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牧野成功故事:车灯光学件背后的隐形英雄

发布时间:2021-10-21
来源:牧野
阅读量:2901

车灯是集光学功能和外观于一体的汽车外形中最重要的点睛之作,随着汽车行业的发展,发光零件在汽车内外也有更多应用,比如氛围灯、发光内饰、Logo灯等。同时,车灯模具又是所有注塑模具类型中相对特殊的——既有大落差,又需要兼顾微结构,对于模具的设计和加工要求极其苛刻。譬如,透镜表面轮廓度上的一些设计,在加工时一旦发生偏差,光型就会出错。同时,模具镶块零件的加工挑战,只有同时兼顾大行程、高精度、大扭矩、高转速的机床才能游刃有余。 


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也正是这样极具挑战的加工要求,在过去(90年代伊始),车灯模具全部进口自日本或者欧美等国家,但是现在基本上各种车型的车灯模具在中国也能生产并实现出口。这其中,像友成模具这样的国内主流的车灯模具制造商的快速成长,及其与配套装备企业的共生互动可以说是一次成功合作“新范式”。


来听听友成模具高管的精彩分享!

视频 ▼


他是 | 国内主流车灯模具制造商


友成模具自1959年就在日本静冈建厂,1992年来到中国杭州萧山,是萧山的第一家日资企业。目前,公司作为中国国内主流的车灯模具制造商,与包括小糸、法雷奥,马瑞利、海拉等在内的全球顶尖车灯制造商紧密合作。20多年的发展中也逐步建立起了一个集团化的管理。


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在友成模具副总经理许烨锴看来,汽车产业的蓬勃发展,对于车灯需求有了重新定义,催生了其本身的零部件复杂程度和功能特性不断在变化,这也对模具提出了各种各样新的要求。他提到,首先,车灯外饰化的趋势——越来越炫酷、智能化,甚至更加个性化、要有交互告示等。“这些功能都需要通过光学件(光电结合的一些部件)才能够反馈出来。而涉及到光电相关的这些零部件,对于模具的要求就完全跟以前传统的模具制造的表面要求不是一个层级了。”


在他的分享中提到,消费者对于车灯视觉冲击的要求越来越高,而对于光本身,它就是一个非常难以去控制或者精细化程度非常高的。“你稍微在透镜的表面轮廓度上有一些设计,加工上对于设计产生一些偏差,它的光可能就不是照着你想要看到的形式去走了。”


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许总强调,“现在我们所面对的市场的挑战,并非来自于竞争者,可能更多的是来自于市场或者客户对于模具要求的这么一个提升所面临的挑战。


结缘 | 从一次选择


其实,来到中国之前,日本友成本部有95%以上的设备基本上都采用的是牧野机床。不仅如此,他们对牧野设备在行业里面的口碑亦有所耳闻。在2008年友成模具进行一次升级改造时,当时也有很多的一些选择。而在第一阶段使用了之后,许总和他的团队够深刻体会到牧野设备在最终的效率、在一个品质、精细化的程度,尤其是在应用服务支持以及他们自身的改造提升方面,所带来的价值是非常可观的。


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“那么也就由此让我们基本上是以牧野作为主力的投资设备,尤其是在精加工这一块。”他说道。


追求 | 更完美、高效的机加工


近年来,随着车灯的设计愈加复杂、尺寸越来越大,模具加工工艺已经较之前发生了很大的变化。友成模具常务副总经理陈志建随后分享了这些变化为加工带来的影响,“我们之前是用三轴机床进行精加工,然后再搭配五轴加工设备清角。在这个过程当中,由于并非‘一气呵成’地完成,最后加工出来的表面质量、精度都有一定的缺陷,会出现接刀段差等。”


以汽车前灯配光镜模具为例,因为模具产品面表面质量要求很高,且模具主镶块高度落差比较大,同时客户对于模具制作周期也越来越紧迫,在牧野的V80S/V90S没有推出之前,友成模具也曾选购过一些欧洲品牌的中大型五轴加工设备,但是在五轴联动方面的性能和精度上无法达到他们的要求。


他们随后在牧野V80S五轴加工中心的首发仪式上,看中其五轴联动精度能够达到0.02mm以内,“我们当下就在日本确定采购V80S/V90S机床,成为了该型号加工中心的首批用户。机床交付使用后也有非常好的效果。”


现在,友成模具的机加工车间里整体的精加工部分全部在牧野V80S/V90S五轴加工中心上,能够一次性加工完成,“V80S/V90S配备了40把的刀库,能在一台机床上把所有的刀具连起来做,提升了整体的加工效率。”陈总还告诉我们,“在五轴加工中,刀具与工件的接触面是我们可以去控制的(通过编程控制),这样一来,加工出来的表面质量会更加均匀。”


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在过去,三轴搭配五轴的精加工再清角来完成的车灯注塑模具主镶块的加工需要一周左右,且需要人工手动接刀,机床实际开动率不高。现在可以缩短到2-3天,无需上两次机床加工接刀,减少了加工工序的同时也能在一台上接平无段差,效率和质量可谓全面跃进。



挑战 | “大而细”迎刃而解


采访中,陈总还提到,与V80S/V90S搭配使用的牧野EDNC17大型火花机也可谓“黄金搭档”。




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灯壳零件结构正趋向复杂化——外形比较大,有时“落差”非常大,同时还有一些精度特别高的地方,“又大又细”的需求呼之欲出,在他看来,模具生产也因此较过去复杂了很多。比如有些形状复杂,深腔之类的镶块在V90S加工后仍无法完全满足加工要求的,后一步的放电加工便是关键。


而市面上,火花机要既满足加工高效的、又能够兼顾加工行程及表面精细的几乎没有。在过去,有些复杂的部位只能做镶拼方式减化加工难度,这样不仅对设计增加了难度,还增加了制造成本。现有了牧野EDNC17火花机可以改变模具结构设计,做成整体式的简化加工工艺,提高模具使用寿命,减少前期装配工时,同时降低了工作难度——给模具后期使用保养带来方便快捷。除了符合又大又细的加工需求,我们还发现EDNC17在应用过程中,不容易积碳。“我们有一些火花机,在加工过程当中,尤其加工深的、精的过程当中容易积炭。”


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所以,牧野EDNC17火化机对友成模具在与V80S/V90S五轴加工中心的结合应用上面,陈总认为给了很多便利,让设计人员能够去减少一些设计结构的问题,也为他们的客户能够更加扩展自由度,让加工出大型零件的一些细微特征以及更好的表面质量成为可能。


“我们是牧野的一个忠实的用户,牧野为我们提供了车灯加工所需要的所有的功能,是我们目前能够使用到的很好的一个设备。”


逐梦 | 离高端模具更近


随着汽车造型审美、功能结构和消费者需求的不断变化升级,汽车车灯在实现传统照明功能的同时,变得越来越炫酷、个性化、智能化。——这些都需要高精度的光学相关零件组合配套实现。而高精度的光学部件则需要有牧野超精密立式加工中心iQ500来对模具型腔进行加工。


许总在采访中特别提到,“iQ500的引进本身,就意味着一个顶级的‘销售经理’,它代表了最先进的制造水准,可以实现直接镜面级的加工。让我们跨过技术门槛,成为我们新高端光学类模具业务开拓的第一利器,也成为我们与客户同步研发车灯模具新技术的重要平台。”


“一旦这个门打开了之后,对于我们这类高端模具的一个市场开拓起了非常大的作用。所以说这台iQ500应该说是给我们接业务带来了很大的帮助。”


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外驱 | 倒逼精密加工综合能力


“这类高精度的光学部件在传统的工艺上,最终的精加工需要借助人工抛光、研磨达成表面粗糙度的要求,但是往往在现在新的技术要求下,依然无法满足要求。”而牧野iQ500能够提供的是一个亚微米级加工的精度,在最后的表面精度上是可以近乎无需人工抛光,直接达成镜面效果非常好的表面光洁度。


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在许总看来,iQ500为友成模具带来的裨益是多方面的,“譬如,它对于整一个工艺的环境,包括空调温度、隔振系统,甚至整个加工过程中对于刀具的使用,对于工件本身的设计以及编程的程序的策略等,都是有一些综合的要求。那么在这样的情况下,也是对我们整个加工团队提出了一个更高的要求——也让他们能够有更好的一个素养,能够对精密加工形成一种新的概念。


他随后还以光导模具的齿条的精密加工进行了展示,“这些齿条来自于菲涅尔结构或其他的光学结构,这类产品通常是营造一种车辆的外环境的氛围,包括其外观在夜间也是非常炫酷,它对于光形的一致度,光的亮度以及造型各方面的一个要求也是精密度非常高。”


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经典 | 经久耐用


友成在2008年引进了一大批的牧野设备,包括当时中国大陆的第一台MCC1513、V56i、V77以及数控、放电(等设备)。同时还有牧野SP64线切割机,“这台慢走丝设备已经用了十多年了,之前是靠快走丝或中走丝设备来加工零件,但无法达到车灯模具的零件精度。”


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许总仍清楚地记得,牧野SP64线切割的Z轴高度在当时他们园区内是最高,可以加工到320毫米高,此外这台机床的自动穿丝功能非常好,减少了人工的频繁手工穿丝。即使使用了十多年,依然能满足他们模具的加工,目前该设备一切运行如常。


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携手 | 同步开发


而讲到服务,模具制造商从销售的角度其实卖给他们客户的本身也是一个装备。“我们客户是用我们的模具作为一个生产性的工装,所以他们自然会对模具从前期设计考虑角度到后期使用的友好性这么一个角度都会有要求。实际上我们对牧野其实也是有这样的一种要求。” 许总坦言。


像iQ500这样的设备进来了之后,并非简单的安装和培训就是服务,“牧野让我感受最大的是——他并不是认为我的设备都做好了,你给我用好就行了。而是说我的设备是做到目前这样一个状态,你可以反馈你的使用感受以及改进建议。我在这个基础上再改进。所以说跟牧野其实很多时候也可以说是一个同步开发的过程。


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“我相信牧野出来的机器不是完美的,并不是它的制造工艺有问题。而是可能设计初衷或者说用户体验方面跟设计设想会有一些差异,这个时候是需要由客户来进行纠偏。这才能够更好朝着客户实用的方向去做。”


牧野在这方面是非常开放的,“他们能够替我们去想问题,然后替我们去研究这个事情,然后给我们一个非常满意的答复。”


畅想 | 最重要的是“装备技术”


采访的最后,许总强调,从目前来讲,其实我们面临的挑战还是比较大的。一方面对于客户产品本身的它的要求、精度、复杂度都产生了新的这种不同层面的一个要求,同时我们也面临很多同行业的一些竞争的压力。”


所以他们也在思考应当如何在挑战当中胜出来?


首先他认为最重要的就是技术,这个技术自然来自于装备的技术本身。“牧野能够给我们带来的是高效、高品质,那么自然也会给我们带来更多的业务机会。从这样的一个角度,我们会与牧野去协同发展,不再仅是简单的设备采购关系,而是要和牧野一起发展出一套适合我们自己的一种加工的逻辑,一种发展的方向,一个路径。

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