在数控塑料加工领域开辟新领域

虽然作为一个利基数控机床车间有优势，但也可能有独特的挑战。)塑料佛蒙特州的本宁顿就是一个很好的例子。

正如合同工厂的名字所暗示的那样，它只专注于加工工程塑料——包括热塑性塑料和热固性塑料——自彼得·布罗德森于1966年创建K&E以来一直如此。他的儿子埃里克现在是公司总裁。

因为没有太多的商店专门加工塑料，包括热固性塑料，如G7和G10填充磨料玻璃，与那些机器铝，钢和其他传统金属相比，竞争较少。然而，由于设备和工装供应商对塑料不熟悉，K&E有时不得不自行想出有效加工这些材料的策略。

我在2013年访问K＆E时学习了一些关于商店的第一个故事的挑战。需要灰尘收集。难以固定塑料的困难。加工玻璃填充热固性配有加工的工具问题。列表继续......

虽然我无法为这个故事进行身体重新审视K＆E，但我确实感谢重新介绍和听证了商店添加到加工塑料更具能力和有效的新技术和流程。这包括以不同方式查看工具和工作，并添加其第一瑞士型车床，以实现更紧致的公差和更快地生产由热塑性塑料如聚醚醚酮（PEEK）如前所述的热塑性塑料（PEEK）制成的复杂部件。该机器还使商店能够将以前的外包融入房屋。

新机会，新方法

最初，K&E专注于塑料零件的电气应用，考虑到材料的优良电气绝缘性能(见下文侧边栏)。27年前，布罗德森从父亲手中接管公司时，曾试图通过在医疗和航空航天行业发展非电气应用，使公司多元化。如今，中国也在新能源技术领域寻求机遇，如电动汽车、燃料电池和能源存储。该商店通过ISO 9001:2015认证，拥有国际武器贩运条例(ITAR)注册，并被认证为联合认证计划(JCP)的一部分，使其能够赢得秘密的国防工作。它还获得了历史上未充分利用商业区域(HUBZone)项目的认证，该项目帮助城市和农村社区的小企业获得联邦采购机会的优先准入。

该店30,000平方英尺的设施包括一系列数控路由器，vmc和车床-总共28台。其中大多数是哈斯自动化模型。该公司在2018年购买的瑞士型车床是津上S205型号(稍后详细介绍)。根据材料的不同，这些设备可以使用冷却剂来加工零件，或在冷风枪的协助下干燥，以冷却切割操作并帮助破碎芯片。

冷却剂有时用于非填充热塑性塑料。不能使用油基冷却剂，因为它们常常会降解塑料。相反，K&E使用水基冷却剂，如Master Fluid Solutions的Trim Microsol 585XT。据说，这是一种高润滑性、半合成的微乳液冷却剂，与上一代半合成材料相比，它提供了更长的污水坑寿命和更好的泡沫控制。

然而，许多热固性树脂是机械干燥的。这些材料通常填充玻璃或其他研磨材料，在机械加工时产生灰尘。有效的除尘是必要的，以保持清洁的工作环境和延长机床寿命。事实上，用于收集灰尘的管道系统是商店独特的外观。

管道被路由到每一件设备的工作区域，塑料零件的机器干燥。该工厂最近增加了第二个18000 cfm的除尘系统，这使得它可以增加多达12个加工中心来干燥机器零件。

热量是加工任何塑料时的大问题。当工具运行太快时，可以燃烧材料燃烧。此外，无需有效的芯片疏散，机加工材料可以重新焊接回工件。工具长笛几何形状在让碎片和远离工件的碎片中起着关键作用，如冷空气喷射。然而，根据树脂的粘合强度以及部件的加工方式，诸如G7和G10的热固性层压材料也容易受到分层。

这家商店最近开始使用切削工具Datron动力学．一个例子是直径6毫米，抛光，单槽硬质合金立铣刀。根据该公司的说法，多级磨削工艺可以为无毛刺加工提供锋利的抛光边缘，减少或消除手工加工零件的需要。

另一种是硬质合金立铣刀用非晶金刚石涂层制成的复合材料哈维的工具．据说这些是非常适合于粗加工和半纤维的复合材料，例如G10和FR4，因为削减纤维的优化几何形状，可有效地剪切纤维并缩短芯片以改善芯片去除。

此外，K&E现在使用枪钻英镑当需要重复生产精确，深孔和高质量表面光洁度。

该公司还开始对PowRgrip工具持有系统进行标准化Rego-Fix用于加工中心。原因是传统的刀柄系统导致了0.002英寸的跳动，对于具有非常紧的公差的零件特性来说，这是不可接受的。Broderson说:“现在我们的磨耗量为4 / 10，这让我们获得了更好的表面粗糙度和更少的刀具磨损，同时实现了必要的加工公差。”

该系统由精密的夹头式刀架和用于插入或移除夹头的台式液压机组成。夹头有一个浅的自锁锥度，用9吨的力压入刀柄。它也有一个方形的肩，当压入时与刀柄接触。这种积极的止动设计使内置螺丝能够精确设置工具长度。这些刀架具有高夹紧力和减振特性，总指示器跳动(TIR)≤3微米，长径比为3:1。Rego-Fix表示，这种工具持有系统还能够比收缩贴合系统更快、更安全地更换工具。组装一个新工具据说只需要不到10秒。Broderson说:“目前，我们的车间大约有800个这样的工具架，但我们还会继续增加。”

对于工件夹持，一些机器使用真空卡盘来加速转换，使工具能够访问零件的五面。类似的，K&E也开始使用普通的基板小鸡虎头钳。Broderson说，由于Chick虎钳提供了更好的定位可重复性和板安装在一个共同的位置，与商店简单地用螺栓将虎钳固定在机器台上相比，在安装过程中不需要探测。该店还保存和储存虎钳钳口，以供重复工作时使用。

为了最大限度地延长三个vmc的主轴正常运行时间，K&E增加了一个Midaco每一个托盘更换器。当新的材料被固定在机器外面的托盘上时，这使得每台机器可以继续运行一个作业。一旦一个工作完成，它的托盘穿梭出来，一个新的与下一个工作固定穿梭。

为什么添加瑞士类型?

Broderson表示，在几年前加入S205之前，K＆E一直在为螺旋机器厂提供工作，以便选择工作。随着时间的推移，外包工作的金额继续增加。此外，对其一些帮派工具车床施加的紧密作业有时比它更高，废除率或拒绝的拒绝率或拒绝。该商店确定了一种带签名导向衬套设计和多功能能力的瑞士型将提供必要的精度，并使商店能够在房屋内保持工作。

津上S205具有20mm的棒材直径和容量边缘技术民兵320 SE条给料机是通过购买的Tsugami / REM销售经销商，罗伯特莫里斯公司。公司客户经理John Ricardi表示，该设备包括一个1000 psi的冷却剂输送系统(主要用于芯片控制)，以及一个雾收集单元、芯片输送机、用于从子主轴接收长部件的特殊溜槽和可转换/夹盘转换能力。

也许这台机器最大的卖点是它被设计成与水基冷却剂一起运行，这样就不会像油基冷却剂那样降解塑料工件。里卡迪说，工具附件和主轴的正气压可以防止冷却剂进入轴承，洗掉它们的润滑油。此外，水基润滑也用于棒材给料通道组。

瑞士型用于要求非常严格的公差的部件。Broderson说，在传统车床上运行塑料零件时，工具压力会导致锥体形成。瑞士型的签名导向衬套提供了支持在削减，以消除这一问题。此外，他说，这台机器的重复性能非常好。一旦一个过程被接通，就不再有切割、测量和重复的过程。此外，棒材馈线有能力运行12英尺长的棒材。K&E通常运行10英尺长的棒材，与传统的四英尺棒材进给机相比，这可以实现更长的无人看管加工。对于像PEEK这样的材料，它通常要求barstock地面为+0.002 " / -0 "。

也就是说，车间可以卸下导向套，并像普通卡盘车床那样操作机器，以与标准车床相同的加工方法运行工作。

Broderson说，最大的学习曲线之一是确定在不改变被加工部件尺寸的情况下，对大容量冷却泵使用多大的压力来清除芯片和淹没部件。如果压力过高，冷却液的流动会改变塑料零件的尺寸。车间还遇到一些杆料扭曲，因为机器的主轴加快速度如此之快。解决这个问题的办法是放慢速度。另一个挑战是学习零件上哪些特征可以被加工，以及什么时候这些特征应该被排序。

材料问题

布罗德森说，他的商店最近面临的一个总体挑战是塑料材料的可变性。尽管他试图从美国供应商那里采购，但其中一些供应商甚至销售海外生产的材料。“我们在订购时必须非常具体，”他说。

在一个例子中，车间为一项作业订购了FR4材料，并在加工过程中拨入了这批材料。然后，当作业返回时，它订购了另一批。然而，尽管第二批满足电气外壳相同的NEMA分类，但树脂和玻璃填料的变化足以使之前FR4批次使用的切割数据和工具与新批次不兼容。“在这样一种材料里装两个1比2已经够难的了，但批次之间的差异让难度更大。”