瑞士是世界十大“高精度”机床之一

Home / 瑞士是世界十大“高精度”机床之一 - 2022年3月23日 , by

瑞士的高端机床每年出口额曾经排名世界前五。提起机床,很多人可能会想到德国机床及日本机床,往往忽略了瑞士机床。实际上,长期以来,瑞士人均机床出口创汇近30年来始终稳居世界第一,世界上有150多个国家是瑞士机床产品的长期用户。特别是精密机床,更受全球各国的青睐。

瑞士机床成功的一大重要原因是将细节认认真真做好。与闻名遐迩的瑞士手表一样,机床尽管是大型机械,但它仍然是由无数个细节及零部件组成的。因此,瑞士在制造精品方面,始终坚持精益求精的工匠精神。在细节方面最突出的企业应该是引领全球机床行业的托纳斯了。公司成立一百年以来,一直只做机床上的小微零件的智能化和精密加工。长期坚守初心,百年来一直坚持把自己的核心产品做到极致,获得了世界的认可。除托纳斯之外,瑞士还有非常多这样做的匠心企业。其中包括以生产蜗杆砂轮磨齿机而著称的莱斯豪尔,以生产坐标磨床为主的豪塞公司;以及生产光刻机的斯达格拉集团等等。

瑞士作为德语系国家,瑞士人沿袭了德国人细致严谨的工匠精神,可以说小到手表,大至机床,每个环节都做工细致入微,产品质量令人放心的高精度运转。因此,人口只有850万的瑞士,其机床出口额却能排到世界前五,而且出口的几乎都是高端机床,价格还非常之贵。尽管如此瑞士机床仍然受到150多个国家客户的欢迎尤其是美国军工十分依赖瑞士的高尖端机床。

瑞士机床公司规模往往都不大,通常一到三百人,每年生产一两百台机床,但是无论规模有多小,瑞士人都把核心技术都掌握在自己手中。瑞士人仅仅几十个人的研发团队往往要掌握从主轴、转台、自动化系统到机床等方面的设计与制造,最关键的是还能把机床做得像艺术品一样,令人震撼。曾经有人统计过,若论斤出售机床,瑞士机床每公斤的价格是日本机床的 2.8 倍、美国机床的 3.2 倍, 是中国大陆出口机床的 10 倍。瑞士著名机床品牌有:Starrag、GF、Willemin-Macodel SA、Mikron Group、Tornos、Fehlmann、Reishauer、BUMOTEC、Liechti、Schaublin Machines SA、Faessler、ERNST-GROB、兰博特瓦里、Studer、Affolter、Precitrame Machines SA、ESCO、REGO-FIX等。下面介绍瑞士制造高精尖机床成功的原因及十大高精尖机床企业,如下:

一、瑞士采取高素质、高技艺、高精密的策略

瑞士政府高度重视机床业的重要作用,始终如一地依靠高素质人才、高技艺,重点突出发展本国的中小型精密机床,瑞士机床业特色十分鲜明,可以说做到了独步世界。瑞士机床工业产值,在GDP中所占比重较高,大约在1%左右,甚至远高于工业发达国家如美国、德国、日本(在0.1%-0.7%左右)等。因此,瑞士的机床大量出口,为国家创造了巨大的财富。瑞士尤其以发展精密优质产品取胜,特别是突出发展中小型精密机床。比如从用材、工艺、设计、制造、测试、装配到为客户服务、都做到精益求精、一丝不苟,且讲究实用,几乎处处都在为客户着想。值得一提的是,瑞士制造的许多精密机床,大都采用镍络高磷合金铸铁,其强度和耐磨性都非常高,有些甚至采用创新的人造树脂(人造水泥)制成各种磨床床身,其阻尼性及稳定性非常出色。

瑞士机床铸铁采用自然时效与先进人口时效相结合、能够确保长期保持机床精度。瑞士人还在加工时采用刮研、研磨、精密磨削、配磨等各种高级工艺。而且精密零件的加工、装配、试验等都是在恒温室内进行的,十分注意严格防尘。瑞士人对半成品、成品检验、测试十分严格。且许多大件、复条杂在加工中心(MC)上加工后即由三示测量机检验,因此,大部分机床零件加工精度控制在图纸的二分之一公差之内,装配时即使全部合格,瑞士人依然要进行严格的测试运转、重切削后才能出厂。瑞士在机床设计及制造上,都是追求尽善尽美,因此,制造出来的机床无论内在还是外观及质量,都无可挑剔。

瑞士机床突出的特点:机床十分紧凑,而且小巧玲珑、重要的是操作方便,比如NC机床采用的是世界名牌基础元部件和NC系统。因此其价格尽管很高,但性能稳定可靠,并确保寿命,全球客户依然争相购买。

二、瑞士机床采取传统技艺与现代电子技术相结合占领全球市场

瑞士的各种中小型精密机床,都别具一格,风格独特,且拥有手动、机动、数显、程控、数控各种形式。比如小至床头柜式手表齿轮全自动滚齿机,大至20吨高精度NC坐标镗床式加工中心,由于其设计制造非常灵巧精密,因而加工精密高效,稳定可靠。瑞士的许多高精度车床、磨床、齿轮机床、电加工机床、加工中心、小型组合机床、刀具磨床等,使得瑞士机床在全球领域其加工精度是最高的,特别是精度保持性都在二十年以上。比如瑞士豪塞公司(Hanser)的坐标磨床,定位精度2μm,七轴最高转速22万r/min;瑞士莱斯豪尔公司(Reischaner)的蜗杆砂轮磨齿机,加工精度可达3-4级,在世界上处于领先水平。众所周知,瑞士机床设计精巧,布局新颖,结构巧妙,工艺先进,达到高精度、高效率、高度自动化。比如斯图德公司(studer)生产的各种不同布局、精度,形式、效率、自动化程度的外国磨床,采取模块化设计,并且具有不同磨削方式、控制方法、坐标轴数,修整方式,不同中心高、中心距测量控制方法、上下料系统和不同工件架、尾座等,可任用户自由选择。

重中之重,瑞士机床将传统技术与微电子计算机新技术两者有机结合,使得新品种发展非常快。比如莱斯豪尔公司的蜗杆砂轮磨齿机,按性能、效率、自动化、控制方式分就有NZA、OZA、AZA、A-ZO、ZB、SZA、SZ等多种系列。再比如RZ、300E、RZ301S型采用电传动的新型机床,适用于多品种、中小批柔性生产,从而实现高精、高效、高自动化加工,获得全球用户的认可,占领了十分广大的全球市场。即使是美、德、日等顶尖机床生产国家,依然长期不断进口瑞士制造的各种精密机床。

三、瑞士采取人才策略、科研协作策略、集团化策略

瑞士始终如一地在确保产品质量,提高全球生产竞争实力。瑞士机床业尤其重视、选材、改造工艺,创新设计、精细制造、周密检验、科学管理等各个方面,强调大力加强培养人才、大力加强科研、大力扩大协作,目的是适应全球机床业新型势的不断变化。

瑞士制造业的共识是:只有培养高质量的人才能设计制造出高质量的机床产品。瑞士的机床企业大都有自己的职工培训学校。尤其是新进人员必须经过严格培训、更新知识,提高技艺水平。比如在瑞士65岁退休的有经验的工程技术人员和熟练工人,瑞士的企业都将其视为重要的宝贵财富,往往采取继续留在工厂进行把关,从而对机床质量起监督、保证、指导作用。特别是对高级技术人员和熟练技工、一般不允许流动,以防止技艺流失。

值得一提的是,瑞士对客户加工工艺都十分熟悉精通,因此新机床制造的方案设计、都非常慎重,通过反复调查、试验、分析,对该类机床系列化进行综合研究。所以新设计的机床在布局、结构、精度、效率、自动化上拥有很多创新,并且附带出一连串系列新产品,之后不断通过试验,不断改进提高。比如世界闻名的EDM(电加工)机床生产厂阿奇公司(Agie-Charmills集团)每年研发费用约占销售额之14%左右。比如曾经在2001年4月中国的CIMT展(中国国际机床展)上,展出了自动更换粗精切走丝的线切割机床,当时瑞士机床在精度、效率、自动化上都达到世界第一,而且是首创。

瑞士的机床企业虽然规模都不是很大,但专业程度非常高,做到分工明确,互相配套。比如瑞士各机床厂本身美元铸造车间,因为全国有四个专铸造厂供应铸件、而且可以确保质量及时供应,还负责粗加工及人工时效。瑞士在机械加工方面,也各施专,互相协作,比如齿轮、精密丝杠、光学部件、电气控制部分,都有专业化厂配套。如此分工协作,技术上发展迅速,大幅提高了经济效益。

随着全球机床市场的不断变化,瑞士的企学研之间,企业之间的协作和集团化加强。比如瑞士著名的伊瓦格公司(Ewag)、斯备德公司(Studer)、美蓄勒公司(Magerle)加入了德国汉保科尔伯工业财团属下的斯来福临集团(Schleifringgroup)。早在2000年8月,瑞士的阿奇、夏米尔集团(AgieCharmills)收买了瑞士生产铣床、加工中心的米克朗公司(Mikron)等。该集团是当今全球生产EDM机床最强大的企业。

四、瑞士拥有众多的“高、精、尖”的机床企业

瑞士仅仅850多万人口,却拥有许多享誉世界的高精尖机床企业,某些机床产品甚至连机床强国德国、日本都为之侧目,比如下面的十大高精尖机床企业:

1)斯达拉格集团:斯达拉格是制造高尖端机床的全球技术领导者,产品涵盖机械加工领域的铣削、车削、镗削和磨削等各类加工中心,用于小型、中型,大型金属和复合材料零件的加工。斯达拉格机床的最大优点就是:高自动化,高效率,高精度,高可靠性。

该集团旗下拥有bumotec(宝美) ,droop+rein(杜普莱恩) ,heckert(海科特),scharmann(沙尔曼)等十多个著名品牌。杜普莱恩,海科特和沙尔曼是德国著名品牌,被斯达拉格收购了。拥有了这三个高端品牌,对斯达拉格简直是如虎添翼,特别是在航空发动机和燃气轮机领域,几乎处于全球技术垄断优势,可加工航空发动机80%以上的部件,也可以加工从铝合金到钛合金等材料在内的所有航空结构件。比如说斯达拉格机床就曾经给F35战斗机生产75种不同的零部件,比如法国斯奈克玛和赛峰集团也购买了斯达拉格的机床,用于制造航空发动机叶片和叶盘。还有旗下的宝美品牌,专注于为小型精密复杂零件的加工提供解决方案,宝美属于世界立式加工中心品牌第一梯队。

2)GF加工方案集团:GF是全球精密制造技术的领导者和整体解决方案的提供商。也是当今世界生产EDM电火花机床最强大的企业。具有世界领先水平的放电加工、激光加工和增材制造技术,还有先进的铣削加工技术,在高速切削复杂曲面的单轴和多轴铣削机床中,具有别人无法比拟的专长。旗下拥有阿奇夏米尔(AgieCharmilles) ,米克朗(MIKRON Mill ),利吉特(Liechti)等知名品牌。

比如美国通用、普惠、法国赛峰、德国西门子、日本三菱日立巨头企业,都是瑞士利吉特Liechti叶片加工中心的大客户,主要用于制造航发叶片和燃气轮机叶片。值得一提的是,GF曾经是高速加工中心的鼻祖。而利吉特的机床可减少加工时间,能够提高30%的生产效率。米克朗机床拥有先进的热稳定性,可在长时间加工过程中确保可靠的高精度,尤其是主轴全方向防撞保护技术,可防止主轴发生碰撞故障。

3)威力铭-马科黛尔(Willemin-Macodel SA):SA以五轴数控联动加工复杂的高精度零件为特长。其主打产品包括精密五轴加工中心、车铣复合加工中心和并联机床。主要应用在钟表、医疗、航空航天、珠宝、模具和微型精密零部件领域的加工。世界高端表芯的加工用的都是威力铭701S加工中心。

4)Tornos托纳斯:是全球第一家为瑞士机械表加工表芯和顶级精密零件制造的厂商。早在1959年,托纳斯就制造了世界上第一台6主轴/8主轴的机床,可一次装卡一次加工完成。当时的机床还是纯机械凸轮驱动的多主轴车床。从实现自动化角度看,一个主轴的机床加工效率毕竟比较低,而多主轴机床就如同多枪管的加特林机关枪一样,可从8个不同地方出料,而且都有刀在切削,加工效率非常高。

托纳斯正是世界上第一家创造如此复杂机械设备的发明者。瑞士的支柱产业是精密仪器制造,瑞士人把精密制造做到更精密、更小巧、多功能化 ,这成为瑞士人的强项及优势。托纳斯的爆款产品SwissNano,已成为世界上极小尺寸工件加工的标准机床,最小加工直径可以实现0.1毫米。该机床在全球机械手表机加工市场占有率高达70%。纳斯机床的核心竞争力,是确保各种计时装置的高精度和高可靠性,尤其是钟表制造商所需的机床,必须可以保证其加工零件控制在极小的公差范围内,尤其对极小尺寸的运动部件而言。

5)REIDEN雷登:在全球机械工程领域始终处于行业技术的最前端。主要生产立卧转换五轴加工中心

6)莱斯豪尔(Reishauer):是世界上处于领先地位的蜗杆砂轮磨齿机制造厂,也是欧洲历史最悠久的机床制造厂。莱斯豪尔被视为专为齿轮制造厂商设计卓越的,高精度,高性能生产系统的技术领导者,产品大量出口到世界上所有工业化国家已经有数十年之久。

7)斯图德(Studer):可以说是瑞士最牛的外圆磨床制造厂。它在航空航天、汽车制造、机床主轴等领域拥有无法比拟的专长,产品主要针对高端市场,面向的客户大多处于需求量并不是特别大的金字塔顶端。

8)佩非勒Pfiffner:主要生产12工位的高效走心式车铣复合加工中心、柔性加工单元,最大的优势就是多工位、高效率、超精密。加工直径从8mm到32mm,工位从8个到12个,可履行大批量的量产任务,单台即可成线,可极大地节俭人工成本和占地面积,该机床被大量应用在汽车、电子等行业。

9)肖布林(Schaublin Machines SA):是全球领先的高精度数控车床品牌。主要制造精密车床、铣床和加工中心。

10)Fehlmann费尔曼公司:瑞士一个家族企业。产品以钻铣功能的立式和门式加工中心为主,产品品种少而精。主要应用在加工中小批量的高精密零件,模具加工,精密夹具和产品原型的制造。

瑞士生产机床核心零部件的著名企业同样不在少数,尤其是电主轴技术,在这个领域非常牛。比如费舍FISCHER 公司,是全球规模最大的精密主轴制造商之一。还有伊贝格IBAG公司,曾经在高速电主轴的制造研发领域已有超过30 年的历史。另外还有MCT公司,曾经是全球领先的PCB钻孔机电主轴制造商。因此,瑞士机床之所以强大正是因为拥有完整的机床产业生态链做强力支撑。

从以上这10家企业可看出,它们基本聚焦在两三个特定或细分行业长期深耕细作,并非是追求规模化及所谓多元化,它们认为小而精是做好机床的关键。

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