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作為致力于在其所從事領域中獲得競爭優(yōu)勢的公司來講，Waters需要在保持極其精確公差的同時，解決產品的開發(fā)時效問題。實現(xiàn)這一目標的關鍵之一就是快速制造出設備樣機(被專門設計用于分離內部各種不同的微級化合物)。通過投資購置Makino 生產的高精度加工平臺，公司加快了產品開發(fā)，同時實現(xiàn)了微切削加工應用的精密公差。

總部位于Massachusetts州Milford的Waters公司研制出了高效液相色譜(HPLC)設備，該設備被研究與質量控制實驗室用于通過測量合成和天然化學物質濃度，對混合物中的成分進行分離和鑒別。高效液相色譜(HPLC)設備依靠高壓泵，將液體溶劑和混合物樣品傳輸?shù)酱仓�之�?裝滿能夠將混合物分離成單一成分的高精包硅微粒(1.7?μm)。采用高壓管及配件使泵、注入器、床柱和探測器組件。

隨著小顆粒色譜趨勢的出現(xiàn)， 公司開始開發(fā)具有更小內容積和更高壓力的儀器。最近，Waters公司的研發(fā)集團要求機械工廠推行微流控技術，并改進低流量液相色譜(LC)。這將需要對微床柱、管路和配件進行微切削加工，以使它們符合對應于通道寬度、深度和表面光潔度的極限公差。

圖1 Waters公司投資Makino iQ300使該公司不斷添加各種困難的加工特征，其中包括寬度和深度分別為0.006?in和0.007?in的微流體通道

Waters公司采用了先前的液相色譜(LC)設備機型， 但受到石英管脆弱性的挑戰(zhàn)，因此，尋求在完全封閉的金屬裝置中制造微通道，這將需要毛細管的表面光潔度非常光滑，目標是實現(xiàn)至少5?μin-Ra的表面粗糙度。

公司第一次是從外部供應商獲得的這些微細零件，但事實證明非常耗時。據(jù)首席工程師Bob Jencks稱：“由于產品外包，致使開發(fā)其中的一個產品花費了兩年多的時間。Waters公司也曾經(jīng)嘗試自己生產零件，但由于自身設備無法確保要求的公差， 結果最終還是推到了制造商那里。

然后，Waters公司開始研究能夠提供精確公差、高速主軸、非凡重復性和刀具壽命的加工設備，還希望研發(fā)出一款能夠處理更多特性(如沉孔)的機床。Waters公司不想在一個單獨的機床上生成這么多的特征，因為這些特征所要求的極限精度牽扯到一些不容許存在任何變化性的微通道。最終，Waters公司做出了Makino iQ300立式加工中心的加工能力符合要求的定論。

圖2 iQ300的超剛性設計和刀具長度量測功能可使加工延長數(shù)小時之久，直徑可小到0.003?in，而不會在破損或刀具壽命方面出問題

為了做出決定， Waters公司的員工求助于他們在IMTS期間曾經(jīng)遇到的、擔任Makino 公司微切削加工研發(fā)團隊負責人的John Bradford先生。在討論完可能的解決方案后， Waters公司的團隊成員前往Makino 的技術中心，參觀正在運轉中的設備。在前去參觀之前，他們將零件圖紙?zhí)崆敖o了Bradford先生，并且攜帶了他們一直試圖加工的零件。在Waters公司的團隊抵達之前，Bradford先生和他的團隊針對這個特定的應用，對iQ300 VMC進行了編程，確定能夠成功地生產出制成零件。Waters公司先后三次前往Makino 的技術中心，最終購買了iQ300。

Jencks先生講道：“我們實地看到了iQ300能夠勝任我們需要的加工任務。在幾天之內，他們就在項目上趕上了我們，省下我們一年的時間。我們將這臺機床看成是完整的成套裝備。它能夠勝任高精度微切削加工，以及我們的標準零件加工。這是能夠與我們一起成長的高端設備。這臺機床能夠使我們的產品更快交貨、更加暢銷，這就是我們極力推薦公司投資購買它的原因所在。”

采用iQ300之后，Waters公司已經(jīng)能夠使其全部的金屬零件在通道寬度、深度和表面光潔度各項指標滿足所有的極限公差。據(jù)Waters公司的高級機械工程師Charles Murphy稱，實際上，公司已將機床用于改善多個零部件的性能，形成了各種功能，其中包括0.0060?in寬、0.0070?in深的通道。可將定位調整做到0.000?01?in，幫助在相對于微流體通道的臨界孔特征中，保持0.000?05?in的真位。當公司需要在其金屬零件中實現(xiàn)5?μin-Ra的表面光潔度時，采用iQ300就能夠實現(xiàn)1～2?μin-Ra的表面光潔度。

除了具備進行微切削加工的能力之外，Waters公司現(xiàn)在還可以在比預期更短的時間框架內，創(chuàng)建樣機，以保持對產品開發(fā)中最關鍵環(huán)節(jié)的管控。

據(jù)Jencks先生稱，采用這種“業(yè)務內之業(yè)務”方式來支持研發(fā)是有價值的舉措，意味著研發(fā)的周期更快，并且公司的下一個重大產品理念也有可能更快地成為現(xiàn)實。例如：如果某位工程師在開發(fā)零件期間，對設計進行了更改， 則公司可以暫停機床運轉，進行模型更新，并加工新的功能。以往外包加工需要5～6個月的時間，如今僅需在公司內部花費2～4星期的時間便可完工，樣機反饋的時間可以在數(shù)天內完成。

在Waters公司推進研發(fā)的過程中， 還觀察到了很多的成長機會。加工業(yè)務經(jīng)理Matthew Howland是這樣講的：“使用這臺機床，我們仍然有擴展的空間。我們操作這臺機床已經(jīng)有接近一年的時間， 但我們仍在不斷地學習。機床還有一些功能，我們還沒有嘗試過，我們期待進一步優(yōu)化流程。”