Фабрика инструмента GT: длинный путь к максимальной остроте
Новый, сияющим металлическим блеском инструмент всегда завораживает. Всевозможные дисковые пилы с разными расстоянием и углом наклона между зубьями (чьё количество также может отличаться), с отверстиями на кругах или зеркально чистыми дисками. Когда рассматриваешь их, сразу возникает сравнение со снежинками.
А в случае спиральных фрез — с сосульками. Мы не переборщили с поэзией, знаем, что в природе не бывает двух одинаковых снежинок, однако же на заводе серийно изготавливают массу одинаковых украшений в виде этих зимних кристаллов. Так и на производстве инструмента есть массовые позиции, но много и уникальных изделий на заказ, по индивидуальным чертежам.
Если условный процесс образования снежинки вряд ли получится увидеть вживую, только в интернет-роликах, то возможность своими глазами посмотреть, как получается сложный инструмент для разнообразных производственных задач, нам представилась.
Точнее, нам её предоставила команда компании GT (ООО «Грин Тулс»), отечественного производителя профильного режущего инструмента. Выступая со стендом на Conf-fu-2024, специалисты предложили заинтересованным гостям и участникам конференции посетить их предприятие с экскурсией. Приглашать нас дважды было не нужно: мы отвлеклись от программы мероприятия и присоединились к одной из групп в автобусе, который повёз нас на Лапинский проспект, дом 9.
Поначалу, когда мы только подъехали к воротам здания, оно показалось нам совсем небольшим. Тут, конечно, сработала привычка: чаще всего мы посещали фабрики комплектующих или мебельные предприятия с крупногабаритными станками и, соотвественно, площадками. А производство инструмента для нас было в новинку, поэтому удивляться и обманываться в представлениях нам приходилось не раз.
В частности, мы удивились тому, что на такой незначительной, в сравнении с мебельной фабрикой, площади (1000 м²) расположилась масса участков с различным сложным металлообрабатывающим и заточным оборудованием. Причём некоторые станки, как оказалось, представлены в России едва ли не в единственном экземпляре, а другие, если за ними не следить и не подавать в них СОЖ, могут буквально вспыхнуть от «внутреннего жара».
С чего начинается производство инструмента?
В случае с деревообрабатывающими предприятиями гостей фабрики чаще всего первым встречает склад материалов с системами поддержания влажности. Здесь же наша экскурсия началась с пункта приёмки инструмента. На стойке уже лежало несколько упакованных в специальные «папки» пил, а за ней высился стеллаж с самыми разнообразными инструментами, которые либо ожидали диагностики от специалистов, либо были готовы вернуться к своим владельцам после сервисного обслуживания.
Как нам потом показали, каждый инструмент, прежде чем попасть на полку, маркируется своеобразной гравировкой с именем заказчика/названием компании и датой приёмки.
На самом деле, довольно символично, что это современное разросшееся производство начинается именно с «сервисной зоны». Ведь именно с обслуживания инструмента, в частности импортного, 20 лет назад начиналась деятельность GT.
Набрав значительный опыт в заточке, ковке, вальцовке, чистке, пайке и перепайке фрез и пил, компания отважилась применить его в собственном производстве, и решение оправдало себя очень быстро. Но, несмотря на то, что компания значительно расширила деятельность, свои истоки она не забывает.
«В этом отделе наша главная задача — принять инструмент и „дефектовать” его. То есть провести визуальный анализ, проверив инструмент на несоответствие заводским нормам, наличие сколов, изъянов на корпусе или некорректную заточку. После осмотра специалист на приёмке составляет технологическое задание по устранению дефектов», — объяснил гостям начальник технического отдела GT Олег Сухов.
Каждому изделию свой участок
Наш эксперт с коллегами проконтролировал, чтобы все гости надели светоотражающие жилеты и собрались в организованную колонну.
«Мы с вами пройдём по каждому участку, чтобы вы представили полную картину. А начнём с цеха по изготовлению насадных фрез с напайками. Вплотную к нему расположено и место хранения исходного сырья», — указал на зону со стеллажами Олег Сухов.
Там лежали длинные цилиндрические болванки разных диаметров, подписанные на торцах. Как уточнил наш провожатый, это стальные конструкционные прутки (круги) 30ХГСА местного питерского производства.
«Входящее» сырьё полностью отечественное, заметил наш провожатый. Это позволяет удерживать не только цены на конечный продукт, но и скорость его производства. Так, серийные решения создают максимально быстро, а на изготовление индивидуального инструмента, даже при большой загрузке фабрики, уходит три-четыре недели.
«Прутки удобно хранить, а после достаточно нарезать их под нужную нам конфигурацию. Делаем мы это на станке достаточно серьёзной конструкции на опорных колоннах. Он позволяет легко нарезать любые заготовки до 300 миллиметров диаметром. Их мы закаливаем в муфельной печи, которая находится здесь же. Тут работает и аппарат для термопатронов немецкого бренда HAIMER, который нагревает их, чтобы внутреннее отверстие для установки расширилось и можно было вставить или вынуть из него хвостовик режущего инструмента.
Машина вакуумной пайки изделий из сверхтвёрдых материалов — китайского профильного бренда CHN-TOP. Так как все эти процессы связаны с нагревом до высоких температур, мы обособили этот участок для безопасности и комфорта сотрудников других цехов», — уточнил наш эксперт.
Задать форму и подобрать материал для режущих элементов
Мы прошли всего десяток шагов, минуя столы с термопатронами и ёмкости с мелкой металлической стружкой, и оказались, по сути, на новом участке. Наш провожатый объяснил, что здесь корпусы подготавливают к дальнейшей обработке.
«Все особенности инструмента, естественно, задаются на основании чертежей, которые заранее подготавливают наши инженеры и конструкторы. Основное оборудование на этом участке — два токарных станка с ЧПУ, которые придают заготовкам цилиндрическую форму, и пятиосевой фрезер, на котором мы формируем более сложные корпуса пил. Здесь также создают основу для фуговальных фрез с аксиальными углами.
А после того, как у нас вырезан корпус и оформлена заготовка, мы должны решить, что мы будем на неё напаивать: быстрорез, который подходит для обработки древесины, твёрдый сплав или алмаз, которые больше пригодны для производства мебели», — объяснил Олег Сухов.
Эксперт протянул руку, и вот он уже показывает нам небольшой диск, на который как будто нанесены линии для работы с ножницами.
«На участке электроэрозии мы вырезаем заготовки из твёрдого сплава либо быстрореза, которые в дальнейшем станут частью готового инструмента. Почему мы используем именно электроэрозионную обработку? Потому что таким образом резание происходит в щадящей среде, и материал, который мы обрабатываем, не перекаливается и не теряет в качестве. У нас четыре станка, которые функционируют по такому методу.
Также мы работает вот с такими комплектующими — алмазными заготовками. Это поликристаллический материал, который нарастили на пластинках твёрдого сплава. Он поступает вот в таких кружочках. И наша задача — вырезать из них элементы, которые мы будем использовать в дальнейшей обработке.
А совершить эту операцию быстро можно только на лазерном станке. В России всего несколько агрегатов такого уровня, и один из них на нашем производстве. Конечно, выделить режущие элементы из заготовок можно и на проволочных станках, которых на рынке больше, но тогда процесс займёт около 8 часов. Лазерный же станок справляется с той же операцией за 15 минут», — поделился нюансами начальник технического отдела GT.
Компьютер помогает припаять, а станки — зачистить и заточить
Далее мы проследовали в небольшую отдельно огороженную комнату. Стоило окинуть её взглядом, и сразу стало ясно, что именно здесь раскроенные режущие элементы припаивают к корпусу инструмента. Здесь даже витал тот самый специфический запах плавления припоя, который сразу узнают все, кто хоть раз с ним сталкивался. Только здесь происходят куда более сложные процессы, чем в частных квартирах, мастерских или гаражах.
«Готовые элементы мы также припаиваем по-разному в зависимости от материала. Для работы с поликристаллическими алмазами нужно достигнуть 720 градусов. Температура плавления серебряно-латунного припоя — 690 градусов. Поймать эту разницу в 30 градусов на глаз очень непросто, поэтому необходимые рабочие диапазоны задаются на управляющем компьютере.
Видите, специальное устройство смотрит именно в точку пайки, и задача оператора — спозиционировать зубчик на корпусе, зафиксировать его и нажать педаль, которая запустит процесс. Дальше необходимая температура будет держаться положенное время. Можно жать на педаль до вечера, но компьютер, отработав цикл, прекратит нагрев.
При этом мы можем работать с классической пайкой токами высокой частоты (ТВЧ) или применять вакуумный метод, который совершается в специальной атмосфере без доступа кислорода. Есть у нас и ручные посты пайки» — поделился деталями процесса Олег Сухов.
Дальше эксперт показал нам фрезу, недавно прошедшую эту операцию. Она была чёрной, в наплывах припоя и флюса, совсем не похожей на те инструменты, которые демонстрируют на выставочных стендах.
Поэтому дальше её отправляют на пескоструйную обработку, которая и устраняет все дефекты.
Далее наступает этап заточки и формирования всех режущих граней, которые есть на инструменте. Для этого на производстве действуют две швейцарские и одна немецкая профильные машины. Недавно фабрика приобрела четвёртый станок китайского производства. Лишним оборудование не будет, так как, напомним, компания не только производит продукт, но и делает на заказ заточку любого инструмента, от твёрдосплавного до алмазного.
Точить алмаз можно и традиционным голландским способом при помощи алмазного порошка, но в объёмах предприятия это уже совершенно не выгодно. Поэтому в GT используют специальный станок, работающий по методу электрохимического электролиза. Технология эффективная, щадящая металл, но, оказывается, может быть весь опасной, если её не контролировать.
«Алмаз — электропроводный материал, поэтому мы создаём ток неравномерной плотности и направляем его вдоль кромки режущего инструмента. В процессе участвует медно-вольфрамовый диск, который переносит электроны на сам инструмент. Если присмотреться, то в месте касания медного электрода и фрезы можно увидеть маленький огонёк.
В этой точке температура достигает около 4000 градусов, поэтому на неё подаётся мощное охлаждение. Если хотя бы на секунду отвести охлаждающие элементы, то станок вспыхнет и выгорит секунд за 30. Поэтому на всякий случай оборудование укомплектовано искрогасящей и пламегасящей сигнализацией и огнетушителями, которые работают автоматически без участия человека. Если что-то случится, то всё заполнится белым туманом, а станок остановится», — описал технологию Олег Сухов.
Все заточные машины на производстве — немецкого бренда Vollmer.
Что уходит на аутсорс?
В силу специфики производства некоторые операции передаются на аутсорсинг.
«При изготовлении дисковых пил у нас есть свои особенности. На складе мы имеем в распоряжении определённое количество материала в виде дисков, на которых при помощи лазера можем задать необходимую форму инструмента. То, какой она будет, мы обязательно просчитываем и согласовываем с заказчиком. Но для получения финального продукта заготовки отправляем на лазерную резку на аутсорс. До собственного станка такого уровня мы пока не доросли. К тому же всегда существует вопрос не только возможностей, но и целесообразности», — подчеркнул г-н Сухов.
Так, например, GT попросту нерентабельно иметь свою линию для нанесения спецпокрытий. За три-четыре дня на стороне обработают всю месячную партию продукции компании, и за счёт масштаба заказа покрытие одного инструмента обойдётся в десять рублей. Если содержать многогабаритную линию гальваники с отдельным штатом, то тогда покрытие одного инструмента будет обходиться производству уже в 100 рублей, что неизбежно скажется на стоимости продукции для потребителей.
Финальные этапы и контроль качества
Маленькое производство теперь начало казаться больше внутри, чем снаружи, потому что участки всё не заканчивались. Нам показали станок, который позволяет избавиться от так называемого грата, выплавления металла в процессе лазерной резки. Оказалось, что это едва ли не самая старая машина на производстве. Станок выпустили в 1957 году, а он всё ещё отлично справляется со своей задачей — избавляется от неопрятных капель металла на корпусе инструмента с точностью обработки в 3 микрона.
В ещё одном отдельном помещении специалисты проверяли геометрическую точность корпуса.
«Когда мы оформляем заказ на дисковую пилу, мы всегда спрашиваем клиента, в каких условиях будет работать инструмент и на каких фланцах. Когда нам называют диаметр последних, мы проверяем этот показатель на специальном устройстве. Оно позволяет при вращении посмотреть, какое у нас происходит биение на венцовой части при зажиме пилы во фланцах. Наша задача на этом этапе состоит в том, чтобы биение на сторону не превышало 8 сотых миллиметра. Тогда пила будет работать хорошо», — раскрыл ещё один профессиональный секрет начальник технического отдела GT.
Однако пила, помимо геометрической прочности, должна иметь внутреннее напряжение, при котором внешняя часть корпуса пилы растянута, а внутренняя — стабилизирована. Для этого на инструмент наносят вальцовку — буквально тонкие дорожки по диску, которые появляются после воздействия двух валиков, каждый из которых нажимает на металл с усилием порядка шести тонн. Происходит давление на сталь, которое перераспределяется в массе корпуса пилы.
Для нас это совершенно новый опыт — наблюдать, как каждый инструмент проходит долгую цепочку, прежде чем достигнет необходимых параметров. При производстве корпуса насадной фрезы, например, «древо техпроцессов», куда менее ветвистое.
Кроме того, каждую пилу и фрезу проверяют на нескольких этапах. Замеры проводят и вручную, и на специализированном измерительном стенде ZOLLER, который даёт точность до микрона.
Мы лично могли наблюдать, как один молодой специалист замерял показатели инструмента, а, помещая изделие в агрегат, решил посовещаться с таким же молодым коллегой. Вообще, пусть коротко, но отметим, что среди работников много сотрудников в возрасте до 30 лет. Неудивительно: компания, в частности, самостоятельно обучает молодёжь из технических профильных вузов, и некоторые студенты потом даже становятся частью команды.
Перед упаковкой, как оказалось, инструменту нужно «отдохнуть», нормализоваться после всех нагрузок и избавиться от излишка масла. Казалось бы, зачем «промасливать» инструмент, рискуя испортить упаковку? Но наш эксперт уточнил, что такая обработка даёт два преимущества. Во-первых, масло дополнительно защищает от коррозии, и, во-вторых, оно частично смазывает и станок, на который инструмент будет установлен.
После этого готовые пилы и фрезы направляются на склад, в отдел отгрузки. И даже там их ещё раз осматривает специалист отдела контроля качества.
«Если хоть что-то не понравится оператору ОТК, то продукт снова уйдёт на перепроверку или доработку. Потом ещё раз пройдёт пересогласование. Но до финального вердикта отдела качества инструмент не выпустят и не отдадут заказчику. Мы работаем с режущим инструментом и, как никто, понимаем, что лучше семь раз отмерить, чтобы потом наша продукция хорошо обрабатывала материал под требуемые задачи клиента», — резюмировал Олег Сухов.
Текст: Мария Бобова. Фото автора и ООО «Грин Тулс»
