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着眼品质
来源: 作者:卡尔蔡司(上海)管理有限公司 供稿 浏览次数:0
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  隐形眼镜大约只有0.12mm 厚,并不比一张纸厚多少。从生产开始到结束,将精度控制在微米范围内是至关重要的。台湾的均贺科技公司使用ZEISS 的CONTURA 桥式测量机、O-INSPECT 多传感器测量机和METROTOM 计算机断层扫描仪来确保满足严格的技术标准要求。
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  软性隐形眼镜市场正在蓬勃发展,其中在亚洲的表现更加明显。每年仅仅镜片的销售增长就达到了53%。要求越来越高的客户总是希望新产品进入市场的速度越快越好。除了散光镜片和硅树脂镜片,不同颜色和式样的镜片越来越受欢迎:从雪花到熊,再到万圣节和HelloKitty,不同的屈光度、不同的散光度都需要特殊的镜片,都需要不同的生产模具。这些要求都是对高精密技术公司,如台湾均贺公司这样的隐形眼镜制造商,他们在无菌的生产环境中生产软性的隐形眼镜,在生产中的高压条件下将热塑料注入注塑模具中,而这些模具只能使用一次,而一个模具只用于一种单一镜片。在生产过程的开始阶段就可以找到均贺,客户将所需的成品镜片的数据提供给公司,公司设计由镀镍钢制成的模具,这种模具可用于生产产量高达一亿个的注塑模具。
  隐形眼镜的生产面临的最大挑战就是精度:每个成品镜片与理想形状的偏差不得超过2.5μm,这样才能保证佩戴者获得所需的光学性能。对于均贺的钢制模具来说,这样的要求意味着公差只能仅有1μm,或者说比人类的头发丝还要细80 倍,而且,这种产品的规格仍在不断变化。
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寻找合适的机器
  保证这样的精度要求,意味着在生产过程中要时刻监控每一个步骤,确保达到绝对精度要求。“客户希望获得好的产品,但他们并不关心你对产品测量了多少次,而如果经常进行准确的测量,则在生产早期阶段就可以及时进行修正,从而可以缩短整个加工过程,这一切都关乎时间。”均贺公司的所有人兼CEO Wang Jiang Quan 如是说。因此,均贺中6 名员工中就有一名在质检部门工作。而这正是ZEISS 能够大展拳脚的地方。“我十分清楚地知道我们需要进行多少测量,在寻找合适的机器的时候,我偶然发现了ZEISS。”WangJiang Quan 说。
  当时,他正在寻找在进行大规模生产之前,一种可以用来精密测量两片组装起来的注塑模具之间间隙的机器。METROTOM 800 正是他要寻找的:计算机断层扫描仪可以生成一个精度极高的包括镜片在内的隐形眼镜的三维图像,并能够在任意位置进行测量。
  因此,相对传统的测量方法(通过模具完成切割线),METROTOM 能提供更为详实的测量结果。均贺是台湾第一家购买METROTOM 的公司, 这台机器在40 分钟内就能完成这些测量。ZEISS 派了一名3D 工程师专程从德国飞来对员工进行了培训。
  均贺现在有6 台ZEISS 的机器在使用中。20 年来,Daniel Lin 一直在台湾做ZEISS 经销商,非常清楚地记得那次经历:“开始时,生产工人根本不相信我们测量数据的正确性,因为毕竟平常他们都使用精密机器进行工作。但是,我们测量机测量的结果每一次的重复精度都很高。最后工人们终于对ZEISS 建立了信任。”这种信任同时也使公司的客户受益,因为就象均贺的销售经理Lin Zhen Sheng 描述的那样:“ZEISS 机器另外的优点就是数据报告。我们客户都知道没有谁能够操纵ZEISS测量机的测量数据。他们会收到产品及数据表,所有结果白纸黑字非常清楚。”
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从钢制模具到注塑模具
  镀镍钢的研发为隐形眼镜的生产提供了坚实的基础。各个不同的零部件在高度精密的机器上进行研磨,并在装配之前进行精度检查。成品的钢制模具在用于加工注塑模具之前也要测量两次。在过去,测量技术员必须沿曲面手动测量每一个点,而现在ZEISSCONTURA 桥式测量机在一小时内可扫描八个钢模。
  因为在测量前,模具的CAD 数据已经输入到测量机中,测量机已准确地掌握了需要测量的位置。“我们使用的车床和铣床非常精密,意味着我们的测量机也必须非常准确。在过去,我们测量精度只有5μm。尽管这样的精度已经很高,但使用了CONTURA后,现在我们可以达到的测量精度是1μm。”Wang Jiang Quan 说。
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速度快30 倍
  下一步的生产要求更高,因为塑料是非常微妙的材料。热塑料进入模具后通常会收缩。虽然使用相同模具,但不同的湿度、温度和注射速度、不同的材料,甚至是相同材料的不同批次,都可能导致不同结果。
  这就是为什么必须进行测量,并且在一个修正回路中进行调整的原因。毕竟,注塑成型的生产速度很快,如果没有给出足够的精度,生产损失速度也会非常快。均贺使用一台配备了白光距离传感器的O-INSPECT 机器,能够捕捉非常细小的边线,如镜片的外边缘。它可以有效地进行三维结构的光学测量。每4 小时检查一次注塑模具的生产。对成品模具进行这样精密的测量就是为了确保工艺的稳定性。“过去, 需要5 ~ 6 个人不停地测量,现在只需要一个人,”Wang Jiang Quan说。一台O-INSPECT322 现在已经取代了各种旧机器上的手动测量,速度快了30 倍。
  在15 分钟内,它扫描了八个模具的曲面,并通过CALYPSO 软件将数据自动传送到统计过程控制装置中。如果必要,在测量中间可以立即修改温度或注射速度。由于这样精良的精度和速度,使注塑模具的废品率降低到3% 左右。同时测量期间及时调整速度和过程使均贺在接到订单后的两个星期内就可以交付注塑模具的成品。在快速发展的隐形眼镜市场中,这是一个关键的因素。
  “生产隐形眼镜的最后需要一种高度精密的机器,才能生产出高度精细的产品。”Wang Jiang Quan 说,“如果能够获得最精确的测量,则我们只需检查自己所进行的工作即可。这是使大众获得好视力的唯一方法。”
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