在企业生产过程中，总会碰到一些制约发展的“门槛”，如生产效率低、质量不稳定、精度不够高和可靠性底等。通常情况下，企业会通过完善工艺流程、改进生产方式一点点解决生产现场问题。而日本有这么一家公司，当碰到现有技术、产品无法突破的墙壁时，它选择“自己制造”来打破这堵墙，它就是沙迪克（Sodick）。
从1976年创立以来，沙迪克非常注重核心技术的不断创新，秉承“制造世界上没有的东西”为理念，从世界首台NC放电加工机，到近年来开发出兼顾高精度和高速加工的纳米加工机、电子束PIKA面加工装置EBM等（可以在瞬间实现金属表面的抛光），沙迪克的持续创新促进了业内制造精度和质量的进步，也让日本制造获得了世界认可。2019年12月9日下午，e-works第六届日本智能工厂考察团来到了位于横滨的沙迪克总部，近距离感受它的创新文化和前沿技术。
沙迪克考察现场
沙迪克的创新之旅
沙迪克在全球拥有3600多名员工，2018财年的收入达到7.55亿美元，主要产品包括电火花加工机、线切割机、金属3D打印机、超高速铣削加工中心、注塑机等，还生产工业陶瓷等产品。自1976年创立以来，沙迪克一直致力于提高加工精度的研究和数控系统开发，为全世界的物品制造做出巨大贡献。回溯沙迪克的发展历程，我们可以看到许多日本乃至全球首创的创新。
1976年12月，随着全球加工精度要求递增，放电加工市场从“开孔加工”开始向“三维加工”转变，沙迪克创新研发了世界首台“带有微型电脑的NC电火花成形加工机”。
1980年10月，沙迪克开发出镜面精加工回路"PIKA-1"，使之前无法达到精度的复杂加工成为可能。
1998年11月，沙迪克推出了世界首台搭载直线电机的高速NC电火花放电加工机“AM系列”。在基于精确冷却方式而自行研发制造的直线电机单元、实现稳定放电加工特性所不可或缺的陶瓷主轴结构等众多基础技术的研发方面取得了成功，从而实现“最小驱动单位0.1um”、“最大加速度1.2G”、“最高速度36m/min”等在电火花放电加工机领域具有压倒性优势的性能。
2001年12月，沙迪克研发出了世界最高水平的纳米加工机“NANO?100”。能够以1纳米为单位的移动工作台“NANO?100”搭载陶瓷制的高刚性空气静压轴承，实现了基于5轴控制的复杂运动，使得对1纳米领域下的高品质三维形状加工性能的追求成为可能。
2003年9月，沙迪克研发出“电子束PIKA面加工装置EBM(Electron Beam PIKA?Machine)”，可用电子束对模具用钢、钛合金、陶瓷、丙烯制树脂等众多对象物在非常短的时间内进行大面积照射，在不损伤电子束照射前精度的同时，进行表面改质得到光滑的加工面。
2005年11月，沙迪克设立了负责电极丝研发、制造和销售的“株式会社Sodick EWS”，该工厂是日本国内唯一的电极丝专用工厂，可从原料混合、熔融到最终产品为止进行一条龙生产。
2013年7月，沙迪克发布了LED大光量单一光源型照明器“PIKA系列”。该照明器是具有与以往汞灯相当或更高的亮度，利用其光的聚散特性实现约1/4功耗的下一代大光量LED照明器。
沙迪克产品系列
复合式金属3D打印机
在考察过程中，工作人员重点介绍了沙迪克最新的OPM系列金属3D打印机。众所周知，国内加工设备要么是独立的CNC机床进行减材制造，要么是金属3D打印机进行增材制造。而沙迪克OPM系列可以实现复合加工，在增材制造的同时进行铣削，在制造一体成形的零件时具有极大优势。
沙迪克OPM系列金属3D打印机可制作一体成形的零件
简单而言，当进行增材制造时，沙迪克的OPM系列一体化金属3D打印机跟普通的SLM金属3D打印机类似，将金属粉末均匀涂覆（多层涂覆工序），再以激光照射该金属粉末数次使其熔融凝固。所不同的是，经过3D打印之后，OPM系列金属3D打印机会进行高速铣削，将工件边缘和需要加工的地方进行表面光滑处理，随后在激光照射熔融凝和切削之后再铺粉，然后再进行激光烧结、切削，如此往复。
沙迪克OPM系列金属3D打印机实现高精度、高品质造形
例如，对于一般的金属3D打印机，在打印冷却配管时，是直接打印到内部，流道表面并不光滑，对于一些细微直径的流道，通冷却水运行时间长之后会堵塞流道。而沙迪克的OPM系列一体机可以边打印冷却配管边对配管内壁进行机加工，对于比较细的水路仍可以保证内壁光滑，不会影响冷却水的流动。值得一提的是，由于普通的金属3D打印机并没有定位系统，而沙迪克OPM系列一体机集成了NC系统，所以具有自动测定工具，可以保证X、Y、Z轴的定位精度。
沙迪克OPM系列金属3D打印机打印冷却配管
沙迪克的智慧工厂之道
工作人员为考察团解读了沙迪克对智能工厂的理解。工作人员介绍目前制造企业普遍面临着人员不足、价格竞争日趋严重、生存战略转型、多品种小批量生产模式转变等现实问题，而沙迪克认为未来的机加工过程应该具备：
●可视化（IoT）：机床互联、工厂互联；全生产过程的可视化和优化；实现协作统一。
●智能化（AI）：通过自动化使生产更省力；运用传感器实现生产高性能。
●灵活（Dynamics）：动态单元生产；多样且灵活的产品制造；稳定的质量和可追溯。
●高效率化（Society 5.0）：运用先进的材料同时节省资源、节能环保。
对此，沙迪克提出运用机器人和传送带等手段实现成形、中途包装、组装、侯检等工序过程的一体化衔接，提升生产过程的连续性，实现工序集中与生产效率的提高。以生产开瓶器为例，可以基于沙迪克新研发的eV-LINE OPM模具专用单元制造系统“MR30”和多关节机器人组成的自动化示范线。经过MR30注塑成形后的开瓶器盖、磁铁和开瓶器本体，可以通过多关节机器人分别自动到达下一道所需的干燥或防锈喷雾装置进行处理，然后通过机器台自动组装。这种组合可以实现中途零件零库存，还可以提高多品种、少批量生产模式下的生产效率。
沙迪克自动化示范线示例
近距离体验沙迪克创新产品
在创新驱动企业成长的道路上，工作人员介绍沙迪克建立了3级研发体系。除了在日本中心本部进行放电加工机、加工中心以及射出成型机一类产品的性能、品质研发外，1991年沙迪克在中国成立了上海沙迪克软件有限公司，2000年在美国硅谷建设了沙迪克美国研发中心。通过日本、中国、美国三位一体协同研发，为沙迪克各产品的竞争力注入活力。在沙迪克的用户体验中心，考察团也近距离观察了电火花放电加工机、镜面火花机、高精度慢走丝加工机、金属3D打印机、注塑机等设备等创新成果。
电火花放电加工机：作为高速、高性能加工的电火花放电加工热销机型，工作人员介绍沙迪克AG40L采用了第五代放电加工技术，通过最新放电稳定加工系统“Arc-less”，不仅大幅度缩短了加工时间，电极制作数目的减少也降低了综合成本。AG40L通过使用1Gbit/sec的串行通信技术，放电控制与运动控制的高速处理能够同时进行，而且其高品质精加工面的“SVC”回路，促使短时间的加工就可获得高品质的暗光面或镜面。
沙迪克AG40L电火花放电加工机
电火花线切割机：AL600P作为最受欢迎的电火花线切割机，其4根轴采用了沙迪克自主研发的高性能直线电机，确立了无需滚珠丝杠的直接驱动方式。工作人员介绍AL600P半永久地保持无齿隙的、正确的轴移动，这是传统驱动方式（滚珠丝杠方式）无法实现的。此外，AL600P还标准配备了大幅降低加工中的凹凸量的“无凹凸控制Ⅱ”型技术，降低二次加工时的表面粗糙度。
考察团听取工作人员对AL600P演示
高速铣削中心：为满足微细精密领域的各种加工需求，以UH430为代表的沙迪克4种高速铣削中心产品都搭载了冷缩配合式双面约束HSK型主轴。这些主轴可减少振动和径向摆动，并兼具均衡的“旋转和扭矩特性”与高刚性。此外，沙迪克自主开发的运动控制器与PWM放大器，实现了各轴控制周期的高速化。通过不断追求最佳伺服电机驱动响应，结合分辨率1纳米的控制特性改良，实现了微细精密领域内更高品位的精加工需求。
沙迪克UH430L高速铣削中心
如今，沙迪克的产品已经遍布全球支撑企业的生产制造过程。截至2020年1月1日，沙迪克拥有国内外生产制造相关专利632件，但依旧秉承创业当初的“创造（So）、实行（di）、苦难·克服（ck）”理念并不断加以完善。在技术创新方面，展示中心的工作人员向考察团展示了沙迪克独有的放电电源装置、SRT工法、陶瓷技术、直压合模结构等专利技术。以放电电源装置为例，电火花放电加工是通过最佳控制脉冲幅和电流值，才能实现稳定的脉冲，而沙迪克能够稳定地重复发射数十微秒到数毫秒的较长电流脉冲，从而得到高品质的精加工面。从第1代的单纯电火花放电开始，到第2代晶体管型无消耗放电、第3代NC放电、第4代直线电机驱动放电，发展进化至最新的第5代，可以通过高速通信同时处理放电控制和运动控制实现理想的放电加工。这种核心技术不断进化的背后，正是沙迪克坚持创新驱动企业发展的成果。
沙迪克专利技术展示
后记
“问渠哪得清如许，为有源头活水来。”从沙迪克44年发展历程，我们可以看到创新是企业发展最原始，也是最大的推动力。目前国内机加工产业核心部件的技术水平、运行速度、产品精度都难以与发达国家的相提并论，这与国内机加工企业不具备主动创新意识不无关系。在这方面，沙迪克通过创新不断提升加工精度，全球率先做到突破纳米级精度控制的加工中心和电火花放电加工机，这种创新驱动的发展模式，为我们做出了榜样。
考察合影
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