Artikel van Tim Wentink, gepubliceerd in de september editie van Verspaningsnieuws  

CVT optimaliseert met betrouwbare draadvonkmachines van Dymato 

Een maakbedrijf gespecialiseerd in draadvonken en gevestigd in Veldhoven. Met die factoren zal het voor niemand een verrassing zijn dat hier veel werkstukken de deur uit gaan die bestemd zijn voor de halfgeleiderindustrie. Controlled Vonk Technologie (CVT) zit er middenin en beweegt volop mee met deze snel groeiende industrie. Om aan de toenemende vraag te kunnen voldoen investeert de toeleverancier niet alleen in een nieuw pand en twee nieuwe Mitsubishi draadvonkmachines, maar ook in procesoptimalisatie.

“De halfgeleiderindustrie groeit zo ontzettend snel en de verwachtingen voor de komende jaren zijn uitstekend. Het is voor ons als toeleverancier van hoogwaardige, fijnmechanische producten alleen maar logisch om mee te groeien”, zegt directeur Hein Schellens. “Om die reden verhuizen we binnenkort naar een nieuw pand in Hapert. Met een vloeroppervlak dat vijf keer zo groot is als dat van het huidige onderkomen, pakken we het meteen goed aan.”

Meer output met optimaal proces

CVT is gespecialiseerd in het draadvonken van hoognauwkeurige onderdelen. Dirk Rijkers, Engineer bij CVT, pakt er meteen een aantal producten bij die het werk van de toeleverancier verduidelijken. “Toleranties van 2 micrometer of oppervlaktenauwkeurigheden van Ra 0,1 micrometer zijn hier meer regel dan uitzondering. Naast de hoge nauwkeurigheden zijn we ook gespecialiseerd in het vonken van complexe onderdelen. Daarbij ligt de focus sterk op het meedenken met de klant over bijvoorbeeld de maakbaarheid van een product.” Schellens vult aan: “Naast de hoge kwaliteit en het stukje engineering dat we klanten kunnen bieden, mikken we voornamelijk ook op een zo kort mogelijke levertijd en een hoge leverbetrouwbaarheid. Om met het huidige team de verwachte groei te kunnen bewerkstelligen, terwijl we de kernwaarden ‘kwaliteit, levertijd en leverbetrouwbaarheid’ behouden, werken we steeds verder aan een geoptimaliseerd proces. De vonkmachines van Mitsubishi, evenals de service en ondersteuning van leverancier Dymato spelen hierin een belangrijke rol.”

Minder controlemomenten

Het optimaliseren van het productieproces betekent voor CVT een focus op een ‘first-time-right’ productie en dus op een hoge proceszekerheid. Op die manier werkt de toeleverancier aan een maximale machine-output. Een hoogwaardig machinepark is daarom onmisbaar en CVT vertrouwt al jaren op de draadvonkmachines van Mitsubishi. Met name de hoge betrouwbaarheid en de service van Dymato zijn essentieel. “Bij andere verspanende processen kijk je al snel naar vormen van automatisering om het productieproces te optimaliseren. Bij draadvonken ligt dat toch anders. Bij het draadvonken heb je veel langere cyclustijden, waardoor langdurig onbemand produceren eigenlijk al de standaard is. Bovendien kunnen we dankzij een groot werkbereik meerdere werkstukken in één procesgang vonken. Op die manier kan de machine zonder tussenkomst van een bediener langdurig door produceren. Sommige programma’s lopen wel 50 uur. Met automatisering win je dan niet zoveel. Daarom streven we naar een andere vorm van optimalisatie en dat is procesbetrouwbaarheid.” Stap voor stap wil CVT de betrouwbaarheid vergroten zodat ze het aantal tussentijdse controlemomenten kunnen reduceren. Dit kost in verhouding namelijk veel tijd. Rijkers: “Als de machine optimaal functioneert kunnen we ook bij grotere series het aantal metingen reduceren, omdat je er dan vanuit kan gaan dat alle werkstukken in een batch aan dezelfde tolerantie-eisen voldoen als het eerste en laatste werkstuk.” Om de machinebetrouwbaarheid te maximaliseren worden de machines met vaste regelmaat gecontroleerd, gekalibreerd en onderhouden. Zowel Dymato als Mitsubishi verrichten deze onderhoudswerkzaamheden. “Alleen met een betrouwbare servicepartner kun je het draadvonkproces optimaliseren.”

Nauwkeurig en gebruiksvriendelijk

CVT heeft op dit moment de beschikking over achtnegen draadvonkmachines van Mitsubishi. De meest recente machines zijn de MV-R- en de zeer nauwkeurige MP-serie. In het nieuwe pand worden nog twee van deze machines metMaisart aan het machinepark toegevoegd. Naast de hoge betrouwbaarheid is de nauwkeurigheid een belangrijk voordeel voor CVT. Mitsubishi maakt gebruik van een zogenaamde ‘Tubular Direct Drive’ aandrijving. In vergelijking met een lineaire aandrijving zijn bij deze buisvormige servomotoren alle krachten symmetrisch verdeeld. Dit zorgt voor een hogere stabiliteit, een constante nauwkeurigheid, minder onderhoud en dus een hoge procesbetrouwbaarheid. Een ander voordeel volgens Rijkers is de D-Cubes besturing. “De nieuwe besturing werkt eigenlijk net als een tablet. Het is heel eenvoudig om een programma te maken. De software loodst je in een aantal stappen door het proces. Hoewel we veel offline programmeren is het in sommige gevallen toch prettig als je even snel aan de machine moet programmeren. Daarnaast is de simulatiefunctie iets wat we veel gebruiken. Het verzekert hetgeen waar we naar streven: een betrouwbaar proces.”

Kunstmatige intelligentie

Een nieuwe functionaliteit in de D-Cubes besturing is Maisart Technologie. De naam staat voor ‘Mitsubishi Electric’s AI creates the State-of-the-ART in technology’. Maisart is een kunstmatige intelligentie die met behulp van Deep Learning, Reïnforcement Learning en Big data analysis het draadvonkproces optimaliseert. “CVT gebruikt op dit moment Maisart nog niet, maar het kan voor een bedrijf die streeft naar procesbetrouwbaarheid een waardevolle oplossing zijn”, zegt Colin Jennings, Manager Operations bij Dymato. Maisart leert vanuit ervaringen en kan deze real-time toepassen in het draadvonkproces. Zo voorkomt de technologie bijvoorbeeld draadbreuk en zorgt voor nano nauwkeurige contour geometrie overgangen. Voorspelt de technologie een draadbreuk dan worden de generatorinstellingen in real-time aangepast. Daarnaast leert de technologie razendsnel om zich aan te passen aan nieuwe proceseigenschappen. Draadvonkers kunnen zo sneller anticiperen op veranderingen in de markt. Voor de semiconductorindustrie bijvoorbeeld, wordt contamination free vonken steeds verder doorgevoerd. Dat betekent dat er met kopervrije erodeerdraden gevonkt moet worden. Het kost  veel tijd om tot de juiste parameters en instellingen te komen, wanneer er wordt overgestapt op  alternatieve draadmateriaal soorten . Dankzij Maisart komt de besturing veel sneller tot de goede instellingen, die ook nog eens continu worden geoptimaliseerd. “Bij ons speelt het contamination free vonken uiteraard ook. Daarmee is Maisart  ook een interessante technologie voor CVT. We gaan hier de komende tijd wat verder induiken”, aldus Schellens.