当数控车床不转动时

第二个B轴车铣刀 MoManTech目前购买的产品不进行任何车削工作，使用棒材生产一系列复杂的棱柱形医疗部件。 （所有照片均由 MoManTech 提供。）

我参观了一些位于偏远地区的非常先进的机械加工企业。由于冠状病毒的旅行限制，我没有去蒙大拿州谢里登的 MoManTech——本故事中介绍的精密机械车间。但是，“茫茫荒野”正是所有者 Kirt Johnston 描述其业务区域的方式。

他和他的家人花了很大的信心才到达那里。他最初来自印第安纳州，在华沙一家医疗设备制造商的管理层中晋升。 2003 年，31 岁的他正在制定收购公司的计划。由于工作压力，他一进医院就改变了计划。

Kirt Johnston 举起印第安纳州的股份搬家他的家人到蒙大拿州，在那里他购买了一家小型机加工店。他迅速为大楼增加了 4,000 平方英尺的建筑面积以及各种更先进的 CNC 设备。

一次偶然的机会，他了解到蒙大拿州一个拥有 700 人的小镇上的一家小型机械厂正在出售给一位有自己的健康问题并打算退休的老板。那家 1,800 平方英尺的商店只有两台膝铣床和三台发动机车床。但它坐落在三英亩的土地上，景色迷人。长话短说，他买下了那家商店，并把家人搬到了那里，将现有工作的保障抛在了脑后，因为这种新体验将带来的未知数。

当我说他把他的家人搬到了那里 ，他确实做到了。几年来，他的妻子兼商业伙伴米歇尔和两个男孩（当时分别为 2 岁和 5 岁）住在与商店相连的 800 平方英尺的公寓里。

现在的情况大不相同。 2004 年 7 月搬到那里后，约翰斯顿将车间扩大了 4,000 平方英尺，并开始增加员工和更先进的 CNC 设备，例如铣床、车削中心、瑞士型车床、线切割 EDM 单元和 B 轴车床。

MoManTech 于 2012 年购买的第一台 B 轴车床使该车间能够进行更复杂的医疗工作。它的第二个也是如此。后者是去年 7 月安装的带有 Absolute Machine Tools 副主轴的 QuickTech 9 轴 S42ATM 车铣床。也许这台可以进行车削和铣削工作的机器最有趣的是它仅用于铣削。 “我从来没有在里面安装过车削工具，”约翰斯顿说。以这种方式使用这台机器，使车间能够对在机器上运行的两个零件系列中的 100 个不同零件编号执行更快的转换，同时为从棒料加工的额外棱柱形工件留出选择余地，如果该工件本身出现的话。

没有回头路

获得 ISO 13485 认证的 MoManTech 专注于脊柱、创伤、大关节和牙科应用以及植入物的手术设备。其功能范围使其成为满足医疗客户需求的虚拟一站式商店。除了其多样化的加工能力外，该车间还拥有内部二次工艺，例如激光蚀刻/打标、超声波清洗和柠檬酸钝化。 MoManTech 还拥有塑料和金属 3D 打印机，主要用于制作商店中使用的固定装置（请参阅下面的侧边栏）。

MoManTech 加工一系列用于医疗设备的组件和植入物。

QuickTech S42ATM 是其最近购买的固定设备。约翰斯顿将价格和紧凑的尺寸作为选择此型号的重要原因。但是，他也很欣赏它具有完整的 C 轴副主轴，而不是用于后加工的工件夹紧装置。三轴副主轴运动也有助于机床的小尺寸，因为它可以在零件中心线上方和下方的 X 轴上移动，从而为 B 轴铣削主轴提供更好的零件接触。 B 轴配备 10,000-rpm、3-hp 电机，工作范围为 190°（垂直方向 ±95°）。

该机器的棒料容量为 30 毫米。与使用棒材进给器不同，棒材拉拔器用于将锯成三英尺长的原料带入工作区。这进一步减少了机器所需的占地面积。

而不是有零件夹紧装置进行后加工，这款车铣刀配备全 C 轴副主轴。

主轴和副主轴都有 6,000 rpm、5 hp 的直驱电机。它们是同步的，以实现精确的零件转移以进行后加工操作。自动换刀装置（ATC）有 24 个工位，可容纳 HSK-40T 刀柄。

MoManTech 目前在这台机器上运行两个部件系列。一个是钛植入物系列，另一个是不锈钢医疗器械。所有零件都需要五轴加工（定位，而不是全轮廓）以及后加工。典型的批量范围为 5 到 25 个。与可能需要特殊夹具的传统轧机相比，使用圆柱形棒料生产棱柱形零件使设置更容易。

为了最小化占地面积，这个 B 轴车磨机没有棒材进料器。相反，棒料被锯成 3 英尺长并拉入工作区。

约翰斯顿利用 ATC 的能力来保持安装用于大多数工作的许多标准工具。这样一来，那些常用工具就不需要进行接触，从而减少了转换到新工作的时间。转换通常只需要在棒料末端进行触发，以设置工作位置以及为新工作添加的任何新工具。 Absolute Machine Tools 还创建了自定义宏，以将工件偏移从主轴转移到副主轴。这样一来，只需要在主轴上进行刀具接触即可。

自定义宏启用主轴的工件偏移应用于副主轴。因此，只需要在主轴上进行对刀。

从棒材有效加工棱柱形零件确实需要考虑块状零件如何在圆柱形棒材体积内“定向”。 Johnston 试图在主轴一侧进行大部分加工，留下一个便于副主轴抓取以进行后加工的特征。这可能只需要加工副主轴夹爪中的凹槽，而不是定制夹具。大部分零件加工完成，零件从主轴排出到收集装置中。

在（大天空）地平线上的更多工作？

当我在 5 月初与约翰斯顿交谈时，他说他的业务并未受到 COVID-19 大流行的负面影响。奇怪的是，它实际上提供了一个增加员工的机会。他雇佣了一些失去暑期工作的人——一名全职和两名大学兼职。此外，随着选择性手术的恢复，商店可能会看到更多与这些手术相关的工作。这可能会导致未来购买额外的机器。而且，谁知道呢，也许那台新的车床实际上会运行需要车削的工作。

机械车间中的 3D 打印

这款 MoManTech 打印的玻璃纤维增​​强塑料夹具是用于固定五轴切屑加工零件。

MoManTech 拥有两台 Markforged 的​​ 3D 打印机，一台打印塑料，另一台打印金属。这些打印机使用熔丝制造 (FFF) 工艺。对于塑料打印，打印机将热塑性材料加热到接近其熔点并将其从喷嘴中挤出。喷嘴在构建板上沿 X 和 Y 方向移动以逐层创建零件。 Markforged 的​​ Onyx 基材——尼龙与短切碳纤维混合——据说比 ABS 强 1.4 倍。此外，根据应用，车间可以添加玻璃纤维、凯夫拉尔或碳纤维层，以实现更强的性能。也可以添加金属螺纹嵌件。为此，在适当的时间停止打印作业，添加插页并继续打印，将插页封装到对象中。这家商店通常使用这台打印机来制作塑料夹具设备。 MoManTech 激光打标机上使用的几乎所有夹具都是由 Onyx 材料 3D 打印的。

这种用于商店激光的塑料印刷夹具标记包括确保正确的零件方向的键。

Metal X 单元用于打印由 17-4 不锈钢制成的定制硬夹具，用于将复杂零件固定在铣床上。约翰斯顿说，打印硬夹具很有帮助，因为他不需要把人从生产加工中心带出来加工夹具。可以设计并打印该夹具（如有必要，可以通宵打印），以便第二天使用。而且，鉴于这些夹具需要固定的某些零件的复杂几何形状，加工夹具可能具有挑战性，如果不是不可能的话，Johnston 指出。

这台打印机使用两个线轴材料：一个在塑料外壳内有金属粉末和粘合剂。第二种是封装在塑料中的陶瓷粉末。线轴通过加热块进料，将塑料加热到熔点并通过挤出喷嘴进料。该装置首先铺设陶瓷材料层，用于从通过真空固定在装置床上的一次性打印纸上释放部分。陶瓷材料还用于在需要时为金属制造支撑结构。使用不锈钢线轴完成打印后，将零件烧结，将金属粉末熔化成固体金属。