| 通常外包黑色氧化物涂层工艺既增加成本又浪费时间，采用了CNC Tru Temp黑色氧化系统之后，减少了涂层工序成本和机器的安装设置。 |
图1 据该厂称，Tru Temp系统生产高质量的黑色氧化涂层有很高的重复性。该系统是全自动运转，减少了对劳动力的需求，潜在的操作错误得以最小化 |
图2 在工件搬运方面，Zero-Max设计的钢质小轮车可装载多达60个工件。操作人员只需简单地装车，把已经可以做涂层加工的工件运进捡拾站 |
今天的高度自动化的机加工中心，完成工件生产比过去快很多。然而，一旦某个工件投入加工，如果下一道工序需要做最终的涂层处理，那么从机加工上赢得的时间就会在涂层工序上失去。但这一点在运动控制元件制造商Zero-Max公司那里得到了全面的改善。该公司最近引进了自动化的黑色氧化涂层系统，跟上了机加工运作的步伐，降低了涂层处理的成本。 Birchwood Casey公司的CNC Tru Temp黑色氧化终饰系统，把每个机加工部件的黑化时间从5天缩短到1天，表面涂层成本从20美分减少到4美分。另外，它还完全消除了所有的与送出去做热氧化加工有关的“隐藏消费”，Zero-Max 公司负责生产的副董事长Ron Neff对此表示非常满意。Neff先生说：“自动涂层系统不需要追加劳动力，它不仅能提供稳定、高质量的黑色氧化涂层，甚至还可以帮助减少为重要元件所做的机加工中心设置工作(图1)。” 在过去50年里，Zero-Max已经成长为世界上运动控制解决方案的主要供应商。其产品用于风能发电、军用车辆、包装系统和机床等诸多行业。据该公司称，改进工艺过程和准时交货是公司成功的关键。经过坚持不懈的努力，其工厂最近在进行调研后认定，必须对外包黑色氧化涂层工艺进行改革。 该调研结果显示，一年中，Zero-Max公司签发了400份采购订单，平均每份有大约50个外包涂层的工件。从涂层的成本以及花费在签发采购订单上的时间，一直到付款给卖家，每一份采购订单大约要花费240美元。这个数字还不包括“隐藏消费”，比如把要寄送的工件进行分类、包装，等候外包加工的时间损失，把返回来待组装的工件进行接收、分类、检查及再分配等。还有一项隐藏消费，就是为黑化后还需要进行最后机加工运作的工件进行机器设置的时间。 这些因素使工厂认识到必须安装一台自己的涂层系统。通过与Tru Temp系统的制造商Birchwood Casey以及自动化建造商Unifab合作，公司进行了成本回报分析。分析显示，在18个月以内，便可以完全收回该自动系统的投资。公司无需增加劳动力，便可以在自己厂内进行低温的黑色氧化涂层工序，还不会有传统的热氧化工艺的危害和污染。以上这些，加上公司还可以消除隐藏消费的好处，对于Zero-Max公司的董事局审批该项目具有强大的促进力。实施Tru Temp系统的项目仅花了不到三个月的时间。 自从一年前安装了生产线以来，该厂已经实现每天8h完成100~500个运动控制元件，没有增加过一个劳动力。需要黑色氧化涂层的Zero-Max的工件包括用1215钢加工的耦合和转矩限制器元件。Tru Temp系统生产一种灯黑色Fe3O4涂层，厚0.5µm，不影响工件的尺寸或材料硬度。该涂层可以承受100~200h的中性盐喷洒(ASTM B 117)数百小时的潮湿(ASTMD1748)，此级别的抗腐蚀保护层对于商家储存和海洋运输都十分重要，满足了Zero-Max公司对产品的要求。 该系统采用可编程序的提升机以每一圈28min的速度把铁和钢的部件拖着通过Tru Temp低温黑色氧化工艺过程。系统具有容量大、连续工作特点，由一排8个处理槽组成，包括碱浸泡清洗、漂洗、表面预处理、黑色氧化及其他工序。提升机从捡拾站把待处理的工件拾起，让它们通过合适的化学槽进行处理，然后把完成涂层的工件放在生产线尽头的投放站。提升机的程序每8h一班可以处理6000lbs(约2.72吨)的工件。 每一个白色聚丙烯做的处理槽顶盖下都装有支架，在提升机放下工件的时候它能承受刮板的额外重量。液槽都预先装好管径为0.5in(12.7mm)的水管线和球阀控制器。卸载鞍座自动在每一站把工件居中。提升机和焊接钢材超结构有500lbs的负载能力。系统由交流单速电机驱动，带有尼龙提带的制动器，用手动后备操纵杆通过Allen Bradley PLC 数码控制器操控。提升机控制器有一个分立的触摸屏控制板。 系统安装在机加工中心和组装室之间，以尽量缩短搬运工件的距离。加工过程从开始到结束都是自动的，不需要监控，在工件装载完成以及返回到最后的机加工工序或组装和包装工序时，简单地观察一下即可。 公司使用载有能装60个工件的架子小轮车，把工件运进和运出Tru Temp生产线(图2)。一个“去毛刺/清洗工段”的操作人员把工件毛坯放在架子上，把小轮车推进黑色氧化生产线的捡拾站。提升机会立即检测到负载并把它拾起来送进加工过程。在生产线的尽头，已经完成加工的工件放在投放站，由小轮车送去检验、组装。 为了减少维护保养工作，Tru Temp工艺采用“长寿命槽液”的设计思路，不需要经常倾倒液料。在Zero-Max公司，只有一个车间监管人员对溶液进行监控，用变色试验的方法，检测溶液的浓度是否合适，需花30min。此涂层系统不含EPA规定的化学品，所以工厂不需要废料处理设备，仅需在直接排放到下水道之前调整其PH值即可。 “在‘产品当天完成’缩短了生产时间的基础上，我们削减了黑色氧化的成本，降低了工件库存量”，Neff先生说，“节约下来的钱可以用于其他用途。但最重要的好处是5天的周转期没有了，我们的客户能更快得到我们的产品”。
