Toolcraft cần kiểm tra bộ lọc ráy tai cho máy trợ thính có kích thước chỉ khoảng 2mm. Để kiểm tra độ chính xác về hình học và kích thước của các bộ phận ép nhựa có kích thước nhỏ như vậy, Toolcraft phải cần đến vào máy chụp quét x-quang Tomoscope XS của Werth – và họ đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian so với công nghệ đo lường quang học.
Tomoscope XS có kích thước lý tưởng để sử dụng tại bộ phận ép nhựa của Toolcraft, để đảm bảo chất lượng của các bộ lọc vi mô.
Khởi điểm là một nhà cung cấp dịch vụ gia công vào năm 1989 chỉ có một máy phay, Toolcraft đã phát triển thành nhà cung cấp các giải pháp hoàn chỉnh cho các bộ phận chính xác cao cấp kể từ khi được thành lập. Công ty với 436 nhân viên – trong đó có 57 thực tập sinh bao quát toàn bộ chuỗi quy trình. “Sản xuất xuyên không gian” là cái mà Toolcraft coi là tiêu chuẩn sản xuất đã được phát triển trong nhiều năm, bao gồm các lĩnh vực gia công CNC, sản xuất bồi đắp, chế tạo khuôn và ép nhựa, cũng như rô-bốt và tự động hóa.
Ví dụ, Thomas Lender, Trưởng bộ phận Đúc khuôn, đã phát triển nên bộ phận hiệu suất cao kể từ khi gia nhập công ty vào năm 2008. Số lượng máy ép nhựa đã tăng từ 0 lên 30 và có thể chuyển đến một khu vực mới được xây dựng vào năm 2022. Đội ngũ gồm 55 người của ông quản lý nhiều dự án khác nhau. Lender nhấn mạnh “Việc hợp tác với các bộ phận khác đóng vai trò rất quan trọng đối với chúng tôi. Bởi vì chúng tôi được có lợi thế nhờ vị trí địa lý và khả năng phản ứng nhanh, nhờ đó chúng tôi có khả năng cạnh tranh toàn cầu với công nghệ ép nhựa của mình tại Đức,”
Bộ phận của anh ấy quản lý rất chặt chẽ quy trình chế tạo khuôn mẫu, vì đây là một mảng quan trọng của công ty từ năm 2005. Vào thời điểm đó, Toolcraft đã tiếp quản Spalt Feinwerktechnik, một công ty chế tạo khuôn mẫu và công cụ nhỏ, trước đây thuộc công ty Trix Modelleisenbahn. Lender giải thích: “Bí quyết của chúng tôi đã giúp việc sản xuất các bộ phận nhỏ và rất nhỏ trở thành một thế mạnh trong phạm vi xây dựng khuôn và ép phun của chúng tôi cho đến ngày nay. “Chúng tôi thường làm việc cho các khách hàng từ lĩnh vực công nghệ y tế và đặc biệt là từ lĩnh vực âm thanh của máy trợ thính. Ví dụ, chúng tôi sản xuất nhiều loại vỏ máy trợ thính khác nhau bằng công nghệ 2 thành phần.”
Bộ lọc cerumen (ở đây là một mẫu) có đường kính 1,6 mm (dung sai ±0,02 mm). Đường viền phức tạp của nó với các núm và lỗ dẫn hướng đặt ra yêu cầu cao đối với công nghệ đo lường
Bộ lọc cerumen mà một nhà sản xuất máy trợ thính Thụy Sĩ phát triển cùng Toolcraft vào năm 2017 là một dự án đặc biệt thú vị. Cerumen là thuật ngữ y tế cho ráy tai. Để bảo vệ loa của máy trợ thính, được đưa vào ống tai bằng nút tai, khỏi bụi bẩn và cerumen, nó được trang bị một bộ lọc. Người cho vay: “Đây là lúc Sản xuất theo chiều ngang phát huy tác dụng của riêng mình. Chúng tôi đã hỗ trợ khách hàng của mình về thiết kế để việc sản xuất bộ lọc và vỏ có thể được tự động hóa và sử dụng công cụ. Chúng tôi đảm nhận việc thiết kế công cụ và xây dựng khuôn mẫu, tự động hóa toàn bộ quy trình lắp ráp và ép phun và hiện độc quyền cung cấp các sản phẩm đã hoàn thiện, được kiểm soát chất lượng cho khách hàng.”
Một dự án phát triển bộ lọc cerumen vô cùng thú vị đã được một nhà sản xuất máy trợ thính Thụy Sĩ cùng Toolcraft triển khai vào năm 2017. Cerumen là thuật ngữ y tế cho ráy tai. Để bảo vệ loa của máy trợ thính, được đưa vào ống tai bằng nút tai, khỏi bụi bẩn và cerumen, nó được trang bị một bộ lọc. Người cho vay: “Đây là lúc Sản xuất theo chiều ngang phát huy tác dụng của riêng mình. Chúng tôi đã hỗ trợ khách hàng của mình về thiết kế để việc sản xuất bộ lọc và vỏ có thể được tự động hóa và sử dụng công cụ. Chúng tôi đảm nhận việc thiết kế công cụ và xây dựng khuôn mẫu, tự động hóa toàn bộ quy trình lắp ráp và ép nhựa và hiện độc quyền cung cấp các sản phẩm đã hoàn thiện, được kiểm soát chất lượng cho khách hàng.”
Bộ lọc cerumen bằng nhựa có đường kính 1,6 mm và phải được bệnh nhân thay thế thường xuyên. Lender giải thích: “Để dễ dàng thay đổi, đối tác của chúng tôi đã phát triển cái gọi là Đĩa Cerushield, một hộp nhỏ hình đĩa chứa tám bộ lọc mới và một công cụ xóa tích hợp. “Đơn đặt hàng của chúng tôi bao gồm việc sản xuất hàng loạt cả bộ lọc và Đĩa Cerushield. Nó bao gồm đáy, trên và nhãn, chúng tôi cung cấp các bộ lọc đã được lắp ráp và trang bị hoàn chỉnh.”
Trong quá trình phát triển dự án, rõ ràng là thách thức lớn nhất nằm ở các bộ lọc. Ngoài việc xử lý các bộ phận nhỏ này theo quy trình đáng tin cậy, ưu tiên chính là đảm bảo chất lượng của chúng. Lender đã có sẵn một giải pháp ngay từ đầu: “Trong những năm trước, chúng tôi đã đùa giỡn với ý tưởng mua một máy đo tọa độ x-quang công nghiệp.” Bởi vì các tính năng cơ bản của công nghệ này mở ra rất nhiều khả năng, đặc biệt là trong lĩnh vực ép nhựa. Ví dụ, người cho vay đề cập đến phép đo không tiếp xúc – ngay cả với các bộ phận đàn hồi và trong suốt – cũng như ghi lại đầy đủ tất cả các dạng hình học, bao gồm cả cấu trúc bên trong. Một ưu điểm khác của chụp cắt lớp vi tính là các mục kiểm tra được đo chỉ ở một vị trí đo mà không cần thiết bị kẹp. Ngoài ra, các thiết bị CT hiện đại có khả năng ghi lại nhiều chiều trong thời gian ngắn và độ chính xác cao.
Thomas Lender (phải), Trưởng bộ phận Đúc khuôn, giải thích các kích thước thử nghiệm quan trọng nhất của bộ lọc sáp cho Giám đốc Kinh doanh Werth Detlef Ferger bằng cách sử dụng một mô hình.
Kết quả đo rõ ràng
Lender nói: “Tất nhiên, chúng tôi có thể đo các bộ lọc nhỏ về mặt quang học. Nhưng điều đó sẽ đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn,”. Vì vậy, những người chịu trách nhiệm đã thử nghiệm giải pháp từ các nhà sản xuất khác nhau, với các điều kiện theo yêu cầu, chẳng hạn như về độ phân giải và độ chính xác. Các thử nghiệm tiếp theo với một chốt trợ thính làm bằng nhựa gia cố sợi thủy tinh, một phôi rất giống với bộ lọc cerumen về kích thước, độ phức tạp và vật liệu.
Trong các thử nghiệm quét này, máy của Werth hoạt động tốt nhất với Tomoscope XS. “Kết quả rất rõ ràng,” Lender xác nhận. “Werth mang lại hiệu suất tốt nhất về kết quả quét, đánh giá, cũng như về tất cả các thông tin liên lạc và hỗ trợ. Ngoài ra, tỷ lệ hiệu suất/giá của Tomoscope XS cho đến nay là tốt nhất trong phạm vi hiệu suất và kích thước mà chúng tôi cần.”
Lender nhấn mạnh: “Đối với chúng tôi, điều quan trọng là chúng tôi có thể đo các bộ lọc nhỏ có đường kính 1,6 mm và dung sai ± 0,02 mm một cách nhanh chóng và có khả năng tái tạo, đồng thời chúng tôi có thể kiểm soát đường viền bằng các núm và lỗ dẫn hướng. Chúng tôi cũng đo các khoang bộ lọc ở dưới đáy của đĩa. Chúng có bộ phận gắn thêm để cố định bộ lọc.”
Đo kiểm nhanh với độ phân giải cao
Đối với những nhiệm vụ này, yếu tố cốt lõi của Tomoscope XS là một ống dẫn tia X với thiết kế đơn khối, đạt được tiêu điểm nhỏ ngay cả khi công suất ống cao. Điều này cho phép thực hiện các phép đo nhanh với độ phân giải cao. Ngoài ra, trục quay có đệm khí giúp giảm thiểu độ không đảm bảo của phép đo thông qua việc định vị phôi với độ chính xác cao. Một điểm mạnh khác: Nhờ quá trình tái tạo khối lượng phôi diễn ra trong thời gian thực song song với việc thu nhận hình ảnh, nên có thể thực hiện các phép đo nhanh theo quy trình.
Tất nhiên, khi mua thiết bị CT, những người chịu trách nhiệm về Toolcraft đã nghĩ đến các mục đích sử dụng khác trong tương lai – ví dụ như để đo lường hoặc phân tích mục tiêu/thực tế của các thành phần và vật liệu khác thông qua các chi tiết insert khuôn từ chế tạo công cụ. Về mặt này, họ cảm thấy quy trình khá thuận lợi với điện áp ống của Tomoscope XS là 160 kV. Điều này cho phép quét các phôi có chiều dài truyền lớn hơn và vật liệu đặc hơn.
Ngoài giá mua thấp, chi phí vận hành cũng là một yếu tố quan trọng đối với Lender. Về vấn đề này, Tomoscope XS có thể đáp ứng với thiết kế đơn khối của ống, máy phát và bộ tạo chân không, rút ngắn thời gian bảo trì và tăng tuổi thọ không giới hạn về mặt lý thuyết. Điều đó có nghĩa là thời gian dừng và chi phí vận hành được giảm thiểu.
Aleksander Miskic, Kỹ thuật viên đo lường Injection Molding, phụ trách chính Tomoscope XS. Tại đây, anh ấy bắt đầu đo lường một số bộ lọc cerumen.
Dễ dàng sử dụng với phần mềm đo lường
Máy đo Werth XS đã được đặt trong phòng đo có máy lạnh tại khu ép nhựa từ năm 2018. Nó được vận hành chủ yếu bởi kỹ thuật viên đo lường Aleksander Miskic. Anh ấy có những trải nghiệm tốt trong suốt quá trình giao hàng và chạy thử, và anh ấy chứng thực rằng Tomoscope XS và phần mềm đo lường Winwerth rất thân thiện với người dùng: “Chỉ sau 20 phút giới thiệu khi bắt đầu khóa đào tạo kéo dài ba ngày, tôi đã có thể thực hiện các phép đo đầu tiên.”
Ngoài ra, theo Miskic, các chuyên gia của Werth luôn ở bên cạnh anh với những hỗ trợ0 chuyên môn. Sự hỗ trợ này đặc biệt quan trọng ngay từ đầu để có được kết quả đo lường và đánh giá cho các bộ lọc cerumen. Với các bộ phận nhỏ làm bằng nhựa gia cố sợi thủy tinh, khó có thể nhìn thấy các đường viền của bộ lọc trong lần quét đầu tiên mà thay vào đó là các sợi thủy tinh bên trong. Sau một cuộc tư vấn ngắn, vấn đề đã được giải quyết và các bộ lọc có thể được đo với tất cả các chi tiết của chúng. Miskic: “Thiết bị này dễ vận hành và loại bỏ được nhiều lỗi. Nhưng cài đặt phù hợp cũng rất quan trọng đối với CT. Về vấn đề này, chúng tôi đã có thể hưởng lợi từ kinh nghiệm sâu rộng của Werth.”
Trong khi đó, chụp X-quang với Tomoscope XS đã thành công trong ép nhựa thủ công. Việc sản xuất bộ lọc cerumen và Đĩa Cerushield hoàn toàn tự động trên hai hệ thống. Để đảm bảo chất lượng, Miskic kiểm tra hai lô từ mỗi cơ sở hàng ngày. Trong trường hợp khuôn phun, mỗi khuôn có tám khoang, có tổng cộng 32 bộ lọc. Với thiết bị đo in 3D do anh tự phát triển, anh có thể quét tất cả các bộ lọc trong một quy trình. Sau đó, anh ta trực quan hóa các mẫu thử nghiệm và xác định các kích thước có liên quan. Kết luận của anh ấy: “CT thực sự tuyệt vời. Nếu tôi phải kiểm tra nhiều tính chất hình học như vậy bằng các phương pháp đo quang học, tôi sẽ mất nhiều thời gian hơn gấp nhiều lần.”
Lender cũng rất hài lòng: “Chúng tôi không chỉ sử dụng Tomoscope XS cho dự án bộ lọc mà còn tích hợp nó vào quá trình lấy mẫu ban đầu và sản xuất hàng loạt các sản phẩm khác. Việc sử dụng chụp cắt lớp vi tính cũng thuận lợi trong việc hiệu chỉnh công cụ. Vì các sai lệch hình học có thể được hiển thị và đo lường chính xác, chúng tôi tiết kiệm được một vài vòng lặp so với trước đây.”
Ông dự đoán một tương lai thành công cho công nghệ quét X-quang trong công nghiệp: “Quy trình này đang trở nên nhanh hơn và chính xác hơn, vì vậy việc sử dụng nó trong lĩnh vực linh kiện nhỏ sẽ mang lại hiệu quả rất nhanh. Và đừng quên: So với các phương pháp đo lường khác, ảnh hưởng của người vận hành đối với chụp cắt lớp vi tính là tương đối nhỏ.”