成型机,IMS TRI标志和挤出机

如何将杯子、盖子和手柄的商品定制注塑模具改造成超精密模具、尖端计量和打破范式的验证程序的支持者,为医疗、航天、国防等最苛刻的客户,汽车工业是一个关于伟大想法和将其付诸实践的激情的故事。关于什么构成了一个公司文化,一个定制模具的业务是关于什么,以及什么可以使塑料制造成为一个“高贵的”职业的想法。

32岁的布雷特•威顿(Brett Wigton)拥有合成生物学和计算机科学两个硕士学位,在与他的交谈中,我们可以明显地看出Octex与标准的不同之处。他的头衔是首席科学家:“我负责Octex所有运营公司的应用科学、研究、IT和开发技术。”他还领导着公司的科技创新办公室,这是集团的先进开发部门和专业研究服务。“我在材料科学、生物工程和机械工程方面进行专业学习,并利用科学和技术并行解决医疗、航空航天和国防工业的复杂挑战。”有多少自定义制模师有这样的职位名称或职位描述?

有多少制模师对自己的工作有这样的态度?听Octex总裁约翰·w·霍斯金斯(John W. Hoskins)说:“质量是基础;这就是你。我们每年都有数以亿计的机会通过我们制造的部件和工具来影响别人的生活。我们扮演着高尚的角色——比如,当某人生病或正在接受心脏手术时,帮助他挽救生命。因为我们做了该做的事。我们每天都在努力保持这种感觉——这是我们品牌的关键。”

“我们得到了数亿升
每年都有机会存钱
或者改善某人的生活。”

重塑一个模具公司
Octex集团在萨拉索塔,佛罗里达州。这家公司于1990年以注塑成型起家,但如今它的业务远不止成型。它包括三个总收入低于5000万美元的业务:Octex注塑业务,模具制造商选择工具和模具,以及计量服务提供商Omnia科学

这一转变始于四五年前,当时Octex首席执行官吉姆•韦斯特曼(Jim Westman)在2009年收购了这家模具公司,而霍斯金斯在塑料注射成型、挤压和热成型方面有30年的经验。他“在塑料中长大”,在一家家族企业中长大,这家企业始于1918年,生产婴儿车遮阳篷,在20世纪50年代进入塑料行业。他在2000年出售了该业务,并在咨询和管理其他模具、模具制造和塑料材料公司担任高级职位。
霍基辛在2014年加入了Octex作为执行v.p.去年6月成为总统。他和威斯曼开始实施他们对如何更改公司的讨论,该计划主要是消费者和工业客户,以专注于医疗,航空航天和国防行业。但是,随着遗产品,“推动技术边缘,向市场推动市场,才能做出别人不能做或不会做的事情。”

仅仅四年后,Octex集团的业务占医疗/制药设备和一次性用品的75%,航空航天/国防的1-2%,消费/工业的23%。这次业务转型的结果是对公司的实体工厂和设备进行彻底检修,并注入了一种全新的文化。

在过去的五年中,Octex投入了众多升级和补充的超过1000万美元。它收购了一家20岁的摩尔制品,选择工具和Largo,FLA,并将其重新安置到15,000英尺2奥克特克斯在萨拉索塔10英亩土地上的前仓库。
奥克特克斯用最先进的设备对大楼进行了翻修,并对工装操作进行了升级(详情如下)。

此外,Octex公司还为Omnia Scientific公司购买了一台顶级CT扫描仪和其他精密的计量设备。Octex还在IT系统、ERP系统和一个中央超级计算机数据中心进行了重大投资。在过去的8个月里,主楼(7万英尺)进行了全面翻修2)新地板,LED照明,以及洁净室和白色房间的主要扩展。Hoskins说,“整个地方看起来像一个大型手术室”,注意到整个成型地区的新楼层。“

事实上,整个3万英尺2主楼的生产区域进行了清洁升级。前4000英尺28级洁净室已扩展到5000-6000英尺2(包括5台注塑机),而建筑的其他制造区域是8级白色房间。它们的空气质量是一样的,除了白房间区域没有HEPA过滤和正压。但是所有的区域都是在相同的FDA GMP标准下操作的。、防护服、帽子,以及将微粒数测量到5微米。该设备可以灵活地隔离和升级另外4000英尺2从白色房间到干净的房间。此外,如果需要,可以在白室区域的机器周围建立模块化的临时洁净室。

奥克特克斯还升级了其注塑机械库存,淘汰了一些用于模具杯等的旧压力机,并分阶段引进了新机器。目前的生产线包括25-35台注射机(人口仍在变化),15 - 400吨。在过去的一年里,有六台新印刷机上市——两台55吨恩格尔印刷机和四个KraussMaffei型号(65到200吨)的新CX系列,“所有的铃声和口哨,”霍斯金斯说,包括额外的阀门和开关和一个气体蓄能器。奥克特克斯还为恩格尔和KM机器购买了不同尺寸的额外注射桶。“这给了我们额外的灵活性。我们可以在45分钟内交换桶,”霍斯金斯解释道。

2015年,Octex又增加了一个Wittmann Battenfeld.MicroPower 15吨全电动微成型系统,是世界上为数不多的此类机器之一。它的注塑尺寸降至0.05克,可以模具零件小至0.0008克,具有微和“近纳米”功能。它是在0.02克范围内成型PEEK零件。整机为5级和6级洁净室,具有综合自动化和检测能力。微部件是Octex的一个新的业务方向,Hoskins预计该业务将会增长,尽管它需要在微工具功能方面进行额外的并行投资。

计划购买更多的机器,包括一台恩格尔双冲床,一台立式机器,以及超过500吨的更大尺寸。四台新的恩格尔和KM压力机将在34号发射中心安装(还有四台正在计划中)。34号发射中心是一个白色的房间,专门用于公司新的快速发射计划的演示设施,称为发射台(下文讨论)。霍斯金斯说,机器制造商将把这里作为演示区,向其他客户展示他们的最新机器。

其他升级即将推出,包括新的NovaTec Blenders和烘干机,以及弗里胶中央冷却系统。

Octex也在投资自动化。虽然大多数机器已经配备了笛卡儿机器人(一些可以重达80磅),一个新的单元将有两个六轴铰接式机器人,为两个并排的压力机提供激光标记、组装、测试和盒子部件。一个医疗单元已经投入使用,其中用于笛卡儿机器人的手臂末端工具(EOAT)价值高达10万美元。它的设计是在2.5秒内模出32个精密的医疗零件,并配有激光和光学传感器,用于检测好/坏的零件和模具保护。复杂的控制是必要的,以指导从多个角度拆卸一组零件。所述空腔沿凸曲线垂直排列,因此每一排与下一排呈一定角度。

机器人将零件放置在自制的多道槽设备中,实现空腔分离,进行质量控制。这取代了人工分拣,节省了30秒的周期和操作员的需要。“这就是精益对我们的意义——消除整个流程,”Wigton说。

“我们不思考
”——外框
没有盒子。“

文化是王
根据Wigton的说法,如果没有一种额外的成分,所有新的硬件和设施升级都将毫无用处。“文化是我们业务中最重要的部分,”他断言。

“我们的文化可以归结为三个词,”Hoskins解释道:

•“参与:总是质疑事物;要积极主动——不要等着客户来找你。

•“创新:抓住新的、新鲜的想法;拥抱新兴的尖端技术。

•“进化:拥抱新的伙伴关系,想象你想要的世界,并实现它。

“人们对文化的真正含义有很多误解。人们会说,‘我们的文化是持续改进的。’我们会说这是公司文化的副产品,而不是文化本身。”

大的野心
Hoskins宣称:“我们的目标是提供高精度、高汽蚀的终极工具。”Choice Tool正在一栋翻新的建筑中追求这一目标,该建筑有32英尺高的天花板,全新的LED照明,以及位于生产楼层上方的工程区域——“这样工程师们就可以时刻关注着事情,”Hoskins指出。

整个Octex集团约有100名员工,其中模具部门有15至20名员工。在集成Choice Tool操作之前,Octex的工具制造能力要小得多。新的最先进的设备被设计来吸引医疗和航空航天客户。其中包括霍斯金斯所说的“你能买到的最精确、最高速的五轴加工中心”,这是一种亚斯达系统,在所有轴上都能提供精度到千万分之一英寸的精度。

光是那台机器就超过50万美元。计划增加一个机器人装载机和一个三轴亚斯达系统。这将构成工厂的“硬铣削”部分(能够铣削淬硬钢)。在未来几年,霍斯金斯的目标是增加整个细胞的复制品。与此同时,一台新的电火花线切割机将很快到达(计划中的三到四台中的第一台);一台新的卧式铣床将取代几台旧的布里奇波特铣床。它将是自动化的,因此它可以装载两天的工作,并无人看管运行。工厂还有一台数控车床。Choice Tool公司拥有60% -70%的外部模具业务,只制造了Octex公司30%的模具。在竞争中脱颖而出的是,Choice Tool为Octex内部制作的产品提供了300万次的保修期(而通常的保修期是100万次)。 Choice Tool has experimented with 3D-printed plastic molds for prototyping. Octex has a Stratasys Objet 30 inkjet-style 3D printer, which it also uses to make robot EOAT, jigs, fixtures, and support structures. Octex is interested in using 3D printing to make plastic production parts, but this requires work on establishing parameters for certifying such parts, Wigton notes.

Choice Tool参与了旨在大大加快工具开发和鉴定过程的项目。这一努力的一个组成部分是历时三年多的“混合”工具制造过程的持续研发,该过程既包括增材制造、粉末金属的激光烧结,也包括高速加工到最终尺寸。已经用这种方法的不同变体构建了一些生产工具。

缩短工具开发的时间表更加重要的是Octex在Omnia Scientific的世界级计量设施实施。该操作的核心是蔡司Omnia主任托马斯·舒勒(Thomas Schuler)表示,这是一种x射线成像设备,“分辨率最高,速度极快”。这台机器的价格在50万美元到75万美元之间。Octex相信,它是第一个拥有这样一个系统(见16年4月处理器的Edge).

根据Schuler的说法,它可以在比常规CMMS更少的时间内提供50,000次测量值。除此之外,它可以无损地可视化内部几何形状,可以露出内部孔隙,焊接线和玻璃纤维分布和方向。不需要固定,可以测量整个组件,然后在动画视图中分离或“爆炸”。Schuler预计CT扫描仪将向Octex的新型微胶体业务增加价值。这是因为机器每次扫描寄存在每次扫描的200万个体素(3D像素),而不管该部分的大小,这转化为微部件上的更大分辨率。

舒勒补充说:“Omnia的不同之处在于,它是一家由塑料加工者经营的计量业务。任何人都可以报告测量结果,但他们不能告诉你为什么测量结果是这样的。”

他举了一个不平衡的32腔热流道系统的例子。Omnia能够测量所有32个部件,并将每个部件覆盖在CAD模型上,以确定偏差,然后将这些部件放置在模具的CAD图像上,以帮助理解流道系统需要如何平衡。

两个案例说明了CT扫描仪是如何帮助Octex进入医疗模具行业的。在一个案例中,可吸收外科植入物破裂,OEM花了三年时间试图找到根本原因,但没有成功。“有了CT扫描仪,我们在两周内解决了这个问题,”Wigton说。“这是一个处理问题。”

在第二种情况下,生物医学存储介质需要能够承受液氮中长达10年的浸泡,同时保持密封。OEM没有办法让产品通过这个测试。Wigton说:“我们在CT扫描仪的帮助下解决了这个问题,现在这是我们最大的客户之一。”

Omnia Scientific的员工少于六个十几个有其他显着的计量资源。来自Keyence公司的两个即时测量机美国使用光学传感和环形照明,以3秒的±2μm的3秒测量高达99个关键尺寸。3D显微镜也用于生产QC。

Omnia正在研究超越CT扫描仪的检查能力。一种是透射电子显微镜,用于寻找微小部分的孔隙度。另一种是XRAD,霍斯金斯将其描述为CT扫描和x射线显微镜的混合体。与CT扫描不同,它具有揭示表面形貌的优点。

快速和准确的测量只是故事的一半:Omnia Scientific用超高速、高容量的IT基础设施支持这种能力。这是威顿的第一个项目;他完全重新设计了公司的IT能力,以获取和存储来自所有Octex运营的所有数据,并提供数据安全。他安装了一条光纤数据高速公路将工厂所有机器的数据传输到一个超级集群。数据在现场进行加密存储,然后备份到由7个不同数据中心组成的冗余网络中。

Wigton说他的网络可以处理高达250tb (1tb = 1024gb)的传输,他声称这相当于一个国家的移动电话运营商的容量。为什么有这么大的容量?一次CT扫描可以生成高达10gb的数据,一个模具可能需要扫描多达32个部件。为了说明这意味着什么,Wigton说:“把10gb的数据放到闪存驱动器需要10分钟,把数据下载到中央计算机需要另外10分钟。乘以32。”我的系统每次扫描都能在2分钟内完成直接传输,无需USB驱动器。”

这台中央计算机不仅处理计量数据。它将与公司的IQMS生产监控系统和注塑机对加工数据的控制。“每一次按键都由中央计算机监控,”Wigton说。“如果有必要,我可以用手机在30秒内关闭电站里的任何东西。”

“我们在塑造,工具方面拥有竞争对手,
计量——但不是三者合一。”

实时第一篇文章检验
世界级的计量技术和高容量的数据网络构成了霍斯金斯公司的关键战略优势:“实时首件检测”。这需要一些解释:

对32个蛀牙进行一次CT扫描需要1个小时:收集数据需要32个小时。根据Wigton的说法,处理数据的“点云”并将其分解为尺寸测量通常需要数周的时间。“获取可用数据需要几周时间,而我们只需要5分钟。”他说,当时没有可用的软件可以做到这一点,所以Octex自己编写了软件。所以“实时”在这里的意思是“我们尽可能快地扫描,我们就能得到可用的数据。”我们可以加载所有32点云,10秒后,我们开始测量。”

这是辛辣竞争力的关键。Hoskins说,“我不能打九厂和2000台机器的人。但我可以做任何其他人可以做的事情。其他人只想要制造业部分;他们认为验证是一种滋扰。对我们来说,这是一个核心战略。“

Wigton补充道:“我们在模具、计量和模具方面都有竞争对手。但并不是三者一起。这意味着我们可以在这里完成所有的资质,这样客户就可以更快地投产。”

顾客真正想要的是什么?”斯问道。“以前所未有的速度将新的、创新的产品推向市场。”

“顾客真正想要的是什么?”新,
创新产品比以往任何时候都更快。“

加速启动过程
这些协同的功能——工具、造型和计量——使得Octex集团提出了一个新的产品发布范例。名为Launchpad的Octex公司声称,它可以将工具制造时间减少40-90%,工具成本减少45-75%,并将60%的时间投入市场。

如附图所示,从设计验证开始,到生产工具构建、工具鉴定、生产过程和验证开发,通常的流程很容易花费45周的时间。有了Omnia Scientific带头的新方法,这个过程可以缩短到30-35周。

霍斯金斯解释说,不同之处在于,发行过程的不同阶段通常由不同文化的不同群体负责,这导致了霍斯金斯所说的“保真度的丧失”。“但我们有这个谜题的所有碎片。所以我们可以同时进行不同的阶段。我们的目标是将通常8到12周的工具构建过程压缩到仅仅3周。这正是原始设备制造商们一直渴望的。”

Octex计划在佛罗里达州奥兰多NPE2018推出May推出发射板。

相关内容

注塑机,挤出机,IMS Tri标志