超越瑞士精密

当 Jim 和 Joe Davis 于 1987 年开始他们的工作坊时，他们认为他们有机会在医疗行业取得成功。他们已经到了一半。两兄弟并没有从头开始，而是从他们都曾供职的缩小规模的医疗行业公司收购了精密瑞士车床部门。于是，Micro Med Machining, Inc.（佛罗里达州迈阿密湖）诞生了。

这些年轻人有很多事情要做。他们或多或少是在父亲的机械车间长大的。两人都是制造工程师学位，并且完成了前雇主的制造管理实习生计划。因此，两人都熟悉金属加工工艺，尤其是医疗行业的瑞士车削——对行业的质量要求和监管环境都有很好的了解。此外，他们从自己的经验中知道，要找到能够始终符合行业标准的机加工零件供应商是多么困难。肯定有一个利基市场需要填补。

在最初的五个月里，Micro Med 唯一的工作就是为他们前任所有者的导管和植入式起搏器制造零件。但此后，这家商店的前景一片空白。的确，他们从19人开始，到今天已经超过100人，而且他们的销量增长了更大的比例。

这种增长很大程度上源于他们对医疗行业需要可靠供应商的正确假设。不过，同样重要的是这家商店如何应用技术。他们主要从瑞士自动车床和 Hardinge 卡盘以及一系列辅助设备开始。今天，他们完成了多轴 CNC 车/铣中心的大部分工作。店里有 30 台这样的精密机器，配置各异。

虽然这项技术肯定比旧的自动装置更昂贵，但它提供了在一次设置中完全加工车间大部分非常复杂的零件的能力。从本质上讲，他们正在用功能更强大的设备取代多个设置的成本——这是一种整体成本更低的解决方案——并逐批提供客户要求的质量水平。但是，Micro Med 的技术公式需要的不仅仅是在车间放置好的机器。他们在这些机器方面拥有大量的工艺专业知识，这才是这家工厂与普通竞争对手的真正区别。

虽然我们无法在此披露商店流程知识的最关键要素，但我们可以窥探一下是什么让这个非凡的商店点击率得以实现。以下是他们在 Micro Med 的做法。

零件和机器

要了解对流程的要求，从查看一些部分开始会有所帮助。它们复杂、精确——而且很小。事实上，Micro Med 展示的样品零件看起来更像是珠宝店的东西，而不是机械厂的东西。典型票价包括接骨螺钉；微小的管子、配件和阀门；微型手术器械的部件；和牙科岗位。例如，精密螺钉的长度只有 1 毫米，直径只有 1 毫米，带有 1 毫米松质螺纹。化妆品至关重要，几乎所有部件都经过加工，并在 20 倍放大倍率的显微镜下进行目视检查。任何形式的毛刺都是绝对不能接受的。

使加工这些小零件的难度更大的是制造它们的坚韧材料。大约 65% 的零件由钛切割而成，另外 30% 由最坚韧的不锈钢切割而成，其余的则由黄金和铂金等贵金属切割而成。超过 60% 的零件需要进行某种铣削或钻孔操作。钻孔的十字孔很常见，有些直径小至 0.005 英寸（较小的孔经过电火花加工）。许多这些小孔必须既精确又深。例如，一个管状零件需要一个直径为 0.04 英寸的中心孔，钻孔深度为 1.5 英寸。 . .只有 0.007 英寸的壁厚。 . .在钛。零件不只是圆形的。由于其铣削能力和从棒料生产这些精密零件的固有工件夹持优势，CNC Swiss 机器上生产了相当多的基本棱柱形零件。

所有的多轴机器都是 Citizens（Marubeni Citizen-Cincom，Allendale，New Jersey）。有些机器是相对简单的三轴设计，具有瑞士风格的滑动主轴箱和导套 (Z)、单轴刀塔 (X) 和主轴的旋转定位 (C)。固定工具和电动工具都安装在转塔上，用于车削或在中心钻铣作业。

Micro Med 的其他机器要复杂得多。 E 系列型号为六轴设计，增加了第二个两轴刀塔和一个用于后加工操作的副主轴。双刀塔允许夹紧车削 - 即一次使用两个刀具进行车削 - 这是有效的，同样重要的是，它可以抵消薄工件从单个刀具上偏斜的倾向。第二个转塔允许在主主轴或副主轴中的零件上执行更广泛的操作。此外，可以同时在两个主轴上执行车削或铣削操作。

该商店的八轴 M-20 型号更进一步。这些机器没有第二个炮塔，而是有一个八站台板，能够容纳多达五个固定工具和三个旋转工具。组合工具在车削操作中非常有效，因为它消除了转塔从一个工具到另一个工具的索引时间。这些机器还具有用于排板工具的 Y 轴功能，这意味着可以使用动力站执行偏心铣削和钻孔操作。第八个旋转轴可适应在制品或工具测量，或机器人工件操作。

所有这些机器的重点在于，它们允许 Micro Med 在一次设置中加工甚至非常复杂的零件。这种能力的好处很多。也许最明显的是，它节省了在一系列单一用途机器上路由作业的时间、劳动力和在制品成本。它还使商店能够更好地响应客户日益苛刻的交付要求。当工作只需要通过一台机器而不是三四台机器进行路由时，取消紧急订单要简单得多。

同样重要的是质量优势。每次从工件夹具上释放零件然后重新夹紧时，都会在流程中添加一个新的尺寸可变性元素。在 Micro Med 的工作中，0.001 英寸的公差是典型的，但他们通常必须坚持“十分之一”——0.0001 英寸——并且始终如一地做到这一点。考虑到将这些小零件固定以进行二次操作有多么困难，并不需要非常高的工件夹持公差就可以使整个加工过程超出可接受的范围。最好在整个过程中保持一个单一的控制部分并完全消除该问题。

保持对工件的持续物理控制也为车间对其工艺的控制带来了科学可信度，这是 Micro Med 注重质量的客户的核心关注点。 Joe Davis 说：“今天的人们正在关注您的 Cpk 值。他们想知道您的过程是否受到控制。”对于他们最老练的客户，Micro Med 能够提供统计上可靠的制造可行性研究。这对于将新业务带入商店大有帮助。

尽管如此，竞争还是让成本成为首要考虑因素——对于商店要提供的质量水平，消除设置具有巨大的有益影响。一个很好的例子是另一家供应商在一系列单一用途的卡盘和铣床上以六套装置生产的医疗连接器。在每月 4500 件的情况下，客户每件支付 8 美元。 Micro Med 看了看零件，为了可加工性提出了一些简单的更改，并将其放在其中一台六轴机器上。 “我们把成本降到了四美元，然后换了钱，”戴维斯先生说。前供应商是否收取过高的费用？ “不是真的，”他说，“这可能与他的成本相当。他只是没有最好的流程来完成这项工作。”

更好的流程

任何人都可以出去购买设备，但如何物尽其用是另一回事，而这正是 Micro Med 擅长的地方。流程创造力非常重要——为了效率和质量——只有完全熟悉机器的人才能做到这一点。同样重要的是了解标准工具可以做什么和不能做什么，以及如何修改或专门构建工具。这种专业知识使车间能够用他们的机器做一些事情，甚至让机器开发人员都感到惊讶。 “没有充分发挥这些机器的潜力，就像驾驶一辆时速 50 英里的赛车，”戴维斯先生说。在 Micro Med，他们喜欢开快车。

但这只是比喻性的，因为实现快速金属去除率显然不是这家商店的目的。医疗行业的一个关键问题是零件是如何完成的——无毛刺且外观完美无瑕——但最终操作的效率和质量与首先如何去除金属有很大关系。精加工是手工操作，与任何其他精密金属加工车间一样，他们希望将其保持在最低限度。 Davis 先生说：“我们很乐意用主机时间来换取精加工时间，”但他们只能通过精心构建加工程序才能获得这种交易的回报。

毛刺可能是最大的问题。处理毛刺的最佳方法是防止它们，如果它们是不可避免的，以这样一种方式管理过程，使它们可以在相当有效的二次过程中轻松去除。这意味着他们必须关注毛刺的方向、大小以及如何将其折断。这些考虑因素会对循环时间产生重大影响。然而，在这种情况下，速度并不像零件从机器上下来时的状况那么重要。

管理零件变形是另一个可以显着增加加工周期时间的因素，也可能是车间最重要的商业机密。考虑到 Micro Med 在一系列由极难加工的材料制成的非常细长的零件上保持精确的尺寸完整性，并且经常使用比工件更容易偏斜的精密工具进行切割。他们必须非常了解适合这些条件的速度、进给量和切削深度。例如，一个看起来应该需要 8 遍的线程实际上可能需要 18 遍。他们还发现了分段线程并将它们完美地融合在一起的方法。这通常是一个缓慢而艰苦的过程，但值得，因为过程的可预测性是车间最关心的问题。

工具寿命是另一个重要因素，与其说是工具本身的成本，不如说是保持对过程的质量控制。操作员必须时刻保持警惕，在流程失控之前将磨损的工具从流程中移除。他们必须彻底清除不合格的工具。即使对于一些看似柔软的材料（例如铂），工具质量也很关键——尤其是铂，它是一种高磨蚀性材料，而且显然具有这样的价值，以至于报废是一个昂贵的提议。或者正如戴维斯先生更简洁地说的那样，“当你钻一个直径为 0.012 英寸的孔时，工具质量非常关键，你不能假设任何现成的工具都可以完成这项工作。”

由于平均运行量为 1500 到 2,000 件，而且多轴车/铣中心是相当昂贵的闲置资产，因此操作员必须非常擅长在机器上和机器上完成工作。他们这样做的一种方法是预设工具。例如，在某些机器上，他们购买了额外的炮塔。通过这种方式，工具可以在“十分之几”内完成离线设置和认证。然后，一旦安装了这些炮塔，只需几个设置部件即可启动并运行该过程。这并不是说他们正在接近个位数的转换时间。这些机器太复杂了。但是他们在一个小时内就能完成工作，而在机器上单独加载和拨入所有工具可能需要六个小时。

还有很多其他的事情要知道。编程很重要，但机器控制在这方面提供了很多帮助。单独的车削或铣削操作可以独立编程，然后 CNC 自动将它们编译成一个单一的、高效的程序。工件夹持也很重要，尤其是在副主轴中拾取机加工零件时，有时还会制作特殊的夹头。要知道的很多。但根据他们自己的看法，这家商店对这一关键过程信息的掌握程度是 Micro Med 与其竞争对手之间的关键区别。

推信封

Micro Med 通过每天做预期的事情并密切关注结果而获得了一些知识。例如，他们使用 SPC 来验证每个新流程，然后绘制流程以进行生产控制。但是，衡量该车间最强大的竞争优势的更大衡量标准是他们坚持不懈地推动流程的极限，不断寻求不损害其质量标准的新效率。

毫无疑问，戴维斯兄弟对他们的“过程冒险精神”——他们尝试新想法和解决难题的倾向——感到相当自豪。但驱使他们的不仅仅是勇敢。他们相信，不断地对流程进行实验可以为商店提供保持竞争优势所需的学习体验。这就是为什么这家生产车间愿意进行原型设计的很大一部分原因——同时在生产设备上设计零件和工艺——因为它提供的知识。从字面上看，他们寻求将他们非常强大的生产设备的最外围与他们所服务的行业的不同寻常的要求结合起来。因为店里的骨干都是医疗行业的，在这方面优势明显。他们在该领域的限制范围内拥有大量有关适当流程的知识，甚至可以在帮助客户开发设计方面大有帮助——在不牺牲功能或遇到常见监管限制的情况下提高可制造性。由于这些原因，商店的经理们决心保持业务非常专注。 Micro Med 最擅长多轴瑞士式转向非常高的质量标准，这就是他们将继续做的事情。有趣的是，这种强烈而始终如一的专注感有助于商店的员工将自己的个人质量标准调整到适合 Micro Med 服务的客户类型的水平，从而帮助商店实现质量和效率的正确平衡。这是医疗行业中的一个棘手问题，该行业越来越注重成本，但零件仍然必须看起来很完美。 “你想要灌输对完美的渴望，”戴维斯先生说，“但与此同时，你又不希望他们浪费时间达到超出工作实际要求的水平。”这是一种微妙的平衡，他认为这种平衡不适合将更多的商品型加工纳入其中。要么商店购买此类零件的成本过高，要么更糟糕的是，他们会给商店带来破坏性的模糊性，即“足够好”的含义。

所以 Micro Med 将继续专注于困难的部分。戴维斯先生相信他们的数量要多得多，他非常愿意抓住他们商店继续成功竞争这项工作的能力的机会。彩信

编者按：在我们访问 Micro Med 两周后，该公司宣布已将其出售给定制管状组件制造商 Uniform Tubes。 Uniform Tubes 将为 Micro Med 提供更多的工程和销售支持。 Joe Davis 表示，公司的管理和使命将保持不变。