การสร้างสรรค์ cutting tool รุ่นใหม่: ตั้งแต่แนวคิดจนถึงแกนหมุน

เครื่องมือตัดหรือ cutting tools รุ่นใหม่ ๆ ถูกนำเข้าสู่ตลาดอย่างต่อเนื่อง แต่กระบวนการใดที่จำเป็นในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ตั้งแต่แนวความคิดไปจนถึงแกนหมุน? ฝ่ายจัดการและพัฒนาผลิตภัณฑ์ของ Dormer Pramet ษริษัทระดับโลกได้มาบอกเล่าถึงขั้นตอนการสร้างสรรค์เครื่องมือใหม่ ๆ ที่เกิดในขึ้นในแต่ละปี กว่าที่เครื่องมือเหล่านั้นจะออกสู่ตลาด

ในเดือนมกราคมปี 2015 Jan Bittner เข้าร่วม Dormer Pramet และเป็นส่วนหนึ่งของโครงการพัฒนาเครื่องมือกัดที่มีอัตราการป้อนชิ้นงานสูง (high-feed milling tools) เกือบสามปีต่อมา ได้มีการเปิดตัวเครื่องตัดแบบ SBN10 และเม็ดมีด BNGX แบบใหม่ในตลาดโลก เวลาที่ใช้ไปในการนำเสนอผลิตภัณฑ์ใหม่ คือตัวชี้วัดการลงทุนของผู้ผลิตในการสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ซึ่งจะเพิ่มมูลค่าให้กับลูกค้าเป็นระยะเวลาหลายปี

ที่ Dormer Pramet กระบวนการสร้างเครื่องมือใหม่เริ่มต้นจากแผนกการจัดการผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะเป็นผู้ระบุความต้องการของตลาดและช่องว่างในการคัดสรรล่าสุด โดยมี Karel Tiefenbach ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ แผนกหัวกัด (indexable milling) เป็นผู้จัดทำวัตถุประสงค์โดยสรุปและชัดเจนไว้สำหรับทีมพัฒนา

เป้าหมายของ Dormer Pramet คือการสร้างเครื่องมือหลากหลายประเภทสำหรับเครื่องตัดแบบ double-negative cutters ซึ่งทำให้อัตราการป้อนชิ้นงานเพื่อเพิ่มกำลังผลิตสูงขึ้น การออกแบบ double-sided insert หรือ เม็ดมีดสองด้านจึงมีความสำคัญมาก ทั้งนี้ ก็เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจสูงสุดและยังช่วยให้การควบคุมเศษตัด (chip control) มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นด้วยมุมลาดเอียง (ramping angle) ที่สูงขึ้น ในขณะเดียวกันเครื่องมือต้องมีกระบวนการทำงานที่ปลอดภัย (process security) และใช้งานได้หลากหลายสำหรับ mould and die operations ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่งานกัดหยาบ – Roughing ไปจนถึงงานกัดละเอียด – Finishing

Bittner เริ่มกระบวนการนี้กับ Jan Vlcek จากแผนกออกแบบผลิตภัณฑ์และข้อมูลของบริษัท ซึ่งรับผิดชอบด้านการพัฒนาเครื่องมือทุกด้าน รวมถึงการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการผลิตเครื่องมือคุณภาพสูงทุกชิ้น ทั้งการออกแบบผลิตภัณฑ์และการสนับสนุนการผลิต งานแรกของแผนกในการออกแบบเครื่องกัดที่มีอัตราป้อนงานสูง (high-feed milling tool) ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อ SBN10 คือการวิจัยว่า ผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่มีอยู่แล้วในตลาดจากคู่แข่งและ Dormer Pramet จะสร้างข้อแตกต่างได้อย่างไร ในขณะที่ยังต้องตอบสนองความต้องการของลูกค้า

แนวคิดการออกแบบ

Jan Bittner กล่าวว่า “เราเริ่มต้นจากการศึกษาและการออกแบบต้นแบบเบื้องต้น ซึ่งทำให้เราได้รับแนวคิดมากมายก่อนที่เราจะเริ่มผลิตตัวอย่างผลิตภัณฑ์ มีทั้งความยากลำบากและความท้าทายอยู่เสมอ แต่การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในขั้นตอนนี้ก็สามารถส่งผลกระทบอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในการสร้างตัวอย่างครั้งแรกครั้งหนึ่ง เราพบว่ามีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับสิทธิบัตรที่มีอยู่แล้วจากคู่แข่ง กับหลายๆ บริษัทที่สร้างเม็ดมีดแบบใหม่ ๆ อยู่ตลอดเวลา มันจึงเป็นตลาดที่แออัดมาก

“อย่างไรก็ตามเราได้ทำงานร่วมกับดีไซน์เนอร์ในการปรับเปลี่ยนแนวคิดของเราเพื่อให้เกิดเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ในขณะที่ยังคงปฏิบัติตามข้อสรุปเดิม ส่งผลให้เราติดต่อประสานงานกับเพื่อนร่วมงานในสวีเดนและอเมริกาเหนืออย่างใกล้ชิด เพื่อให้ความแน่ใจว่าการออกแบบของเราไม่ได้ละเมิดสิทธิบัตรใด ๆ เราได้หารือกับเพื่อนร่วมงานในเรื่องทรัพย์สินทางปัญญา (IP) ว่าเราจะสามารถออกแบบผลงานที่เป็นเอกลักษณ์ของเราได้อย่างไร และนั่นคือประสบการณ์ใหม่สำหรับผม ในแต่ละขั้นตอน เราหารือกันเรื่อง IP เกี่ยวกับการออกแบบและการเปลี่ยนแปลงแบบเพียงเล็กน้อยที่เกิดขึ้น เราจำเป็นต้องยืนยันว่า เราอยู่ภายใต้สิทธิบัตรที่รอดำเนินการในทุกๆ จุด และไม่มีความขัดแย้งกับบริษัทอื่น ๆ ที่ submitted แล้ว ในที่สุดเราก็ได้รับข้อตกลงเพื่อให้ดำเนินการต่อไป

การทดสอบในสถานที่จริงกับลูกค้า

“ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการในปี 2015 เรามีกำหนดการที่จะปฏิบัติตามและพุ่งเป้าไปที่การเปิดตัว BNGX inserts ภายในเดือนพฤศจิกายน 2017 เราได้รับแรงกดดันจากทีมฝ่ายขายของเราที่ต้องการมันเร็วกว่านั้น! จุดมุ่งหมายของเราคือ การทำให้กระบวนการคืบหน้าไปอย่างรวดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และเรายังรักษากำหนดการไว้ได้ ภายในไตรมาสที่สองของปี 2016 เราก็สามารถเริ่มขั้นตอนการทดสอบได้ ซึ่งรวมถึงการทดสอบในสถานที่ต่าง ๆ กับลูกค้าเนื่องจากวิธีนี้เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการตรวจสอบว่า ผลิตภัณฑ์มีประสิทธิภาพดีจริงๆ หรือไม่ อย่างไร

“การทดสอบที่เราทำกับลูกค้าในประเทศฝรั่งเศสเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปโลหะ titanium-bearing austenitic, โครเมียม-นิกเกิล และสแตนเลสสตีล ซึ่งล้วนแต่เป็นวัสดุที่ตัดได้ยากแถมยังเปลี่ยนรูปได้ง่าย จึงต้องใช้เครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูง สามารถป้อนชิ้นงานได้จำนวนมากที่อัตราความเร็วแกนหมุนต่ำ เราได้นำมันนำมาสู้กับเครื่องกัดอัตราการป้อนงานสูง (high-feed milling tool) ของคู่แข่ง ซึ่งมีคุณลักษณะใกล้เคียงกับ SBN10 ของเรา

“หลังจากการ machining ชิ้นส่วน 3 ชิ้น คมมีดของคู่แข่งมีการสึกกร่อนทำให้ผู้ประกอบการต้องเปลี่ยนใบมีดให้ผลิตต่อไปได้ ขณะที่การ machining ชิ้นส่วน 8 ชิ้นด้วยเครื่องตัด SBN10 และเม็ดมีด BNGX คมมีดมีการสึกหรอเพียงเล็กน้อย และยังคงอยู่ในสภาพดีพอที่จะตัดเฉือนต่อไปได้ นอกจากอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นแล้ว อัตราการตัดเฉือนโลหะยังสูงกว่า (คู่แข่ง) 20 เปอร์เซ็นต์ สร้างความพึงพอใจให้กับลูกค้าจนต้องสั่งซื้อครื่องตัดทันทีหนึ่งเครื่อง และสั่งซื้อล่วงหน้าอีก 7 เครื่องตั้งแต่ต้นปี 2018

“เราได้ทำการทดสอบกับลูกค้ากว่า 20 รายในฝรั่งเศส บราซิล โปแลนด์ จีน อิตาลี สาธารณรัฐเช็ก และเยอรมนี ทั้งหมดนี้ การทดสอบ 5 รายการไม่เป็นไปตามความคาดหวังของเรา ซึ่งนั่นทำให้เราต้องย้อนกลับไปดูสิ่งสำคัญที่จำเป็นต้องปรับปรุง นี่เป็นกระบวนการที่สำคัญมาก เพราะเป็นกระบวนการเดียวเท่านั้นที่ทำให้เกิดการปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ และลดข้อจำกัดต่าง ๆ ส่วนที่สำคัญก็คือ การตอบสนองได้อย่างรวดเร็วระหว่างขั้นตอนการทดสอบ เพราะความเร็วคือสิ่งสำคัญ ปัญหาทุกข้อจะต้องมีแก้ไข และการออกแบบเครื่องมือจะได้ต้องได้รับการปรับปรุงโดยเร็วที่สุด ก่อนที่จะนำกลับมาทำการทดสอบอีกครั้ง

“ในเดือนกรกฎาคมปี 2017 เรากลับไปยังเยอรมนี เพื่อกลับไปหาลูกค้าที่ผลการทดสอบไม่เป็นไปในทิศทางเดียวกับลูกค้ารายอื่นๆ การกลับไปที่ตำแหน่งเดิม ทำให้เราสามารถทดสอบการใช้งานในเงื่อนไขแบบเดิมเช่นเดียวกับการทดสอบครั้งก่อน นี่เป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบว่า การปรับปรุงผลงานของเราได้ผลหรือไม่ ผลก็คือการใช้งานเป็นไปได้ดีมาก ซึ่งเป็นการดีที่จะได้แสดงให้ลูกค้าเห็นชัด ๆ ว่า ผลงานรุ่นใหม่ได้กับการพัฒนาแล้ว!

การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ในตลาด

Dormer Pramet ได้เปิดตัวเม็ดมีด BNGX และเครื่องตัด SBN10 ในเดือนพฤศจิกายนปี 2017 เกือบสามปีหลังจากที่ได้มีการเตรียมพร้อมข้อสรุปสำหรับการออกแบบเบื้องต้น ในช่วงปี 2018 บริษัทได้ผลิตเม็ดมีด BNGX มากกว่า 30,000 ชิ้น ซึ่งประกอบไปด้วยขนาดที่แตกต่างกันและ chip breakers พร้อมกับเครื่องตัด 450 เครื่องในรูปแบบต่าง ๆ สามแบบ ได้แก่ end mills with threaded shank, end mills with parallel shank และ shell mills.

Bittner กล่าวเสริมว่า “การพัฒนาผลิตภัณฑ์ถือเป็นความพยายามอย่างยิ่งยวดของทีมงาน มีพนักงานหลายคนจากทั่วโลกมีส่วนร่วมในการสร้างสรรค์เครื่องมือตัดเฉือนใหม่ ๆ ตั้งแต่การจัดการและออกแบบผลิตภัณฑ์ ไปจนถึงทีมงานด้านเทคโนโลยีการผลิต การทดสอบ ไปจนถึงทีมงานฝ่ายขายและการตลาด

ไม่มีแผนกใดที่ไม่พึ่งพาซึ่งกันและกัน เราทุกคนเชื่อมต่อกัน การทำงานบนพื้นที่หนึ่งจะไม่สามารถประสบความสำเร็จได้เลย หากปราศจากการสนับสนุนจากส่วนที่เหลือ พวกเขาทั้งหมดต้องทำงานร่วมกันเพื่อนำผลิตภัณฑ์เข้าสู่ตลาด

“นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่สร้างขึ้นจะกลายเป็นงานในอนาคตสำหรับแผนกการผลิตของเรา แน่นอนว่าผลงานใหม่ของเราอาจจะถูกโฟกัสในวันนี้ จากสิ่งใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นในตอนนี้ แต่ก็ยังเป็นหน้าที่ของเรา ในการมองไปยังอนาคต และมองเห็นสิ่งที่จะมีความสำคัญในอีกห้าปีถึงสิบปีข้างหน้า”

About The Author