जब अधिकांश इंजीनियर 'सटीक प्रोटोटाइप मशीनिंग' सुनते हैं, तो वे तुरंत माइक्रोन-स्तर की सहनशीलता और दोषरहित सतह फिनिश के बारे में सोचते हैं। यह इसका एक हिस्सा है, निश्चित रूप से, लेकिन यदि आप दुकान के फर्श पर काफी समय से हैं, तो आप जानते हैं कि असली चुनौती सिर्फ प्रिंट पर एक नंबर मारना नहीं है। यह एक ऐसा हिस्सा बनाने के बारे में है जो वास्तव में वास्तविक दुनिया में काम करता है, अक्सर ऐसी सामग्रियों के साथ जो हर कदम पर आपसे लड़ती हैं। मैंने देखा है कि कई सुंदर, आयामी रूप से परिपूर्ण प्रोटोटाइप परीक्षण में विफल हो जाते हैं क्योंकि प्रक्रिया गलत प्रकार की सटीकता पर केंद्रित होती है। सच्ची सटीकता सोच में है, केवल काटने में नहीं।
सामग्री पहली बाधा है
आपके पास दुनिया की सबसे अच्छी 5-अक्ष मशीन हो सकती है, लेकिन यदि आप सामग्री के व्यक्तित्व को नहीं समझते हैं, तो आप शुरू से ही खराब हैं। यह वह जगह है जहां कास्टिंग में एक पृष्ठभूमि होती है, जैसा कि हमने दशकों में बनाया है क़िंगदाओ Qiangsenyuan प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड (QSY), अमूल्य हो जाता है। हम सिर्फ स्टॉक के मशीन ब्लॉक नहीं बनाते हैं; हम अक्सर अपनी कास्टिंग से शुरुआत करते हैं। इसलिए जब कोई ग्राहक इनकोनेल 718 में उच्च तापमान वाले एयरोस्पेस घटक के लिए डिज़ाइन लाता है, तो हम केवल फ़ीड और गति के बारे में नहीं सोच रहे हैं। हम निवेश कास्टिंग प्रक्रिया से बचे हुए तनाव के बारे में सोच रहे हैं, जब हम इसे दबाते हैं तो यह कैसे विकृत हो सकता है, और अतिरिक्त स्टॉक कहां छोड़ना है। वह प्रारंभिक भौतिक ज्ञान परिशुद्धता का एक रूप है जो अधिकांश शुद्ध मशीन की दुकानों में छूट जाता है।
मुझे टरबाइन सील खंड का एक प्रोटोटाइप याद है। प्रिंट में एक पतली, चौड़ी निकला हुआ किनारा पर एक पागल-तंग सपाटता की आवश्यकता थी। निकेल-आधारित मिश्र धातु के एक ब्लॉक से एक मानक वाइस और एक पाठ्यपुस्तक मशीनिंग अनुक्रम का उपयोग करते हुए पहले प्रयास के परिणामस्वरूप एक सुंदर, इन-स्पेक भाग प्राप्त हुआ। यानी, जब तक कि यह मशीन से ढीला न हो जाए और आलू के चिप्स की तरह विकृत न हो जाए। हमने मशीनिंग परिशुद्धता हासिल की लेकिन प्रोटोटाइप परिशुद्धता विफल रही। हिस्सा बेकार था.
समाधान कोई शानदार मशीन नहीं था। यह स्रोत की ओर वापस जा रहा था। हमने गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रों में अभिन्न समर्थन पसलियों के साथ पूर्व-मशीनीकृत कास्टिंग डिजाइन करने के लिए अपनी स्वयं की शेल मोल्ड कास्टिंग टीम के साथ सहयोग किया। इन पसलियों ने मशीनिंग के दौरान भाग को स्थिर कर दिया और अंतिम चरण के रूप में तार-ईडीएम को बंद कर दिया गया। अंतिम भाग ने अपना आकार बनाए रखा। वह एकीकृत है सटीक प्रोटोटाइप मशीनिंग-पिघली हुई धातु से तैयार घटक तक की पूरी यात्रा पर विचार करना।
जब अच्छा ही दुश्मन हो
प्रोटोटाइप सीखने के लिए हैं, इसलिए कोनों को काटने का प्रलोभन है। वे कहते हैं, यह सिर्फ एक फिट-चेक मॉडल है। लेकिन मेरे विचार में, प्रत्येक प्रोटोटाइप को उत्पादन भाग बनाने के इरादे से मशीनीकृत किया जाना चाहिए। क्यों? क्योंकि प्रोटोटाइप चरण में आपको जो विफलताएं पता चलती हैं, वे सबसे मूल्यवान डेटा बिंदु हैं जो आपको मिलेंगे। एक टेढ़ा प्रोटोटाइप फिट हो सकता है, एक डिज़ाइन दोष को छिपा सकता है जो बाद में एक मिलियन-डॉलर की याद बन जाती है।
हमारे पास एक बार एक चिकित्सा उपकरण ग्राहक था - एक शल्य चिकित्सा उपकरण। मुख्य आवास के लिए पहला प्रोटोटाइप 316 स्टेनलेस से तैयार किया गया था। यह पूरी तरह से इकट्ठा हुआ, और तंत्र ने काम किया। लेकिन कार्यात्मक परीक्षण के दौरान, एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम एक्चुएटिंग लीवर ने कुछ सौ चक्रों के बाद थोड़ा सा खेल विकसित किया। समस्या लीवर की मशीनिंग नहीं थी; यह नियोजित उत्पादन सामग्री बनाम प्रोटोटाइप सामग्री की कठोरता और पहनने की विशेषताएं थीं। हम गति के लिए मशीन में आसान स्टॉक का उपयोग कर रहे थे। काफी अच्छे प्रोटोटाइप ने त्रुटिपूर्ण सामग्री युग्मन को लगभग मान्य कर दिया।
हमने उत्पादन के लिए निर्दिष्ट वास्तविक कोबाल्ट-क्रोम मिश्र धातु से अगले पुनरावृत्ति की मशीनिंग पर जोर दिया। यह उपकरणों के मामले में नरक था, लागत तीन गुना अधिक थी और इसमें अधिक समय लगता था। लेकिन इसने लोड के तहत दो घटकों के बीच एक समस्या का खुलासा किया, जिससे इंटरफ़ेस के डिज़ाइन में बदलाव करना पड़ा। निर्णय लेने में यही सटीकता है: यह जानना कि कब प्रोटोटाइप निष्ठा का विस्तार केवल ज्यामिति तक नहीं, बल्कि भौतिक प्रामाणिकता तक होना चाहिए।
शेड में उपकरण: सीएनसी से कहीं अधिक
हर कोई प्रोटोटाइप के लिए सीएनसी मशीनिंग के बारे में बात करता है, और यह वर्कहॉर्स है। लेकिन सच्ची क्षमता एक ही छत के नीचे सही माध्यमिक और सहायक प्रक्रियाओं के होने से आती है। पर QSYक्योंकि हम फाउंड्री पृष्ठभूमि से आ रहे हैं, हम मशीनिंग को एक अलग सेवा के रूप में नहीं देखते हैं। यह बॉक्स में एक उपकरण है.
उदाहरण के लिए, एक जटिल प्ररित करनेवाला प्रोटोटाइप हाइब्रिड के रूप में सर्वोत्तम हो सकता है। हम डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील में निवेश कास्टिंग के रूप में कोर ज्यामिति का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे आंतरिक मार्ग प्राप्त होंगे जो मशीन के लिए असंभव या बेहद महंगे होंगे। फिर, हम इसे माउंटिंग फेस, बोर और ब्लेड टिप्स की सटीक मशीनिंग के लिए सीएनसी विभाग में लाते हैं। यह हाइब्रिड दृष्टिकोण एक ठोस बिलेट को बाहर निकालने की तुलना में ग्राहक के हाथों में तेजी से और अक्सर कम लागत पर एक कार्यात्मक, प्रतिनिधि प्रोटोटाइप प्राप्त करता है। सटीकता इष्टतम प्रक्रिया श्रृंखला का चयन करने में है।
यहीं पर आप जॉब शॉप और समाधान प्रदाता के बीच अंतर देखते हैं। एक नौकरी की दुकान प्रिंट को उद्धृत करती है। हम प्रिंट देखते हैं और पूछते हैं, यह किस लिए है? इसे झेलने की क्या जरूरत है? तब हम सुझाव दे सकते हैं, समय और सामग्री बचाने के लिए मुख्य निकाय एक सटीक शेल मोल्ड कास्टिंग हो सकता है, और हम सीएनसी पर महत्वपूर्ण इंटरफेस समाप्त कर देंगे। वह परामर्श, जो कास्ट और मशीनीकृत दोनों हिस्सों को बनाने के 30 वर्षों से पैदा हुआ है, सेवा की एक महत्वपूर्ण परत है।
कम्युनिकेशन लूप एक क्रिटिकल टॉलरेंस है
यहाँ एक गंदा सा रहस्य है: त्रुटि का सबसे बड़ा स्रोत सटीक प्रोटोटाइप मशीनिंग मशीन टूल सटीकता नहीं है; यह संचार है. एक ड्राइंग एक इरादे के मॉडल का एक मॉडल है। समझ में अंतराल धारणाओं से भर जाता है, और यहीं पर प्रोटोटाइप गलत हो जाते हैं।
अब हम किसी भी जटिल प्रोटोटाइप के लिए किक-ऑफ कॉल पर जोर देते हैं, भले ही इससे पीओ में एक दिन की देरी हो। हम कुछ विशिष्ट विशेषताओं के बारे में पूछते हैं। क्या वह दायरा सिर्फ सौंदर्यशास्त्र के लिए है, या तनाव प्रवाह के लिए? क्या यह सतह एक सीलिंग फेस है या सिर्फ एक आवरण है? उत्तर बदल जाता है कि हम इसे कैसे देखते हैं - टूलपाथ रणनीति, कटर चयन, यहां तक कि संचालन का क्रम भी।
मैंने इसे शुरुआत में ही कठिन तरीके से सीखा। एक ग्राहक ने गहरे, छोटे व्यास वाले ब्लाइंड होल वाले सेंसर हाउसिंग के लिए एक मॉडल भेजा। हमने इसे विशिष्टता के अनुसार पूरी तरह से मशीनीकृत किया है। वे क्रोधित थे. क्यों? क्योंकि वे यह बताने में विफल रहे कि छेद एक चिपकी हुई फाइबर ऑप्टिक लाइन के लिए था, और हमारे ड्रिलिंग ऑपरेशन से सतह की फिनिश चिपकने वाले को ठीक से जोड़ने के लिए पर्याप्त खुरदरी नहीं थी। हमें वापस जाना पड़ा और छेद को मैन्युअल रूप से काटना पड़ा। पाँच मिनट की बातचीत से एक सप्ताह बचाया जा सकता था। अब, वह बातचीत हमारी प्रक्रिया का एक मानक हिस्सा है। अंतिम भाग की सटीकता प्रारंभिक संवाद की सटीकता के सीधे आनुपातिक है।
आगे की ओर देखना: एक दर्शन के रूप में परिशुद्धता
तो यह हमें कहां छोड़ता है? कास्टिंग और मशीनिंग में तीस वर्षों के बाद, मैं देख रहा हूँ सटीक प्रोटोटाइप मशीनिंग विकसित हो रहा है. यह सीएमएम रिपोर्ट पर एक माइक्रोन के दसवें हिस्से का पीछा करने के बारे में कम और समग्र निष्ठा के बारे में अधिक है। क्या प्रोटोटाइप उत्पादन भाग की तरह व्यवहार करेगा? यही सवाल है.
इसका मतलब है कि कभी-कभी किसी भौतिक संपत्ति को संरक्षित करने के लिए थोड़ा ढीला आयामी सहिष्णुता चुनना, या एक गैर-महत्वपूर्ण सुविधा पर अतिरिक्त समय खर्च करना क्योंकि यह एक विनिर्माण प्रक्रिया निर्णय को सूचित करता है। यह पूर्ण-स्पेक्ट्रम क्षमता का लाभ उठाने के बारे में है, जैसा कि हमने बनाया है QSY, जहां भट्ठी से प्राप्त ज्ञान मशीनिंग वाइस को सूचित करता है, और मशीनिंग केंद्र से फीडबैक कास्टिंग मोल्ड डिजाइन को सूचित करता है।
अंतिम लक्ष्य कभी भी किसी बक्से का एक चमकदार हिस्सा मात्र नहीं होता। यह डेटा का एक मान्य टुकड़ा है. परिशुद्धता की इस व्यापक परिभाषा के साथ तैयार किया गया एक सफल प्रोटोटाइप, केवल यह साबित नहीं करता कि डिज़ाइन काम करता है। यह उत्पादन के पूरे रास्ते को जोखिम से मुक्त करता है। यह आपको बताता है कि वास्तविक लागत कहां होगी, भौतिक चुनौतियां कहां हैं, और विनिर्माण वास्तविकता को पूरा करने के लिए डिजाइन को कैसे झुकना होगा। यही वास्तविक मूल्य है. और इसे प्राप्त करने के लिए सिर्फ एक अच्छी मशीन की दुकान से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है; इसके लिए एक ऐसे भागीदार की आवश्यकता होती है जो कच्चे माल से लेकर अंतिम उपयोग तक, हिस्से के पूरे जीवनचक्र के बारे में सोचता हो। यही वह परिशुद्धता है जो वास्तव में मायने रखती है।
