μm级加工精度

　　1965年，Karl Bräm和Walter Bräm两兄弟成立了一家他们共同经营的小企业，公司的名字也有意思：Gebr. Bräm兄弟公司。高精度的轮廓模型和电火花腐蚀加工是该公司作为合同制造商为客户提供的第一批生产加工技术。该公司的首席执行官Martin Bräm（Karl的儿子）和他的技术总监兼运营经理Raphael Bausch强调说：即便是今天，对于这家有30名员工的企业来说，加工精度仍然起着决定性的作用。从1998年起，兄弟俩共同管理着位于瑞士迪蒂孔的这家公司。

　　Gebr. Bräm公司通过以生产为导向的专业技术知识和技能，掌握着大约20种不同的加工工艺技术以支持客户企业的产品开发。因此，它们不仅能够制造最难加工的零部件，还能完成最坚硬材料的切削加工。这是公司客户们非常感兴趣的一点：因为这些客户企业所在的行业都是诸如微流体技术、半导体技术、医疗技术、纺织机械、手表和光学等高精尖领域。

　　令人信服的生产工厂

　　尽管Gebr. Bräm公司的两位领导人在精密加工技术方面有着丰富的经验和专业技术知识，但在一家客户提出的产品质量要求时，也感到仅靠现有的生产设备有点无能为力了。因此他们开始寻找合适的铣削加工设备，并于2011年在上巴伐利亚州的Kern公司那里找到了他们想要的东西。经验丰富的专业技术人员Bausch很快就认识他们的潜力。

　　特别是带有静压导轨的Kern五轴加工中心是他倍感兴趣的重点。他确信这台设备能够满足客户的所有要求。此外，他和Martin也发现了这台设备的更大应用潜力，满足了他们开发新市场的想法。

　　Bausch在参观了Kern公司的工厂之后表示：“我永远不会忘记Kern公司产品演示大厅中那台采用静压导轨的设备。打开静压系统之后，80kg重的传动箱就‘悬浮’在15μm厚的油膜上。因此我可以毫不费力地推着它移动。我一点也不觉得沉重，就像什么也没有一样。从这时我明白了，为什么这台设备能够精确地完成微米级的加工精度。”

　　用最简洁的语言来描述当时发生的事情：凭感觉就必须买下这台设备。最终，因为这一技术奇迹满足了所有人的期望。Martin回忆说道：“不久之后我们也收到了光学工业领域中的首批合同订单。这家光学领域中的客户有意识地寻找有Kern精密加工中心的制造商。”

　　突破界限的合作伙伴

　　在问及与Kern公司的合作关系时，Martin给出了明确的回答：“我们找到了像Kern公司这样百分百满足我们要求的、相互平等的合作伙伴。这家巴伐利亚的企业能够生产制造顶级水平的加工设备，该公司的技术服务人员能够非常紧密的与我们保持良好的个人联系，一次又一次的把我们的想法、项目和解决方案落到实处。最终得益的是每一个受益人——Kern公司、我们和我们的客户。”Bausch补充说道：“没有Kern公司就没有我们今天的成就——精密加工中的冠军。”

　　与此同时，迪蒂孔生产厂购买了2台五坐标的微加工中心：Kern Pyramid Nano加工中心和Kern Micro Vario五轴铣削加工中心。这2台设备都配备了3R公司研发生产的自动化上料机构，可以在白天有人值守的情况下、在夜班和周末2天无人值守的情况下自动完成客户下达的订单。当问及这2台高精度铣削加工设备的利用率时，Martin以2023年Kern Micro Vario五轴铣削加工中心的机床开动时间为例说道：“刚好6669小时。”

　　±1μm的形状公差和Ra<0.02μm的表面粗糙度

　　经过多次合作，Gebr. Bräm公司已经知道客户对超精密加工的要求也提高了不少，因此该公司又推出了Pankrates系列的产品：用显微镜保持零件装夹的正确性，公差只为几微米。正如Bausch指出的那样，用于微流体技术领域的镀镍模具镶件需要更高的加工精度：“我们的客户要求的尺寸公差仅为±1μm，表面粗糙度为Ra<0,02 μm。最初我们达不到这些要求，但最后我们获得了成功。”

　　要想取得成功就需要有许多相互作用的因素配合才行。此时起着最重要作用的因素就是Kern Pyramid Nano加工中心。Kern公司的地区销售经理Stephan Zeller介绍说：“凭借静压悬浮的传动轴、静压传动的螺杆轴和内冷铣削主轴，使这台纳米加工中心能够长期稳定地实现高精度铣削加工、得到高质量的表面加工精度。这都是其他方法无法实现的。”这种机床配置方式使它们不仅可以完成铣削加工任务而且还可以在一次装夹中完成磨削。

　　测量也是技术活

　　另外，Bausch还说，整个生产环境也必须与高精度加工设备相互“匹配”——从设备操作者到刀具和夹具直至采用的测量方法。他特别强调了最后一点：“测量也是一项技术工作。这意味着要在正确的时间、在正确的生产过程中进行测量。如果我们能够提供0.5μm的加工精度，那就会切除0.5μm的切削加工量。”这也就为提供接近于零的废品率、交付百分之百的合格产品奠定了重要基础。

　　还有另外一个重要原因也决定了能否长期确保形状公差在很低的μm级范围内：恒定的温度环境。因此，Gebr. Bräm公司的2台高精度加工设备都基本温度保持在摄氏20°的房间里。而这一空调室也在一个到处都是生产设备的大车间中，正如生产经理介绍的那样：“车间职工可以随时进出空调室。这就很难避免微小的温度波动。如果这家瑞士公司没有找到很好的解决方案那么它也不会取得成功。”

　　高精度的无人值守切削加工

　　“如果被加工零件的加工精度为±1μm的公差、要求的表面粗糙度为Ra<0.02μm，我们就需要非常稳定的环境温度。”Bausch说。Martin补充说道：“我们在无人值守的时间——晚上或者周末——生产这类产品。”

　　高精度设备的长时间工作运行尤为重要。因为高精度加工设备的每一个废品都要付出昂贵的代价。这里举2个例子：Gebr. Bräm公司精密加工设备加工模具镶件时使用的是天然金刚石刀具，需要连续不断的切削70个小时，有些燃料电池的双极板切削加工的时间长达140小时。这类产品的价值远远超过了每一件数千欧元。这些产品绝不能出现废品。令Gebr. Bräm公司的经理高兴的是，Kern加工设备从未让人失望过。