Pequenos Grandes Heróis por trás da fabricação
M5×17mm, o menor tamanho do mundo.
Os interruptores de posicionamento de Tamanho ultracompacto [PT] são pequenos heróis que, discretamente, dão suporte à indústria manufatureira em todo o mundo por meio do "posicionamento de precisão".
A origem do desenvolvimento foi resultado de engenheiros com problemas.
A ideia inicial dos interruptores PT-Touch remonta a 2006.
Fabricantes de dispositivos semicondutores em larga escala ligaram dizendo:
"Os interruptores compactos que usamos atualmente são problemáticos, pois quebram com frequência. Quero um interruptor resistente, compacto e altamente preciso!"
As três principais características de desempenho desejadas pelo usuário estão resumidas abaixo.
・O diâmetro do Chave M5 e o comprimento devem ser inferiores a 18 mm.
・A vida útil do Contato deve ser superior a 1 milhão.
・A Repetibilidade deve ser de 1/1000 mm.
Atualmente, estão disponíveis interruptores finos e de alta precisão.
mas não atendem aos requisitos de tamanho e durabilidade do usuário.
Em resposta, engenheiros mecânicos e de design uniram-se para desenvolver um interruptor ultracompacto de alta precisão e grande durabilidade, capaz de suportar pelo menos 1 milhão de comutações.
“O tamanho pequeno dificulta a moldagem!”
Um projeto foi elaborado com base nas solicitações do cliente.
com engenheiros mecânicos veteranos esculpindo as peças uma a uma.
No entanto, uma falha crucial foi descoberta durante a montagem...
Os principais componentes de contato com o produto não se dobraram nas dimensões corretas.
O componente, apesar de pequeno tamanho, deformou-se mesmo com uma força mínima.
Continuamos com o processo de tentativa e erro, mas não conseguimos impedir que a deformação ocorresse.
Pensamento Reverso
"Se o componente está deformando, não podemos criar um componente que não se deforme?"
Após muita reflexão e testes, optou-se por uma estrutura simples de 1 ponto para substituir a complexa estrutura de flexão de 2 pontos.
A carga causada pela flexão é pequena, portanto os componentes não se deformam e a montagem do produto foi possível com o tamanho de diâmetro M5 x comprimento 17mm.
Após a montagem, os testes de durabilidade superaram as exigências do cliente de 1 milhão de acionamentos, atingindo, na verdade, 3 milhões.
O último objetivo era alcançar uma repetibilidade de 1 μm.
No entanto, um novo problema surgiu diante da confiança que os engenheiros agora demonstravam.
A barreira de repetibilidade de 1 μm
Havíamos resolvido as questões de tamanho externo e durabilidade, mas a repetibilidade do produto era de 10 μm.
Muito longe da precisão desejada de 1 μm...
Imediatamente, os engenheiros mecânicos começaram a trabalhar para criar novos produtos com formatos alterados em escala micrométrica.
Eles precisavam confiar no seu senso de produto.
Eles possuíam as habilidades de engenheiros mecânicos experientes, capazes de idealizar processos de montagem e criar tecnologia para pequenos componentes, de modo a se adequarem às dimensões finais, mesmo sem projetos pré-definidos.
A cada vez que um componente era cortado por tentativa e erro, a repetibilidade aumentava.
Mas o tamanho supercompacto, menor que uma moeda de dez centavos, significava que até mesmo pequenas variações de usinagem determinariam a precisão da repetição.
Um novo formato de pino de contato, aprimorado, foi criado para atender à consistência de precisão exigida.
Finalmente, com isso, foi alcançada uma repetibilidade de 1 μm!
Tudo o que foi necessário foi um pouco de soldagem manual!
Mas... isso levantou a próxima questão: a produção em massa.
Com a proximidade da conclusão e a possibilidade de produção em massa,
Problemas com a tecnologia de produção vieram à tona.
A montagem Precisão dos interruptores PT Touch exigiria tecnologia de produção avançada.
Em particular, a solda que conecta o cabo superfino aos contatos exigiria a tecnologia mais avançada possível.
Mas apenas os trabalhadores mais experientes conseguiam realizar tal soldagem.
Em resposta, decidimos introduzir um robô de soldagem para que mesmo pessoas sem qualificação pudessem soldar a junta com facilidade.
Foi desenvolvido um gabarito especial que fixava o cabo superfino no lugar para automatizar a soldagem de precisão.
Agora, qualquer pessoa pode realizar soldagem de precisão com o simples apertar de um botão.
Muito pequeno para injeção por fusão!
O adesivo injetado no produto leva 24 horas para curar, causando grandes problemas de produtividade.
O adesivo é absolutamente necessário para proteger a estrutura interna.
Em vez da cola comum, pensamos em usar cola termofusível, que endurece à temperatura ambiente.
Imediatamente solicitamos uma máquina específica a um fabricante de envasadoras, mas o tamanho ultrafino M5 representou um problema.
"O local da injeção é muito pequeno para uma injeção uniforme" foi a resposta que recebemos.
Contudo, mais uma vez, o espírito da engenharia entrou em ação.
"Se eles não conseguirem, teremos que criar nossa própria máquina!"
Os engenheiros começaram a projetar um molde de enchimento por conta própria.
Confiando na intuição e fazendo ajustes em nível micrométrico, aplica-se uma leve pressão nas delicadas peças internas do M5, criando um molde para enchimento com adesivo termofusível.
Isso permitiu obter uma injeção uniforme de material termofusível.
O processo de cura, que antes levava 24 horas, foi drasticamente reduzido.
Tecnologia condensada em um corpo pequeno
Dessa forma, os interruptores de posicionamento de Tamanho ultracompacto [PT] foram criados por meio de tecnologia avançada de usinagem e tecnologia de montagem de precisão.
Percebemos,
・Tamanho M5×17mm
・3 milhões de contatos
・Repetibilidade de 1/1000 mm
O menor tamanho do mundo permite a instalação em ambientes com espaço limitado.
Como os interruptores são feitos apenas de componentes mecânicos de precisão,
Não ocorrem variações de temperatura devido a fatores ambientais externos ou autogeração.
Alta confiabilidade garantida!
Adotada por engenheiros do mundo todo e incorporada em diversas máquinas, incluindo os mais recentes dispositivos de produção de semicondutores, microscópios neurocirúrgicos, tornos CNC compactos e muito mais.
Um interruptor de posicionamento preciso com tamanho menor que uma moeda de dez centavos.
Este é o espírito dos engenheiros e a arte da tecnologia: inventar não apenas produtos, mas também equipamentos de produção completos.
