High precision tools_เครื่องมือความแม่นยำสูง

เครื่องมือที่มีความแม่นยำยิ่งขึ้น ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายลดลงอย่างไร?

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

ในปี 2018 แผนกการผลิตแม่พิมพ์ของบริษัท Procter & Gamble มีการปรับพอร์ตโฟลิโอของบริษัทใหม่อีกครั้ง ตามความต้องการแม่พิมพ์แบบหลายโพรงแบบ หรือ multicavity moulds สำหรับรูปทรงที่มีความแม่นยำสูงขนาดเล็ก และยังเปลี่ยนจากการใช้ทองแดงมาเป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์ ซึ่งได้มีการปรับเปลี่ยนมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2014 รวมทั้งการลงทุนในเครื่อง EDM แบบไดซิงก์ รุ่น Eagle G5 ของ OPS-Ingersoll ซึ่งเป็นไปตามเป้าหมายของบริษัทที่วางไว้แล้วในปัจจุบัน

The quality characteristics of the G5 Precision meet the requirements for high precision in multi-cavity moulds and high-quality surfaces.(Source: P&G)

การสร้างต้นแบบและเครื่องมือของบริษัท Procter & Gamble เน้นไปที่เครื่อง Shaver แบบแห้งและแบบเปียก รวมทั้งแปรง (Toothbrush) แบบแมนนวลและแบบอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อตอบสนองความต้องการคุณสมบัติ Interchangeability และความแม่นยำที่สูงขึ้นในตลาด ทำให้โรงงานที่ Kronberg สนใจในเครื่อง EDM แบบไดซิงก์ใหม่ตั้งแต่ปี 2018 รวมกับงานวิจัยบางตัวที่ชี้ว่า เครื่องนี้สามารถรองรับคุณสมบัติที่กล่าวมา ส่งผลให้บริษัท Procter & Gamble ตัดสินใจลงทุนในเครื่อง Eagle G5 Precision ของ OPS-Ingersoll ในที่สุด

Jürgen Mohr หัวหน้ากลุ่ม Innovative Prototype and Moulding Technologies (iPMT) มองว่า การตัดสินใจครั้งนี้เป็นการลงทุนเพื่ออนาคต “ในการผสานพื้นที่ของการสร้างต้นแบบและแม่พิมพ์เข้าด้วยกัน เราต้องการยกระดับพอร์ตโฟลิโอของบริษัท หลังจากการประเมินแบบสั้น ๆ เราพบว่า ไม่มีเครื่องจักรใดในตลาดที่สามารถเปรียบเทียบกันได้จริงๆ ในทางกลับกัน เราพบว่าคุณลักษณะด้านคุณภาพของ G5 Precision สามารถตอบสนองความต้องการของเราสำหรับความแม่นยำระดับสูงในแม่พิมพ์แบบหลายโพรงแบบและพื้นผิวคุณภาพสูงได้เป็นอย่างดี”

ส่วนประกอบที่มีความต้องการสูงนั้นมักมาพร้อมกับขนาดที่เหมาะสมด้วยเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบทำความสะอาดของแปรงต้องมีขนาดเล็กเท่าเม็ดพลาสติก ทั้งนี้ การใช้งานจะเป็นตัวกำหนดว่า การลงทุนในเครื่องจักรไฮเทคนี้มีความจำเป็นมากเพียงใด รวมถึงชิ้นส่วนการฉีดขึ้นรูป 3 ส่วนประกอบในแม่พิมพ์ 128 ช่องที่มีความคลาดเคลื่อนเพียง 5 µm ส่วนในเรื่องของอุปกรณ์คุณภาพสูง โซลูชันระบบอัตโนมัติที่เป็นนวัตกรรม กลยุทธ์ใหม่ๆ ในการสร้างต้นแบบและการสร้างแม่พิมพ์ทำให้บริษัท P&G ได้รับการยกย่องเป็นแบบอย่างในอุตสาหกรรมมานานหลายทศวรรษ ปัจจัยอื่นๆ ที่ทำให้การลงทุนในระบบอัตโนมัติ รวมถึง Eagle G5 Precision ไม่เคยมีมาก่อนหน้านี้ เพราะมันหมายถึงการเปลี่ยนแปลงกลยุทธ์ในการผลิตของพวกเขาด้วย ยิ่งไปกว่านั้นส่วนประกอบเหล่านี้เคยกัดด้วยต้นทุนสูง เนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางหัวกัดขนาดเล็ก จากหลากหลายปัจจัยข้างต้น การลงทุนในเครื่องจักร G5 Precision ก็ได้นำกระบวนการผลิตกลับไปสู่ EDM

P&G is in the end-to-end business. That’s why they use the G5 Precision as a stand-alone machine with pallet changer which provides more flexibility.(Source: P&G)

*EDM หรือ Electrical Discharge Machine นั้นหมายถึง เครื่องกัดเนื้อโลหะด้วยหลักการทำงานของกระแสไฟฟ้ามีความต่างศักย์สูง โดยการปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านวัสดุที่เป็นโลหะสองชิ้น ได้แก่ ชิ้นงานและอิเล็คโทรด จนทำให้เนื้อโลหะถูกกัดเซาะตามแบบ CAD ที่กำหนดไว้ในโปรแกรม จนได้รูปร่างชิ้นงานตามต้องการ


จากความน่าเชื่อถือของกระบวนการผลิตและข้อเท็จจริงที่ว่า ไม่มีความจำเป็นต้องเข้าไปแทรกแซงในกระบวนการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีการกัดเซาะ (Erosion technology) ได้อีกต่อไป ตอนนี้จึงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำน้อยกว่า +/- 100 มิลลิเมตรในกระบวนการอัตโนมัติได้อย่างเต็มที่ โดยมีตัวอย่างสาธิตให้เห็นได้ที่ Kronberg ตัวอย่างก็คือ แกนแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวจับยึด ~250 มม. ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือยระหว่างการกัด ก่อนหน้านี้จะต้องถูกขัดสีและกัดเซาะบางส่วนออกไปก่อน แต่ตอนนี้สามารถดำเนินการเสร็จได้ภายในขั้นตอนเดียวด้วย EDM G5 Precision

The total package – แพ็คเกจรวมสร้างโซลูชั่นใหม่

หลังจากการลงทุนใน G5 Precision ผู้ที่รับผิดชอบในโครงการนี้จะต้องหาวิธีการที่สามารถใช้งาน G5 Precision เข้ากับสายงานระบบอัตโนมัติที่มีอยู่ หรือจะใช้เป็นเครื่องจักรอัตโนมัติแบบสแตนด์อโลน หรือ Stand-alone machine ได้อย่างไร เนื่องจากบริษัทดำเนินกิจการแบบครบจบ end-to-end arena ตั้งแต่การสร้างต้นแบบ ก่อนการผลิต ไปจนถึงชุดแม่พิมพ์ จากปัจจัยเหล่านี้ จึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะเลือกใช้โซลูชันแบบสแตนด์อโลน ซึ่งมีคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น ด้วยระบบการจัดการแบบที่หลากหลาย (Multi Change) จาก OPS-Ingersoll อย่างไรก็ตามระบบการจัดการงาน หรือ Job Management System ที่ทำงานด้วยระบบสายอัตโนมัติเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบอัตโนมัติแบบสแตนด์อโลน ในโครงการนำร่อง OPS-Ingersoll และ P&G ได้ขยายระบบเพื่อใช้ EDM ภายในระบบการจัดการงาน

OPS-Ingersoll promises a quality of less than VDI 10 with the G5 Precision and the corresponding graphite grade. In Kronberg, VDI 10 is now achieved reliably in an automated process, with copper electrodes even VDI 1.(Picture: P&G)

Matthias Schmidt ผู้จัดการฝ่ายขายที่ OPS-Ingersoll ให้ความเห็นว่า “เรามีการเชื่อมโยงในการจัดการงานที่โดดเด่นไม่เหมือนใคร” เนื่องจากระบบจัดการงานของผู้ผลิตเครื่องกัดได้รับการออกแบบมาสำหรับการกัดโดยเฉพาะ เช่น มีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่ายและไม่มีฟังก์ชั่นการใช้งานเฉพาะสำหรับการกัดเซาะ สามารถเรียกตำแหน่งของชิ้นส่วนต่างๆ ได้ตลอดเวลา แม้ว่าจะอยู่ในหุ่นยนต์ที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบในแง่ของซอฟต์แวร์ (เช่น การวัด)” นอกจากการจัดการงาน ความแม่นยำสูงสุด และพื้นผิวคุณภาพสูงแล้ว ทั้งระบบยังสร้างมูลค่าเพิ่ม (Added value) อีกด้วย ทำให้ P&G สามารถนำเสนอโซลูชันแบบใหม่ก่อนใครในปัจจุบัน



ข้อเสียเปรียบของ OPS-Ingersoll ที่ไม่สามารถรับประกันคุณภาพได้ดีกว่า VDI 10 ด้วยเกรดกราไฟท์แบบเดียวกัน จากโรงงาน Kronberg มีการใช้ VDI 10 ที่สามารถใช้งานในกระบวนการอัตโนมัติได้เป็นอย่างดีเยี่ยม รวมถึงคุณสมบัติของพื้นผิวที่มีความละเอียดมากกว่า OPS-Ingersoll เช่น VDI 1 สามารถใช้ได้กับอิเล็กโทรดทองแดง! โครงของเครื่อง Shaver แบบสับเปลี่ยน สามารถสร้างส่วนประกอบที่มีการกัด กัดเซาะ ขัดเงา และตกแต่งด้วยพื้นผิวได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังเป็นผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมียม จึงมีการชุบพื้นผิวด้วยไฟฟ้าได้อีกเช่นกัน ถึงแม้ว่า G5 Precision สามารถสร้างผิวเรียบได้น้อยกว่า VDI 10 และมีข้อกำจัดการทำงานซ้ำ หากมองอีกมุมอาจนับได้ว่าเป็นข้อได้เปรียบที่เป็นประโยชน์อย่างมากได้เช่นกัน เมื่อเปรียบเทียบกับซัพพลายเออร์ภายนอกและศักยภาพภาพทางเศรษฐกิจที่กำหนดไว้ใหม่ เนื่องจากการทำงานซ้ำ หรือการตกแต่งเพิ่มเติมสามาร่ลดพื้นที่การใช้งาน (additional finishing could be completely eliminated in some areas) การสึกหรอของอิเล็กโทรดลดลงอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเทคโนโลยีหลายช่องแบบใหม่จากระบบการเขียนโปรแกรมเทคโนโลยี “Power Spark Editor” และรอบเวลาจะสั้นลงอย่างมากในบางกรณี จากเครื่องกำเนิด Eagle Power Spark แบบใหม่ นอกจากนี้ข้อมูลของ Jürgen Mohr ยังสนับสนุนด้วยเหตุผลเพิ่มเติมที่ว่าปริมาณงานสามารถควบคุมได้ง่ายขึ้นมาก เมื่อเทียบกับ VDI 10

The ribbing, including the lettering on this component, was originally planned as a laser engraving, but was produced on the G5 Precision due to the available technology.(Picture: P&G)

P&G โฟกัสเทคโนโลยีการขึ้นรูปและการสร้างต้นแบบที่เป็นนวัตกรรม

เครื่องใช้ไฟฟ้า Braun & Oral-B มีชื่อเสียงไปทั่วโลกในด้านการออกแบบที่โดดเด่น GIC (ศูนย์นวัตกรรมแห่งเยอรมนี) หรือ ศูนย์พัฒนาอุปกรณ์ ((Development Center for Devices) ที่ Kronberg Taunus มีทีมงานของ iPMT (innovative Prototyping & Molding Technologies) ประมาณ 70 คน ซึ่งมีความเข้าใจถึงแนวคิดและหลักการจากการวิจัยและพัฒนาในครั้งนี้ ประกอบไปด้วยผู้เชี่ยวชาญและผู้ที่มีความสามารถด้านเทคโนโลยีเข้าไว้ด้วยกัน เช่น การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ การสร้างแบบจำลองและการจำลอง การพัฒนากระบวนการ การพัฒนาและออกแบบแม่พิมพ์ วิศวกรรมแม่พิมพ์ และการสร้างต้นแบบและการผลิต รวมถึงการพัฒนา E2E จากต้นแบบไปจนถึงเครื่องมือในซีรีส์ สำหรับต้นแบบและส่วนประกอบที่ผลิตขึ้นภายใน สายการผลิตแบบอัตโนมัติทั้งหมดมีอยู่ในพื้นที่การผลิต ซึ่งจะมีการผลิตต้นแบบ แม่พิมพ์ทดสอบ และส่วนประกอบเครื่องมือปั้นสำหรับแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปตลอดจนอิเล็กโทรด และการบวนการผลิตอื่นๆ เพิ่มเติม

Jürgen Mohr กล่าวว่า “ทีมงานได้ทำงานร่วมกับ G5 Precision มาระยะหนึ่งแล้ว ยังคงเชื่อว่าสามารถพัฒนาเครื่องนี้ให้มีศักยภาพการใช้งานที่ดีขึ้นกว่าเดิม ยืนยันว่าเครื่องนี้ทำสามารถงานได้เร็วขึ้น และประหยัดมากขึ้น ไปพร้อมกับการพัฒนาและศึกษาาการใช้งานใหม่ๆจากทีมงาน”

หากไม่มีทีมงานที่มีความตั้งใจอย่างแน่วแน่ ผลลัพธ์ดังกล่าวคงไม่เกิดขึ้นได้อย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น Viktor Hert, CNC และผู้ควบคุมเครื่องจักรที่ iPMT ทุกภาคส่วนเติบโตไปพร้อมกับกระบวนการวิจัยในครั้งนี้ ส่วนประกอบแผนเดิมที่จะแกะสลักด้วยเลเซอร์ ผลิตโดยได้ด้วยเครื่อง G5 Precision นั้นเอง

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/high-precision-leads-to-new-fields-of-economical-applications-a-1099412/

บทความที่เกี่ยวข้อง: