Découpe de rondelles de germanium sur la SG 20 : 42% de débit supplémentaire, moitié moins d'heures opérateur

Pourquoi passer la découpe de rondelles de germanium à une boucle de fil sans fin ?

La découpe de rondelles de germanium semble être la tâche la plus simple dans un atelier d'optique : prendre une tige épaisse, la sectionner en fines plaquettes, les envoyer en aval. Le client de ce dossier — un producteur de plaquettes de germanium fournissant des fabricants d'optiques infrarouges — faisait exactement cela, et perdait de l'argent à chaque extrémité de chaque coupe. À l'avant, des bords de plaquette ébréchés. Le monocristal germanium se clive facilement le long de ses plans {111}, et chaque bord ébréché soit mettait une plaquette au rebut, soit obligeait la station de rodage à creuser plus profondément dans la surface pour l'enlever. À l'arrière, la main-d'œuvre : leur processus de sciage existant nécessitait la présence d'un opérateur pendant chaque coupe, à surveiller, ajuster, décharger, redémarrer.

Aucun de ces coûts n'apparaît sur la fiche technique d'une scie. Les deux apparaissent dans le coût par plaquette expédiée — c'est pourquoi ce cas est mesuré de bout en bout, pas lame contre fil.

À quoi ressemble la face brute de coupe ?

La machine est la scie à fil diamanté sans fin SG 20. Une boucle fermée de fil diamanté électrodéposé circule dans une direction à grande vitesse — pas de renversement, pas de lame rotative, pas de marques de renversement. Pour la découpe de rondelles de germanium, le fil traverse le diamètre de la tige à des vitesses d'avance de 10–20 mm/min, et comme la surface abrasive se renouvelle continuellement à mesure que la boucle circule, la face de coupe reste uniforme de la première plaquette d'une tige à la dernière.

Le résultat sur les tiges de ce client correspond à ce que nous observons généralement avec la découpe au fil germanium : rugosité de surface brute de Ra 0,6–1,2 μm, variation d'épaisseur totale de 8–15 μm sur une plaquette de 50 mm, et — le chiffre qui comptait le plus pour eux — aucune ébréchure de bord. Leur inspection entrante avait été conçue pour trouver et cartographier les bords ébréchés. Après le changement, cette étape d'inspection n'a rien trouvé à cartographier.

Des faces lisses et sans ébréchures ne sont pas seulement une statistique de qualité ; elles sont un calendrier. Chaque micron de dommage sous-jacent laissé par la scie est un micron que la ligne de rodage et de polissage doit enlever. Les plaquettes sorties de la SG 20 entraient dans le rodage avec moins de matière à décaper et aucune marge de réparation des éclats, et les stations en aval ont accéléré sans aucune modification des machines en aval.

Comment programmer une coupe qui réduit la main-d'œuvre de moitié ?

Le logiciel de contrôle de la SG 20 est développé en interne chez Vimfun, et il a été écrit en fonction du fonctionnement réel des ateliers de découpe, et non autour d'un contrôleur de mouvement générique. Trois comportements ont fait le travail dans ce déploiement :

• Épaisseurs mixtes dans un seul programme. Un seul travail de coupe peut contenir différentes épaisseurs de plaquettes en séquence — par exemple, une série de plaquettes de 5 mm suivie d'une série de 8 mm provenant de la même tige. L'opérateur saisit la liste des épaisseurs et la quantité une seule fois.
• Exécution sans surveillance. Une fois le programme lancé, personne n'a besoin de rester à la machine. La scie indexe, coupe et progresse dans toute la liste par elle-même.
• Arrêt automatique avec alarme. Lorsque la dernière plaquette programmée est coupée, la machine s'arrête d'elle-même et signale l'achèvement. Aucun opérateur ne surveille pour attraper la fin d'un travail ; aucune tige coupée au-delà du plan.

Avant le changement, la découpe était une station à présence constante. Après, un opérateur charge une tige, lance le programme et s'éloigne pour faire fonctionner d'autres équipements jusqu'à ce que l'alarme le rappelle. Sur plusieurs équipes, l'exigence d'opérateur du client pour la découpe de rondelles de germanium a été réduite de moitié environ — non pas par des réductions d'effectifs à la machine, mais parce que la machine n'exigeait plus de présence constante.

D'où vient réellement le 42% ?

Le client signale une efficacité globale augmentée de 42% depuis le passage de la découpe de rondelles de germanium à la SG 20. Il est utile d'être précis sur ce que représente ce chiffre, car il ne s'agit pas d'une revendication de vitesse de fil. C'est un chiffre de bout en bout sur leur flux de tige à plaquette finie, et il s'accumule à partir de trois sources :

Le tranchage est un système d'une plateforme à deux systèmes

Le comportement de tranchage documenté ici est l'un des deux systèmes de contrôle de la plateforme SG/SGI. L'autre coupe des contours programmés à partir de dessins CAO — la capacité derrière notre découpe de lentilles en germanium de forme irrégulière avec Sunny Optical, où des lentilles en forme de croissant avec des coins R1 sortaient de la même classe de fil. Un atelier qui achète la plateforme pour des tranches conserve l'option des formes, et vice versa.

Les deux cas se situent en tête de la même chaîne d'outils : scies à fil alimentant les stations de centrage, de rectification sphérique et de polissage dans la équipement de fabrication de lentilles en germanium chaîne, faisant partie de la gamme complète. équipement de traitement d'optique infrarouge Les équipes dimensionnant un flux complet de barre à lentille revêtue devraient commencer par le ligne de production d'optiques infrarouges aperçu.