มีคมตัดที่สามารถตัดแบบ soft cut ได้





The final frontier has been crossed


สำหรับ Schülken ในการร่วมมือกับ Mapal นั้นได้มีการร่วมเข้าแก้ไขส่วนที่เคยมีปัญหาอย่างมากมาก่อน เช่น การเจาะรูลึกด้วยเหล็กชุบแข็งที่มีรูเจาะแบบกากบาท ด้วยเหตุนี้บริษัทจาก Thuringia บรรลุเป้าหมาย / crossing the final frontier ในการผลิตเม็ดมีดแบบแข็งอย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยขั้นตอนการตัดเฉือนที่มีการบันทึกไว้หลายขั้นตอน ส่งผลให้ Schülken สามารถลดเวลาการตัดเฉือนสำหรับเม็ดมีดแม่พิมพ์นี้เหลือเพียง 2 สัปดาห์เท่านั้น ซึ่งเครื่องมือเจาะนี้เป็นตัวอย่างที่ดีของการพัฒนาเครื่องมือที่ตอบสนองของความต้องการของลูกค้า จาก Mapal


ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. ทำให้ได้ความลึก 20xD และมีคุณสมบัติพิเศษบางประการ มีร่องคายเศษวัสดุจากการตัดรูปทรงพิเศษที่รองรับดอกสว่านจากการบิดตัว (The drill against twisting) และทำให้เครื่องมือมีความมั่นคงสูง ด้วยร่องฟันที่ทำให้เศษมีรูปทรงที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งช่วยในการขจัดเศษจากการตัดได้ ส่วนปลายปิรามิดรองรับพฤติกรรมการเจาะจุด (the spot drilling behaviour) หลังจากที่เจาะทะลุผ่าน เครื่องมือนี้รองรับตัวมันเองในช่องเจาะโดยใช้การลบมุมสี่มุมและเข้าควบคุมการไกด์เมื่อปลายอยู่ในรูตัดขวาง ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือปัจจุบันสว่านนี้ยังคงเป็นเครื่องมือที่ต้องมีการออกแบบโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม หากมีความต้องการมากขึ้น ในอนาคตอันใกล้ ผู้ผลิตเครื่องมืพิจารณานำเครื่องมือนี้เข้าไปในกลุ่มเครื่องมือมาตรฐาน

Availability of the tools makes all the difference


Schülken ต้องการศักยภาพมากกว่าเพียงแค่การตัดเฉือนเท่านั้น ตามที่ Vogt อธิบายว่า “ในการเลือกซัพพลายเออร์เครื่องมือ เราต้องการให้เครื่องมือพร้อมใช้งานทันที และหากมีปัญหาเกิดขึ้น เราต้องการผู้รู้ผู้เชี่ยวชาญในการแก้ไขได้ทันที” คนนี้ก็คือ Felix Wendler เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านผลิตภัณฑ์ ซึ่งรับผิดชอบงาน Die & Mold และประจำอยู่ที่ไซต์ Mapal ใน Meiningen เขามีความสำคัญที่จะอยู่ข้างเคียงลูกค้าในทุกเรื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทดสอบเครื่องมือใหม่: “ผมชอบที่จะได้ยินว่าเครื่องมือส่งเสียงอย่างไรระหว่างการตัดเฉือน ซึ่งสามารถอนุมานได้มากจากสิ่งนั้น จากการเห็นและสัมผัสพื้นผิว ผมสามารถบอกได้ว่าต้องเปลี่ยนแปลงอะไรเพื่อให้ทำงานได้ดีขึ้น”

แนวคิดด้านโลจิสติกส์ของ Mapal ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือมาตรฐานจะได้รับการเติมเต็มอย่างรวดเร็ว จากสินค้าประมาณ 6,500 รายการที่อยู่ในแค็ตตาล็อกสำหรับกลุ่มแม่พิมพ์ ซึ่งส่วนใหญ่จะมีพร้อมจำหน่ายตลอด 24 ชั่วโมง ที่พิเศษยิ่งกว่าคือสามารถจัดส่งได้ภายใน 5 วัน วิธีนี้สะดวกมากสำหรับ Schülken Form ซึ่งมีเวลาน้อยมากๆในการผลิตแม่พิมพ์ฉีดที่ซับซ้อน


อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/flexibility-and-productivity-with-solid-carbide-tools-gal-1114349/?p=5#gallerydetail

บทความที่เกี่ยวข้อง: