客戶名稱：Mendell Inc公司

    地點：美國明尼蘇達州Lakeville

    解決方案：GibbsCAM軟件

    Mendell公司坐落在在美國明尼蘇達州Lakeville東南角的 Minneapolis 市郊，1965年成立，至今已有40多年歷史。Mendell公司從1992年Bryan Bartz擔任總經理開始轉變發展方向。在那之前，他們主要集中在國防工程方面，在Bryan Bartz上任前該項目已經步向衰退，處于虧損狀態。Bryan Bartz上任不久，Mendell公司就轉向半導體、數據存儲和通用設備生產。

    Bryan Bartz于1999年買下了Mendell公司，開始進行戰略規劃，全面了解公司的實力、生產能力和企業競爭力。經過調查，他發現Mendell公司員工在醫療設備制造方面理論知識扎實，技能熟練，很適合在精密醫療器械行業發展，于是他把Mendell公司的發展重心定位在了醫療器械行業。

    由于Mendell公司位于Medical Alley中心地帶—該地區有很多醫療保健公司因而得名Medical Alley（醫療大道）—他們必需樹立自己的特色才能生存。正是由于Mendell公司認識到了這點， 他們一直緊緊追隨著醫療行業的發展步伐，不斷尋求有發展前景的項目，他們的業務有90%是面向醫療行業客戶。Mendell公司的57名雇員能綜合使用各種技術，包括操作28臺機床和3套GibbsCAM軟件。Mendell公司除了為航空航天、國防及色譜裝置生產零部件外，還生產植入式醫療器械、外科手術器具、診斷儀器等。

    “我們的成功主要得益于我們擁有優秀的員工隊伍，”Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie說，“他們勇于擔當，樂意承擔更多新的工作任務，并努力干好，在大家的齊心協力下，我們公司不斷發展壯大。如果光擁有最先進的技術，而沒有能很好運用這些技術的人才，我們不可能取得今天這樣的成果。我們提供的是優秀人才、合作精神和高端技術，而不光光是產品。”

    當問及Mendell公司能有多少優秀員工時，Bartz回答說“如果公司能讓員工覺得備受照顧，有很干凈的工作環境，家庭式的工作氛圍，收入不菲，且公司有一定的贊賞和獎勵措施，那么擁有優秀的員工隊伍就不難了。”

    非工作性津貼，如在每年夏天和明尼蘇達州的冰上捕魚季節組織員工釣魚，這樣的活動對于增加團隊凝聚力也有幫助。Bartz雖貴為老板，但很有親和力，幫助大家不斷學習進步，讓Mendell公司和員工都受益匪淺。

    由于Mendell公司在業內口碑很好，吸引了很多經驗豐富的人才，該公司有健全的培訓機制，為員工提供很多培訓機會，促使很多年輕員工愿意留在該公司長期發展。“Mendell公司敢于聘用經驗少的機械師，幫助他們提升技能，成為高級機械師。”

高科技，高凈度

    就成功的技術因素而言，Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie把功勞歸功于GibbsCAM軟件，因為GibbsCAM軟件編程十分高效，加快了從設計到生產的進程。“GibbsCAM軟件在零件組編程和常用醫療設備編程方面非常好用，因為采用GibbsCAM軟件復制數據只需簡單拖拉就能把數據從一個零件復制到另一個零件。使用GibbsCAM軟件，無需復制就能創建并修改相關聯零部件，把在電腦上操作的時間從幾個小時縮短到幾分鐘完成。我們采用此方法所做出的產品質量更好，還能嚴格控制公差降低可變性，實現真正意義上的縮短生產周期。高速度、一致性和高精度讓我們在激烈的競爭中擁有巨大優勢。”

    GibbsCAM軟件在虛擬仿真方面功能強大。“GibbsCAM軟件的可視化功能和仿真功能是非常好的銷售工具。采用GibbsCAM軟件的虛擬仿真功能，無需進行實際加工，就能通過仿真檢驗編程效果。GibbsCAM軟件在加工理念、性能及加工進程方面能充分滿足客戶的要求。”

    Mendell公司憑借著在業內豐富的經驗和良好的信譽，以技術贏得了客戶的信賴。“我們的客戶及客戶所在行業對復雜零件的質量和外觀都有很高的要求，”Storlie說，“我們公司已使用GibbsCAM軟件多年，在GibbsCAM軟件虛擬仿真功能推出前，我們要反復試驗好幾次才能生產原型。”

    Mendell公司應用工程師及首席程序師Jeremy Thon起初很困擾，但自從有GibbsCAM軟件的虛擬仿真后方便了很多，他說“客戶告訴我們他們的想法，如果可能，他們還提供功能特征的公差。我們研究CAD模型，有時會用到GibbsCAM軟件的虛擬加工功能，在保證結構完整的同時，為客戶提供或經濟或美觀的解決方案。”

    制造醫療設備最大的挑戰不是技術。最大的挑戰首先是高凈度；然后是流程跟蹤，之后才是Mendell公司生產所執行的ISO認證標準。Mendell公司在生產過程中嚴把關，如生產可植入式塑料品不使用冷凍劑，以滿足高凈度的要求。

    Mendell公司使用幾個訣竅來提高產品精度，并縮短生產周期，首先從夾具開始。GibbsCAM軟件功能全面，他們可以執行任何操作，無需返回到CAD中繪圖。Mendell公司先使用實體模型零件幾何做夾具，實現零件與夾具間的完美配合。GibbsCAM軟件把他們放到一起，并采用仿真功能演示他們的相契合度，節約了很多時間。

    Mendell公司努力生產零件組，經常生產由14個不同型號零件組成的醫療植入零件組。采用GibbsCAM軟件不停地進行編程、設置、加工。Thon說“最糟糕的情況是，我們為操作人員生產可互換的夾具，以便于在同一零點查找和先前零件不同型號的零件。我們保存機床偏移設置，節約了每個零件的調入時間。”

    圖1 GibbsCAM軟件加工零件全過程

    上圖是Mendell公司正在Tornos瑞士型機床上用GibbsCAM軟件加工零件的全過程

提高機床利用率

    脊髓融合手術支架采用專用于醫療業的PEEK塑料，其中復雜幾何需5軸加工，是典型的零件組零件。此零件寬約0.300英寸，長3/4英寸至1英寸，最大高度0.600英寸。每個零件不同角度都有裁剪，包括貝形邊角，面角和用來顯示X光放射線方向的鉭針孔（因為塑料不能反射X光）。當這些操作完成后，在機床上進行精加工和修邊，提高產品精度，以防止雜質混入。

    客戶提交CAD圖，但不打印出來。Mendell公司需要最小圖紙的四五個臨界尺寸。Thon直接導入SolidWorks生成的第一個圖到GibbsCAM軟件中，把1英寸的毛坯固定住，設置鉸軸支座上安裝的5C圓頭鉚釘的傾斜和旋轉角度。由于模型位于轉軸上方，他把工件排列在一個面上，為每把刀具的偏角定義一個平面，然后從模型中抽取幾何體并定義切削尺寸。“操作技巧是確定偏角的方向和角度，選取所有必要的幾何。”Thon說，“這之后再選取工具就簡單了。”

    Mendell公司使用GibbsCAM軟件仿形銑功能，Thon說，“這是一個很棒的抽取幾何體和驅動刀路的工具。我們需要精確度，但客戶提供的實體未必符合打印規格。所以我們盡量抽取幾何體，然后使用GibbsCAM軟件標注尺寸，如果需要的話，重新創建幾何體，有時候還需要重新創建實體。

    GibbsCAM軟件還能幫助選擇刀具，換掉成型銑刀。Thon通常通過改變偏刀角度調節標準刀具。當必要時，他還使用GibbsCAM軟件的Tool Tile設計工具，采用模擬仿真功能進行測試，成功后打印出來。當所有工具都定義好之后，使用GibbsCAM軟件的模擬仿真功能把所有操作都過一遍以確保無誤。

    當零件組的第一個零件完成后，Thon把下一個CAD模型放到這個零件的同一位置，繼續使用之前的參數。這就節省了大量時間，尤其是做原型，節省時間更多。Thon說，“設置14個不同型號的零件，每個零件做10個，需要很多時間。采用GibbsCAM軟件，平均每個零件省去了好幾個小時的設置和編程時間。這么做還能省去零件在機床間換工位的時間以及閑置時間。”

    圖2 五軸CNC加工中心加工零件

    上圖是脊髓融合手術支架零件組中的一個零件在五軸CNC加工中心上的第一步操作即將完成

醫療器械行業零件日益復雜

    Mendell公司之前從未使用CAM軟件為瑞士車床編程，但GibbsCAM軟件幫助他們把機床更好地利用起來，制造出鈦合金椎弓根螺釘系統原型并進行了前期生產，此零件組螺釘有六個尺寸，最長的1.25英寸。此零件組的三個或更多的組件采用一個螺旋式連接器和壓線帽（閉端子）固定在橫穿椎骨的支架上。

    此螺旋式連接器采用GibbsCAM軟件進行車削和銑削編程，在Tornos瑞士型車床上生產，而原型和連接器及壓線帽（閉端子）是在車削中心和五軸銑削機床上加工完成的。“我們還是沒有打印，”Thon說，“我們與客戶通力合作，成功實現產品設計的適用性與功能性。連接器內的弧形部件能根據支架進行調節，因而放入螺釘并旋轉壓線帽（閉端子），就能把桿、連接器、壓線帽（閉端子）和螺釘永久固定住。”

    脊髓融合手術支架的連接器和壓線帽（閉端子）生產方法類似。Thon把工件定位好之后排列在平面上，然后抽取邊緣幾何，定義刀具，編制五軸銑削程序，通過5C圓頭鉚釘進給棒料，再切斷工件，轉到車削中心上進行精加工。

    應用GibbsCAM軟件到瑞士型機床并不是我們的首選，因為通過機床的數控系統編程車削零件比較簡單。但隨著零件越來越復雜，Mendell公司不得不開始使用GibbsCAM軟件編程。在這之前，編程人員只為機床操作人員提供CAD模型的形狀幾何和交叉點半徑，以便于讓機床數控系統編程更為簡單，有時候還會提供車床加工代碼，機床操作人員把這些代碼直接粘貼到瑞士機床的加工程序里。Thon說“把連接器的加工代碼轉到Tornos機床上可沒那么簡單，但用GibbsCAM軟件能為帶有動力刀座的車床生成加工代碼，我們把這些代碼粘貼到瑞士機床的系統內再進行加工，這就使加工連接器簡單多了。現在，這個螺旋式連接器都在瑞士型機床上進行生產，無需再轉到其他機床上加工了。 ”

    Mendell公司市場營銷部副總裁Steve Storlie對于最近的生產進程如此高效非常興奮。Mendell公司剛剛新購了一臺Tornos瑞士型機床和兩臺五軸以上機床，他們打算全面應用GibbsCAM軟件為已有的所有瑞士型機床編程。Steve Storlie說“我們還會繼續添置車銑復合設備，我們將依靠GibbsCAM軟件來把這些設備應用起來。我們能完成任何更為復雜的加工，我們將努力讓醫療器械行業的零部件更加美觀大方。”