客戶名稱：Mendell Inc公司

    地點：美國明尼蘇達州Lakeville

    解決方案：GibbsCAM軟件

    Mendell公司坐落在在美國明尼蘇達州Lakeville東南角的 Minneapolis 市郊，1965年成立，至今已有40多年歷史。Mendell公司從1992年Bryan Bartz擔(dān)任總經(jīng)理開始轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。在那之前，他們主要集中在國防工程方面，在Bryan Bartz上任前該項目已經(jīng)步向衰退，處于虧損狀態(tài)。Bryan Bartz上任不久，Mendell公司就轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)存儲和通用設(shè)備生產(chǎn)。

    Bryan Bartz于1999年買下了Mendell公司，開始進行戰(zhàn)略規(guī)劃，全面了解公司的實力、生產(chǎn)能力和企業(yè)競爭力。經(jīng)過調(diào)查，他發(fā)現(xiàn)Mendell公司員工在醫(yī)療設(shè)備制造方面理論知識扎實，技能熟練，很適合在精密醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展，于是他把Mendell公司的發(fā)展重心定位在了醫(yī)療器械行業(yè)。

    由于Mendell公司位于Medical Alley中心地帶—該地區(qū)有很多醫(yī)療保健公司因而得名Medical Alley（醫(yī)療大道）—他們必需樹立自己的特色才能生存。正是由于Mendell公司認識到了這點， 他們一直緊緊追隨著醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展步伐，不斷尋求有發(fā)展前景的項目，他們的業(yè)務(wù)有90%是面向醫(yī)療行業(yè)客戶。Mendell公司的57名雇員能綜合使用各種技術(shù)，包括操作28臺機床和3套GibbsCAM軟件。Mendell公司除了為航空航天、國防及色譜裝置生產(chǎn)零部件外，還生產(chǎn)植入式醫(yī)療器械、外科手術(shù)器具、診斷儀器等。

    “我們的成功主要得益于我們擁有優(yōu)秀的員工隊伍，”Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie說，“他們勇于擔(dān)當(dāng)，樂意承擔(dān)更多新的工作任務(wù)，并努力干好，在大家的齊心協(xié)力下，我們公司不斷發(fā)展壯大。如果光擁有最先進的技術(shù)，而沒有能很好運用這些技術(shù)的人才，我們不可能取得今天這樣的成果。我們提供的是優(yōu)秀人才、合作精神和高端技術(shù)，而不光光是產(chǎn)品?！?/span>

    當(dāng)問及Mendell公司能有多少優(yōu)秀員工時，Bartz回答說“如果公司能讓員工覺得備受照顧，有很干凈的工作環(huán)境，家庭式的工作氛圍，收入不菲，且公司有一定的贊賞和獎勵措施，那么擁有優(yōu)秀的員工隊伍就不難了?！?/span>

    非工作性津貼，如在每年夏天和明尼蘇達州的冰上捕魚季節(jié)組織員工釣魚，這樣的活動對于增加團隊凝聚力也有幫助。Bartz雖貴為老板，但很有親和力，幫助大家不斷學(xué)習(xí)進步，讓Mendell公司和員工都受益匪淺。

    由于Mendell公司在業(yè)內(nèi)口碑很好，吸引了很多經(jīng)驗豐富的人才，該公司有健全的培訓(xùn)機制，為員工提供很多培訓(xùn)機會，促使很多年輕員工愿意留在該公司長期發(fā)展?！癕endell公司敢于聘用經(jīng)驗少的機械師，幫助他們提升技能，成為高級機械師?！?/span>

高科技，高凈度

    就成功的技術(shù)因素而言，Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie把功勞歸功于GibbsCAM軟件，因為GibbsCAM軟件編程十分高效，加快了從設(shè)計到生產(chǎn)的進程?！癎ibbsCAM軟件在零件組編程和常用醫(yī)療設(shè)備編程方面非常好用，因為采用GibbsCAM軟件復(fù)制數(shù)據(jù)只需簡單拖拉就能把數(shù)據(jù)從一個零件復(fù)制到另一個零件。使用GibbsCAM軟件，無需復(fù)制就能創(chuàng)建并修改相關(guān)聯(lián)零部件，把在電腦上操作的時間從幾個小時縮短到幾分鐘完成。我們采用此方法所做出的產(chǎn)品質(zhì)量更好，還能嚴(yán)格控制公差降低可變性，實現(xiàn)真正意義上的縮短生產(chǎn)周期。高速度、一致性和高精度讓我們在激烈的競爭中擁有巨大優(yōu)勢。”

    GibbsCAM軟件在虛擬仿真方面功能強大?！癎ibbsCAM軟件的可視化功能和仿真功能是非常好的銷售工具。采用GibbsCAM軟件的虛擬仿真功能，無需進行實際加工，就能通過仿真檢驗編程效果。GibbsCAM軟件在加工理念、性能及加工進程方面能充分滿足客戶的要求。”

    Mendell公司憑借著在業(yè)內(nèi)豐富的經(jīng)驗和良好的信譽，以技術(shù)贏得了客戶的信賴。“我們的客戶及客戶所在行業(yè)對復(fù)雜零件的質(zhì)量和外觀都有很高的要求，”Storlie說，“我們公司已使用GibbsCAM軟件多年，在GibbsCAM軟件虛擬仿真功能推出前，我們要反復(fù)試驗好幾次才能生產(chǎn)原型?！?/span>

    Mendell公司應(yīng)用工程師及首席程序師Jeremy Thon起初很困擾，但自從有GibbsCAM軟件的虛擬仿真后方便了很多，他說“客戶告訴我們他們的想法，如果可能，他們還提供功能特征的公差。我們研究CAD模型，有時會用到GibbsCAM軟件的虛擬加工功能，在保證結(jié)構(gòu)完整的同時，為客戶提供或經(jīng)濟或美觀的解決方案?！?/span>

    制造醫(yī)療設(shè)備最大的挑戰(zhàn)不是技術(shù)。最大的挑戰(zhàn)首先是高凈度；然后是流程跟蹤，之后才是Mendell公司生產(chǎn)所執(zhí)行的ISO認證標(biāo)準(zhǔn)。Mendell公司在生產(chǎn)過程中嚴(yán)把關(guān)，如生產(chǎn)可植入式塑料品不使用冷凍劑，以滿足高凈度的要求。

    Mendell公司使用幾個訣竅來提高產(chǎn)品精度，并縮短生產(chǎn)周期，首先從夾具開始。GibbsCAM軟件功能全面，他們可以執(zhí)行任何操作，無需返回到CAD中繪圖。Mendell公司先使用實體模型零件幾何做夾具，實現(xiàn)零件與夾具間的完美配合。GibbsCAM軟件把他們放到一起，并采用仿真功能演示他們的相契合度，節(jié)約了很多時間。

    Mendell公司努力生產(chǎn)零件組，經(jīng)常生產(chǎn)由14個不同型號零件組成的醫(yī)療植入零件組。采用GibbsCAM軟件不停地進行編程、設(shè)置、加工。Thon說“最糟糕的情況是，我們?yōu)椴僮魅藛T生產(chǎn)可互換的夾具，以便于在同一零點查找和先前零件不同型號的零件。我們保存機床偏移設(shè)置，節(jié)約了每個零件的調(diào)入時間。”

    圖1 GibbsCAM軟件加工零件全過程

    上圖是Mendell公司正在Tornos瑞士型機床上用GibbsCAM軟件加工零件的全過程

提高機床利用率

    脊髓融合手術(shù)支架采用專用于醫(yī)療業(yè)的PEEK塑料，其中復(fù)雜幾何需5軸加工，是典型的零件組零件。此零件寬約0.300英寸，長3/4英寸至1英寸，最大高度0.600英寸。每個零件不同角度都有裁剪，包括貝形邊角，面角和用來顯示X光放射線方向的鉭針孔（因為塑料不能反射X光）。當(dāng)這些操作完成后，在機床上進行精加工和修邊，提高產(chǎn)品精度，以防止雜質(zhì)混入。

    客戶提交CAD圖，但不打印出來。Mendell公司需要最小圖紙的四五個臨界尺寸。Thon直接導(dǎo)入SolidWorks生成的第一個圖到GibbsCAM軟件中，把1英寸的毛坯固定住，設(shè)置鉸軸支座上安裝的5C圓頭鉚釘?shù)膬A斜和旋轉(zhuǎn)角度。由于模型位于轉(zhuǎn)軸上方，他把工件排列在一個面上，為每把刀具的偏角定義一個平面，然后從模型中抽取幾何體并定義切削尺寸。“操作技巧是確定偏角的方向和角度，選取所有必要的幾何。”Thon說，“這之后再選取工具就簡單了。”

    Mendell公司使用GibbsCAM軟件仿形銑功能，Thon說，“這是一個很棒的抽取幾何體和驅(qū)動刀路的工具。我們需要精確度，但客戶提供的實體未必符合打印規(guī)格。所以我們盡量抽取幾何體，然后使用GibbsCAM軟件標(biāo)注尺寸，如果需要的話，重新創(chuàng)建幾何體，有時候還需要重新創(chuàng)建實體。

    GibbsCAM軟件還能幫助選擇刀具，換掉成型銑刀。Thon通常通過改變偏刀角度調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)刀具。當(dāng)必要時，他還使用GibbsCAM軟件的Tool Tile設(shè)計工具，采用模擬仿真功能進行測試，成功后打印出來。當(dāng)所有工具都定義好之后，使用GibbsCAM軟件的模擬仿真功能把所有操作都過一遍以確保無誤。

    當(dāng)零件組的第一個零件完成后，Thon把下一個CAD模型放到這個零件的同一位置，繼續(xù)使用之前的參數(shù)。這就節(jié)省了大量時間，尤其是做原型，節(jié)省時間更多。Thon說，“設(shè)置14個不同型號的零件，每個零件做10個，需要很多時間。采用GibbsCAM軟件，平均每個零件省去了好幾個小時的設(shè)置和編程時間。這么做還能省去零件在機床間換工位的時間以及閑置時間。”

    圖2 五軸CNC加工中心加工零件

    上圖是脊髓融合手術(shù)支架零件組中的一個零件在五軸CNC加工中心上的第一步操作即將完成

醫(yī)療器械行業(yè)零件日益復(fù)雜

    Mendell公司之前從未使用CAM軟件為瑞士車床編程，但GibbsCAM軟件幫助他們把機床更好地利用起來，制造出鈦合金椎弓根螺釘系統(tǒng)原型并進行了前期生產(chǎn)，此零件組螺釘有六個尺寸，最長的1.25英寸。此零件組的三個或更多的組件采用一個螺旋式連接器和壓線帽（閉端子）固定在橫穿椎骨的支架上。

    此螺旋式連接器采用GibbsCAM軟件進行車削和銑削編程，在Tornos瑞士型車床上生產(chǎn)，而原型和連接器及壓線帽（閉端子）是在車削中心和五軸銑削機床上加工完成的?！拔覀冞€是沒有打印，”Thon說，“我們與客戶通力合作，成功實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的適用性與功能性。連接器內(nèi)的弧形部件能根據(jù)支架進行調(diào)節(jié)，因而放入螺釘并旋轉(zhuǎn)壓線帽（閉端子），就能把桿、連接器、壓線帽（閉端子）和螺釘永久固定住?！?/span>

    脊髓融合手術(shù)支架的連接器和壓線帽（閉端子）生產(chǎn)方法類似。Thon把工件定位好之后排列在平面上，然后抽取邊緣幾何，定義刀具，編制五軸銑削程序，通過5C圓頭鉚釘進給棒料，再切斷工件，轉(zhuǎn)到車削中心上進行精加工。

    應(yīng)用GibbsCAM軟件到瑞士型機床并不是我們的首選，因為通過機床的數(shù)控系統(tǒng)編程車削零件比較簡單。但隨著零件越來越復(fù)雜，Mendell公司不得不開始使用GibbsCAM軟件編程。在這之前，編程人員只為機床操作人員提供CAD模型的形狀幾何和交叉點半徑，以便于讓機床數(shù)控系統(tǒng)編程更為簡單，有時候還會提供車床加工代碼，機床操作人員把這些代碼直接粘貼到瑞士機床的加工程序里。Thon說“把連接器的加工代碼轉(zhuǎn)到Tornos機床上可沒那么簡單，但用GibbsCAM軟件能為帶有動力刀座的車床生成加工代碼，我們把這些代碼粘貼到瑞士機床的系統(tǒng)內(nèi)再進行加工，這就使加工連接器簡單多了。現(xiàn)在，這個螺旋式連接器都在瑞士型機床上進行生產(chǎn)，無需再轉(zhuǎn)到其他機床上加工了。 ”

    Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie對于最近的生產(chǎn)進程如此高效非常興奮。Mendell公司剛剛新購了一臺Tornos瑞士型機床和兩臺五軸以上機床，他們打算全面應(yīng)用GibbsCAM軟件為已有的所有瑞士型機床編程。Steve Storlie說“我們還會繼續(xù)添置車銑復(fù)合設(shè)備，我們將依靠GibbsCAM軟件來把這些設(shè)備應(yīng)用起來。我們能完成任何更為復(fù)雜的加工，我們將努力讓醫(yī)療器械行業(yè)的零部件更加美觀大方?！?/span>