FANUC ROBODRILL zapewnia maksymalną wydajność
Niektóre narzędzia na drodze ku doskonałemu uzębieniu
Pacjentów dentystycznych zawsze przeraża myśl o wierceniu. Ale w branży obróbki skrawaniem wiercenie to normalna czynność. Stefan Gibbert (inż.), specjalista ds. planowania procesów w dziale instrumentacji w Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, wypowiada się na temat wyjątkowo szybkiej inwestycji sprzętowej, poczynionej przez dostawcę kompleksowych rozwiązań w zakresie sprzętu dentystycznego. W przypadku robota FANUC ROBODRILL, tylko osiem miesięcy minęło pomiędzy wstępną rozmową a wytworzeniem pierwszego obrabianego przedmiotu. Stało się to we wrześniu 2012 roku. Nowa instalacja szybko stała się integralną częścią zestawu około 50 obrabiarek CNC w ramach działu instrumentacji. Do dzisiaj maszyna zdążyła wytworzyć już pewnie 100.000 tytanowych rękawów dla napędzanych turbiną lub silnikiem instrumentów dentystycznych, a w przyszłości może służyć do dalszej integracji mechaniki precyzyjnej do frezowania i wiercenia nowych, bardziej zaawansowanych podzespołów.
Fabryka wewnątrz fabryki
Sirona Dental Systems GmbH z Bensheim w Niemczech to globalny gracz i posiadacz najwyższej klasy certyfikatów, zajmujący się dostawą pełnej gamy produktów dla gabinetów i przychodni dentystycznych, posiadający oddziały i zakłady produkcyjne na całym świecie. Ta wiodąca na rynku marka zatrudnia około 3.000 pracowników na całym świecie – z czego 1400 pracuje w samym Bensheim –, podzielonych na cztery działy: CAD/CAM (wspomagana komputerowo protetyka), systemy obrazowania (radiologia), instalacje (układy i krzesła dentystyczne) oraz instrumenty. Ostatni dział ma 180 ekspertów z 50 obrabiarkami, oferującymi wysoki poziom integracji pionowej – to taka fabryka wewnątrz fabryki – charakteryzująca się wyjątkowym zakresem samowystarczalności. Od A do Z, od złożenia zamówienia do określenia sprzętu/ostrzy w wysokim standardzie technicznym, zgodnie ze szwajcarską i południowoniemiecką tradycją inżynieryjną. Takie wymagania dotyczą również administracji, projektowania, programowania, zapewnienia jakości oraz zgodności w zakresie rozwiązań inżynieryjnych. Produkcja wykorzystuje około 80% standardowych materiałów, takich jak stal nierdzewna każdego gatunku, tytan, brąz, nikiel, srebro i aluminium. Obsługiwane procesy to: toczenie, frezowanie, wiercenie, formowanie w stanie nadplastycznym, szlifowanie, ostrzenie oraz obróbka cieplna, korundowanie, wytrawianie kwasem, śrutowanie, frezowanie trzpieniowe oraz wycinanie, jak również układy przekładni (dotyczy szczególnie instrumentów napędzanych). Powyżej zawarto tylko krótki opis pełnych możliwości produkcyjnych firmy, w tym montażu produktów takich, jak prostnice i kątnice (napędzane silnikiem elektrycznym), turbiny (pneumatyczne) oraz inne instrumenty dentystyczne, takie jak skalery ultradźwiękowe, endodontyczne prostnice i kątownice oraz urządzenia natryskowe.
Narzędzia na drodze ku doskonałemu uzębieniu: 1,6 sekundy od pierwszego cięcia
Stefan Gibbert, który kieruje planowaniem procesów dla zakupionych części, posiada dyplom inżyniera mechanika. Tak się złożyło, że inwestycja w nowe centrum obróbki CNC stanowiła przedmiot zainteresowania. Nowe urządzenie miało być mniejsze, bardziej uniwersalne, prostsze w obsłudze, szybsze, bardziej ekonomiczne i niezawodne oraz przynajmniej równie dokładne, jak poprzednie, przy czym producent powinien być zlokalizowany w Europie Środkowej. „Znamy systemy sterowania FANUC z naszych wielu obrabiarek: roboty tej marki zostały zatrudnione jako operatorzy całodobowi linii produkcyjnej. To właśnie mój zwierzchnik, Jürgen Schreiber (inż . - FH) poinformował mnie o centrach obróbki marki FANUC. Tego samego dnia skontaktowałem się telefonicznie z właściwym dla nas przedstawicielem, panem Wernerem Kaliga. Godzinę później, przedstawiciel odwiedził naszą firmę i rozpoczął prezentację robota FANUC ROBODRILL α-T21iFa, a tydzień później otrzymał od nas zamówienie. Osiem tygodni po moim telefonie robot ROBODRILL rozpoczął frezowanie. Był to wrzesień 2012 roku, który będę pamiętać jako najszybciej złożone zamówienie sprzętowe w historii firmy Sirona oraz moją pierwszą inwestycję kapitałową” – mówi Gibbert, kończąc swoje wspomnienia dotyczące tych wydarzeń.
Sześć lub 10 supercienkich, ale wyjątkowo wytrzymałych rękawów z tytanu – każdy o wadze 2 gramów, długości 100 mm, średnicy zewnętrznej równej 20 mm, ściankach grubości 0,2 mm oraz precyzji przekraczającej 30µm – jest zaczepionych do klastrów multizaciskowych obrabiarki. W 4-osiowym centrum ROBODRILL α-T21iFa, obróbka skrawaniem rozpoczyna się od obu końców rękawa. Otwory wyjściowe na światłowody oraz przyłączenia dla indywidualnych części mocowanych po obu stronach rękawów muszą zostać wytoczone i wyfrezowane – 15 różnych modeli lub siedem różniących się od siebie geometrii zewnętrznych. Sześć wymiarów testowych do skanowania i monitorowania. Następnie części są (nadal) zdejmowane ręcznie: „Czas cyklu to tylko 60 sekund! Czas zmiany rzędu 1,6 sekundy od pierwszego do ostatniego cięcia, podzielony przez liczbę klastrów na rękawy, daje ogromny wzrost wydajności w porównaniu do poprzedniego urządzenia” – przyznaje ekspert od instrumentacji – "… co najważniejsze, robot FANUC wymaga tylko jednej trzeciej powierzchni zajmowanej przez poprzednie rozwiązanie oraz zapewnia możliwość pełnej automatyzacji – po bardzo przystępnej cenie”. Nasz przedmówca chwali również szybsze opcje kinematyki w osiach X, Y, Z oraz osi A (oś obrotowa), jak również przyjazność użytkownikowi, niezawodność oraz dużo łatwiejszą konserwację robota ROBODRILL. W czasie pierwotnej obróbki, operator Nils Klöss może gratować ukończony zestaw rękawów i ręcznie wywiercić kolorowe otwory: „Docelowo planujemy integrację tego kroku z głównym czasem obróbki urządzenia. Chcemy również opracować bardziej inteligentne rozwiązanie do przenoszenia rękawów … procesu bardziej skomplikowanego niż normalnie, z powodu powierzchni o różnej strukturze obrabianych produktów”, dodaje Gibbert na temat potencjalnego wdrożenia robota. Następnie firma może zwiększyć pracę na jedną lub dwie zmiany na typową pracę trzyzmianową. Zero wadliwych części, praktycznie bez strat. Taka technologia umożliwia zapewnienie zgodności z rygorystyczną polityką zapewnienia jakości stosowaną w Sirona oraz z międzynarodowymi normami – DIN ISO EN 13485 oraz uzyskanie dopuszczenia przez FDA, jak również zgodność ze wszelkimi normami międzynarodowymi stosującymi się do wiodącego dostawcy pełnej gamy sprzętu dentystycznego.
Wydajność dla zmniejszenia kosztów
Głowica pneumatycznego narzędzia dentystycznego osiąga 450.000 obrotów na minutę. Aby sprostać tym wymaganiom, podzespoły muszą być odpowiednio wytrzymałe i dokładne – co dotyczy również rękawa. Odchylenia od tolerancji muszą zostać kompletnie wyeliminowane. W przeciwnym razie negatywne konsekwencje są łatwe do przewidzenia dla każdego, kto odczuł działanie wiertła dentystycznego na własnych zębach. Dlatego rękaw wytwarzany w ramach tego procesu stanowi najbardziej precyzyjny element obrabiany przez dział instrumentacji w Sirona. Rękaw jest wykonany z ultracienkiego tytanu i formowany w stanie nadplastycznym jako część standardowa obrabiana w ramach różnych etapów i wykańczana na instrumentacji: „Stosujemy zasady produkcji odchudzonej z mniejszymi partiami produktów, co pozwala nam na elastyczne i czasowe reagowanie na wymagania klientów. Bez dużych zapasów, ale przy szerokiej gamie części, jesteśmy w stanie zapewnić krótkie czasy produkcji przy produkcji i montażu na zamówienie”, tak strategię działu instrumentacji tłumaczy Gibbert (inż.).
Według informacji dostarczonej przez Stefana Gibberta, robot ROBODRILL ma więcej funkcji (takich jak monitorowanie wrzeciona, kontrola nad wypaczaniem, nanointerpolacja, przygotowanie do automatyzacji), pozwalających w przyszłości na przeprowadzanie bardziej złożonych procesów bez operatora. „Robot FANUC α-T21iFa pracuje od września 2012, bez żadnych problemów i z dobrym skutkiem. Wiemy już, że to urządzenie może więcej, niż się spodziewaliśmy; praca na obrabiarce, która – w przeciwieństwie do poprzedniego sprzętu – nie sprawia problemów konserwacyjnych, to czysta przyjemność. Nawet w przypadku konieczności wymiany wrzeciona, nowy wkład to najtańsze i najszybsze rozwiązanie, niewymagające długich przestojów. Jest to szalenie ważne w perspektywie przyszłych projektów, dla których preferujemy jedno źródło dla zaopatrzenia wszystkich naszych wymagań technicznych – automatyzacja, przenoszenie, sterowanie, obróbka CNC” – tłumaczy Stefan Gibbert, kończąc rozmowę poprzez przywołanie motta, którym kieruje się lider grupy zajmującej się konserwacją zakładu produkcyjnego: „najbardziej lubię maszyny, które najrzadziej widuję, gdzie nie jestem ciągle wzywany do rozwiązywania problemów”.
Przygotowanie na przyszły sukces rynkowy
Azja to jeden z najbardziej dynamicznie rozwijających się rynków sprzętu dentystycznego. Chiny rozpoczęły realizację programu rządowego, w ramach którego co roku szkolonych jest 60.000 dentystów. Europa i Ameryka to tradycyjne, stabilne rynki dla Sirona, o zrównoważonym i skromnym stopniu rozwoju. Firma Sirona nie odczuła skutków kryzysu z roku 2009 – organizacja nadal zatrudniała specjalistów i inwestowała w obiekty (nowe centrum badawczo-rozwojowe) oraz sprzęt, przygotowując się na hossę, która rozpoczęła się w roku 2010. Dobre perspektywy na rok 2013: firma nadal inwestuje. Budowa nowego centrum mechaniki precyzyjnej (ok. 3000 m² powierzchni roboczej) nadal trwa. Pojawiły się plany wyposażenia nowego zakładu w technologię CNC, częściowo w połączeniu z inwestycjami rozwojowymi.
Sirona – Dostawca rozwiązań dentystycznych
Sirona to lider branży rozwiązań dentystycznych zarówno w zakresie technologii, jak i udziału w rynku. To światowy partner gabinetów, klinik i przychodni dentystycznych oraz autoryzowanych dystrybutorów. Sirona tworzy i produkuje kompletną ofertę produktów dentystycznych, od systemów CAD/CAM do wspieranej komputerowo protetyki ceramicznej, przez cyfrowe systemy obrazowania do wykonywania zdjęć doustnych i pantomograficznych oraz tomografii (3D), do centrów leczenia dentystycznego, instrumentów i systemów higieny ustnej. Dzięki ciągłym innowacjom we wszystkich obszarach stomatologii, firma Sirona pozostaje wiodącą siłą zmierzającą ku postępowi technicznemu w tej dziedzinie od chwili opracowania pierwszego elektrycznego wiertła dentystycznego (1887). Innowacje wprowadzane przez Sirona wyznaczają standardy leczenia stomatologicznego, a przez ostatnie 30 lat miały decydujący wpływ na digitalizację technologii dentystycznych. Sirona to 3000 pracowników zatrudnionych w 25 lokalizacjach na całym świecie. Produkty firmy oferowane są klientom w 135 krajach położonych na wszystkich kontynentach. Stany Zjednoczone to największy samodzielny rynek Sirona. Kolejne wielkościowo rynki to Niemcy i Azja. Firma została wydzielona z korporacji Siemens Medical Technology Division w roku 1997 i od roku 2006 jest notowana na amerykańskiej giełdzie US NASDAQ (symbol: SIRO). W ciągu ostatniego roku podatkowego (1 października 2011 do 30 września 2012), Sirona odnotowała przychody rzędu 979 milionów dolarów. Większość produktów oferowanych przez Sirona powstaje oraz jest produkowanych w Bensheim (Niemcy), największym na świecie centrum projektowym i produkcyjnym w branży dentystycznej. Obecnie Sirona zatrudnia ponad 260 inżynierów i naukowców, a budżet dla działu badania i rozwoju w ciągu ostatnich 6 lat łącznie przekroczył 250 milionów dolarów.
