實現(xiàn)自主進化的日本切削加工的工匠們(PART1)
面向即將到來的AI機床時代鍛煉想象力
利用5軸加工中心再現(xiàn)精巧的般若面具
株式會社正真鐵工所位于神戶市尖端技術型產業(yè)聚集地“神戶高科技園區(qū)”的一角,創(chuàng)業(yè)50年來一直專注于切削加工,積累了大量成果。由于創(chuàng)始人真島正一喜歡新事物等原因,大約20年前,該公司就領先于同行業(yè)其他公司率先引進了“5軸加工中心”,始終擁有最尖端的機床,一直追求高品質、高精度的零部件加工。目前,該公司經營的產品從火力發(fā)電裝置的燃氣輪機零部件到飛機和潛水艇的發(fā)動機零部件一應俱全。
從2010年前后開始,為了有效宣傳其高超的技術實力,該公司除了普通的訂單業(yè)務之外,還集中獨創(chuàng)了切削加工技術,持續(xù)創(chuàng)造了作品。以完全切削而成的不銹鋼平底杯和啤酒杯為開端,還制作了江戶切子風格的玻璃杯、紅酒杯以及日本的一種傳統(tǒng)工藝品——般若面具。尤其是般若面具,可以說是利用5軸加工中心制作這一公司技術的集大成作品。該公司社長真島昌伸說,“旅行時在土特產店看到木雕的般若面具時,就想試著通過5軸加工中心的切削加工再現(xiàn)這個工匠手工完成的精巧工藝”。制造時首先對180mm×180mm×300mm的鋁合金塊進行粗加工,然后利用整體立銑刀對般若的棱角、面部表情及皺紋等細節(jié)部分進行精加工,無需改變材料的夾持方式就能完成。“這種超精密加工光有高性能機床是無法完成的。我們有一個經營方針是‘充分發(fā)揮想象力制造!’。不僅如此,選擇最合適的工具、研究切削工序、自主改良夾具等,技術人員的豐富想象力也必不可少。5年10年后配備AI(人工智能)的機床應該會普及,我們制作這
類作品也是為了鍛煉AI所不具備的想象能力”。該公司憑借這款般若面具在5軸切削加工大賽“MACHINING EXPERTCONTEST”上當選日本十大代表企業(yè)之一,獲得了高度評價(主辦:德國漢諾威大學生產工程與機床研究所/技術合作伙伴:DMG森精機株式會社)。
株式會社正真鐵工所 代表董事 真島昌伸
與機床對話的工匠們
在最終產品向輕量化和小型化發(fā)展的現(xiàn)在,預計今后切削行業(yè)對超薄加工和超微細加工的需求也將日益高漲。真島社長介紹說,“在這類加工領域,即使是配備AI的機床,應該也無法那么容易進行切削。目前,本公司正在挑戰(zhàn)終極的薄型加工。那就是用鋁合金再現(xiàn)厚度只有0.2mm的紙飛機形狀。先將鋁板厚度削薄至0.2mm,然后用整體立銑刀對表面進行微細加工制作而成,工件的厚度變得這么薄之后,力度的增減只要稍微出一點錯,鋁板就會彎曲、折斷或者破損,因此必須非常謹慎而且盡量快速地進行切削”,制造部組長小南佑允介紹了身為匠人的執(zhí)念,“雖然在平時的工作中也一樣,但在微細加工中就更要做到一邊‘與機器對話’一邊加工,這一點至關重要。操作人員要用身體的一部分與機器
接觸,凝神培養(yǎng)感性,通過肌膚感受聲音和振動,并根據(jù)這種感覺,調整切削條件、夾具的形狀和夾法等”。
優(yōu)秀的工匠能在腦海中勾勒出產品完成之前的整個流程
“優(yōu)秀的工匠只要看到圖紙和簡單的草圖,就能領會設計者的意圖,在腦海中
勾勒出產品完成之前的整個加工流程,想出又快又完美的制造方法。我認為這應該是日本工匠的強項。并不會因為屬于自己的工作只到這部分為止,后面由別人來做就不多加思索,而是會隨時考慮整體的工序,并把其中自己負責的部分做到最好。實際上,這款鋁飛機我也只是用紙折出樣品就交給了小南,是他與現(xiàn)場的員工一起合作完成的。他是一位優(yōu)秀的工匠吧”,真島社長笑著說。對此小南組長回答說,“我的技術還遠遠不夠。我的理想是擁有像以前常駐本公司的合作公司的工匠那樣的技術。他能使用通用車床和一把自己研磨的車刀,從粗加工到精加工,在誰看都是用NC 機床完成的加工精度和切削速度進行加工。連完成之前的工序管理和品質檢查都是自己做。他的工匠技術絕對是無法模仿的,但精益求精的工匠精神有很多可以學習的地方”。
另外,真島社長肯定地表示,“工匠必須具備感性。這種感性是通過不懈的
努力培養(yǎng)的”。“本公司為了培養(yǎng)優(yōu)秀的工匠,會送新進公司的年輕員工焊接刀當
禮物。通過自己研磨焊接刀,用指尖確認刀頭的形狀,并親身感受通用車床手動進給的感覺,讓他們在年輕的時候就開始鍛煉感性”。
三菱綜合材料的切削工具適合加工難切削材料
該公司開始使用三菱綜合材料公司的工具是在MIRACLE涂層立銑刀上市的2000年前后。三菱綜合材料的數(shù)原介紹當時的情況說,“正真公司在那之前主要使用海外廠商的工具,我通過商社的人聽說他們正在尋找質量更好的工具,因此登門拜訪。正真很快便試用了三菱的工具,像鐵一樣鋒利地切削不銹鋼的情形令現(xiàn)場所有人都感到吃驚,從那以后就主要使用本公司的工具了”。真島社長評價三菱綜合材料的工具稱,“鋒利度好、壽命長、質量穩(wěn)定。尤其是切削難切削材料64鈦、55鈦、鎳、鉻鎳鐵合金以及燃氣輪機零部件使用的超耐熱合金時,沒有三菱簡直無法想象”。
像“傳教士”一樣努力提高中小企業(yè)的地位
真島社長說,隨著全球化時代的到來,對降低成本的要求越來越高,在這種情況下,輕易地主動降低價格以獲得工作的同行業(yè)公司不斷增加。“在我們行業(yè),已經成為常識的零部件加工費計算方法雖然大多都包含人工費和機床的費用,但不含工廠和事務所的租金、照明與煤氣等燃料費以及品質管理和交貨期管理產生的費用。本公司是在將這些必要費用全部計算在內的基礎上做報價的,其中也有一些認為我們的價格比其他競爭公司高的客戶。不過,在仔細說明費用計算的根據(jù)后,大多數(shù)情況下都能得到理解。希望我們能像‘傳教士’那樣,向同行和客戶普及包含本來就需要的經費在內的費用計算方法,從而提高中小企業(yè)在日本切削加工行業(yè)整體的地位。另外,今后我們也會繼續(xù)帶著好奇心挑戰(zhàn)新的加工,同時為日本機械加工產業(yè)的發(fā)展貢獻一己之力”。-
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