图片：Tony Rydh先生，瑞典沃特杰特公司的联合创始人兼CTO

为了争夺欧洲核子研究中心（CERN）的投标，西班牙Nanoker Research S.L公司在世界各地寻找合适的机器供应商。工业陶瓷材料专家需要找到一种可以使用水切割技术切割出精密零件的机器。这一次他们来到了斯堪的纳维亚半岛。

合作是如何开始的？

2022年秋天，Nanoker Research S.L.的斯堪的纳维亚代理商KG Fridman AB的首席执行官Alain Lennquist联系了瑞典沃特杰特公司。他们需要对一种新的工业陶瓷材料中的水切割零件进行价格估算，并发送了零件的技术规格。

拥有40多年水切割经验的瑞典沃特杰特公司联合创始人兼CTO（首席技术官）Tony Rydh讲述了这个故事：

-我们很快意识到，这些零件需要使用精细水切割技术进行切割。由于不可能在没有测试切割的情况下对全新材料进行计算，我们联系了瑞典的一位客户，他有一台专门为精细水切割设计和制造的机器。托尼解释说，用他们的机器，我们可以制作一些样品并进行切割测试。

该客户最近安装了一台高端配置NCM 10 Micro水切割机，器配备了新的Alphajet TVL（锥度补偿）切割工具。由于这些零件需要精细磨料水切割和锥度控制相结合，因此他们的机器非常适合这项任务。

如何优化新型陶瓷材料的水切割工艺？

测试成功了，几个月后，Alain Lennquist带着一项新的任务回来了。

-Tony Ryd说，这一次我们有更具体的目标，为他们的材料开发一个“优化的加工索引”。一种用于对材料及其可加工性进行分类的方法。

要创建优化的可加工性索引，首先要定义所有可用的工具设置和工艺参数，如压力、磨料流量、磨料类型、喷嘴尺寸和砂刀管尺寸。

-您可以切割直线轨迹，一次只调整一小步或者只调整一个参数。使用根据最佳切割效果且保持效果最长距离的设置定义索引。Tony Ryd先生解释说，你可以直接观察它。

左图：切割测试，为新的陶瓷材料产生一个优化的可加工性指数。  右图：使用精细水切割技术切割的零件示例。

优化索引分析的另一个好处是可以精确测量角度偏差。通过这些测量，您可以计算出需要多少角度补偿才能满足公差要求。在水切割特定的CAD/CAM软件中，有一个可用于最常见材料的TVL（锥度补偿）数据表，但当您有一种全新的材料时，您需要创建自己的表。

在有了索引后，根据起点、需要超精细公差或不太重要的表面粗糙度的表面对每张图纸进行分析，为每个零件制定最有效的切割程序。当这样优化切割程序时，总切割时间将显著缩短，从而提高制造的整体盈利能力。

谁能提供带有锥度控制功能的精细水切割设备？

世界上有一些水切割机制造商提供不同类型的“精细切割”，但经过一些市场研究，只有两个供应商具备所需的技术，即具有锥度补偿能力的真正精细水切割。

-阿兰·伦奎斯特说，最终只有两家可能的供应商，都来自斯堪的纳维亚。这就是为什么这个项目是由我们领导的，我们是Nanoker的斯堪的纳维亚代表。我们还评估了一家来自美国的水切割供应商。他们在西班牙有很好的代理商，但无法满足基本技术要求。Lennquist先生解释道：“我们在瑞士也找到了一家供应商，但该公司存在一些不确定性，所以我们决定不继续跟踪。”。

图片：Nanoker斯堪的纳维亚首席执行官Alan Lennquist先生代表KG Fridman AB领导采购项目。

是否有不同的采购方法？

通过测试和时间研究对两个选定的供应商进行了评估。两家公司都提供了正确的零件，但方式略有不同。

-瑞典沃特杰特公司的Tony Ryd先生解释说，制造4-5个零件很简单，但重复制造数千个质量一致的零件则是另一回事。Tony继续说道：“高产量意味着对机器和制造工艺的要求更高。”。

为了证明机器和切割过程的可重复性，瑞典沃特杰特公司提供了一个由400个零件批量试切，而不是只有几个零件。每十件零件抽一件在电子显微镜中进行评估，测量以百分之一毫米为单位的公差和表面光洁度的Ra值，以确保满足要求。

-当扩大批量时，我们的程序能识别材料的变化。Tony Ryd说：“这也帮助Nanoker微调了自己的制造工艺，并实现了陶瓷材料工件更一致的质量。”。

什么成为首选的解决方案？

2023年春天，评估最终确定，选择了瑞典沃特杰特公司和配备Alphajet TVL功能的NCM Micro机器上。

使用细磨料进行精细水切割的技术早在2009年就在瑞典沃特杰特公司位于Ronneby的工厂开发出来。2014年，他们推出了自己的精细水切割机；NCM 10 Micro，一种用于小公差非常精确的水切割的机器。

图片：NCM 10 Micro，一种用于精细零件和微型部件的高精度切削工具

与传统的水切割机相比，NCM 10 Micro切割机具有许多独特的功能：

•它是为精细磨料水切割而设计的，使用230-240目磨料和200-400微米的聚焦管。

•它具有软件控制的磨料进给，以检测进给速率、磨料缓冲区的堵塞和磨料储量。

•机床工作台框架采用人造花岗岩材料，具有良好的刚度、精度和吸震性。

•X和Y运动系统都配置了Renishaw高精度不涨钢光栅尺。

•托盘工作台，便于安放不同的工装夹具。Nanoker机器配备了一套夹具框架，其中一些已成为可选功能。

•橡胶悬挂式水箱可以避免振动。水箱还配备了冷却元件，以便能够控制水温。

图片：Alphajet TVL切割工具和定制夹具。

最重要的是，Nanoker 订购的NCM 10 Micro机床配备了新的Alphajet TVL功能，即下一代锥角控制。

-Tony Ryd先生说，我们很荣幸被选为该项目的供应商。我们努力成为世界各地寻求水切割解决方案的客户的首选，这些解决方案的基本要素是高质量、高技术含量和高服务标准。

2023年秋天，在西班牙的Nanoker工厂安装了新的精细水切割机，迅速提高产量以满足欧洲核子研究中心的高产量需求。在我们的下一篇文章中了解更多信息：工业陶瓷和精细水切割，第3部分——精细水切割先进加工的实施。

Nanoker Research S.L是做什么的？

Nanoker开发和制造基于技术陶瓷和先进纳米复合材料的产品和解决方案，用于各种极端应用，掌握尖端材料科学和工业加工方法。

瑞典沃特杰特公司是做什么的？

瑞典沃特杰特公司开发、制造和销售先进的水切割解决方案，并提供优质的售后服务和零件。努力成为世界各地寻求高质量、高技术含量和高服务标准的水切割解决方案的客户的首选。

KG Fridman AB是做什么的？

KG Fridman AB提供由欧洲供应商生产的各种机械部件。得益于他们广泛的网络，他们可以为您所需的零件确定合适的来源。他们的供应商生产从车削和铣削部件到弹簧、冲压零件、烧结零件、工业陶瓷、精密滚珠轴承等各种产品，所有这些都符合您的图纸和规范。有几家供应商通过了航空航天应用EN9100认证，但我们也在医疗技术、海上和其他领域中具有挑战性的要求和严格零件公差需求的用户提供服务。