日本有這麼一家公司，當碰到現有技術、產品無法突破的牆壁時，它選擇“
自己製造”來打破這堵牆，它就是沙迪克（Sodick）。在企業生產過程中，總會碰到一些制約發展的“門檻”，如生產效率低、質量不穩定、精度不夠高和可靠性低等。通常情況下，企業會通過完善工藝流程、改進生產方式一點點解決生產現場問題。而日本有這麼一家公司，當碰到現有技術、產品無法突破的牆壁時，它選擇“自己製造”來打破這堵牆，它就是沙迪克（Sodick）。
從1976年創立以來，沙迪克非常注重核心技術的不斷創新，秉承“製造世界上沒有的東西”為理念，從世界首臺NC放電加工機，到近年來開發出兼顧高精度和高速加工的納米加工機、電子束PIKA面加工裝置EBM等（可以在瞬間實現金屬表面的拋光），沙迪克的持續創新促進了業內製造精度和質量的進步，也讓日本製造獲得了世界認可。2019年12月9日下午，e-works第六屆日本智能工廠考察團來到了位於橫濱的沙迪克總部，近距離感受它的創新文化和前沿技術。
▲ 沙迪克考察現場
01
沙迪克的創新之旅
沙迪克在全球擁有3600多名員工，2018財年的收入達到7.55億美元，主要產品包括電火花加工機、線切割機、金屬3D打印機、超高速銑削加工中心、注塑機等，還生產工業陶瓷等產品。自1976年創立以來，沙迪克一直致力於提高加工精度的研究和數控系統開發，為全世界的物品製造做出巨大貢獻。回溯沙迪克的發展歷程，我們可以看到許多日本乃至全球首創的創新。
● 1976年12月，隨著全球加工精度要求遞增，放電加工市場從“開孔加工”開始向“三維加工”轉變，沙迪克創新研發了世界首臺“帶有微型電腦的NC電火花成形加工機”。
● 1980年10月，沙迪克開發出鏡面精加工迴路"PIKA-1"，使之前無法達到精度的複雜加工成為可能。
● 1998年11月，沙迪克推出了世界首臺搭載直線電機的高速NC電火花放電加工機“AM系列”。在基於精確冷卻方式而自行研發製造的直線電機單元、實現穩定放電加工特性所不可或缺的陶瓷主軸結構等眾多基礎技術的研發方面取得了成功，從而實現“最小驅動單位0.1um”、“最大加速度1.2G”、“最高速度36m/min”等在電火花放電加工機領域具有壓倒性優勢的性能。
● 2001年12月，沙迪克研發出了世界最高水平的納米加工機“NANO?100”。能夠以1納米為單位的移動工作臺“NANO?100”搭載陶瓷制的高剛性空氣靜壓軸承，實現了基於5軸控制的複雜運動，使得對1納米領域下的高品質三維形狀加工性能的追求成為可能。
● 2003年9月，沙迪克研發出“電子束PIKA面加工裝置EBM(Electron Beam PIKA?Machine)”，可用電子束對模具用鋼、鈦合金、陶瓷、丙烯制樹脂等眾多對象物在非常短的時間內進行大面積照射，在不損傷電子束照射前精度的同時，進行表面改質得到光滑的加工面。
● 2005年11月，沙迪克設立了負責電極絲研發、製造和銷售的“株式會社Sodick EWS”，該工廠是日本國內唯一的電極絲專用工廠，可從原料混合、熔融到最終產品為止進行一條龍生產。
● 2013年7月，沙迪克發佈了LED大光量單一光源型照明器“PIKA系列”。該照明器是具有與以往汞燈相當或更高的亮度，利用其光的聚散特性實現約1/4功耗的下一代大光量LED照明器。
▲ 沙迪克產品系列
02
複合式金屬3D打印機
在考察過程中，工作人員重點介紹了沙迪克最新的OPM系列金屬3D打印機。眾所周知，國內加工設備要麼是獨立的CNC機床進行減材製造，要麼是金屬3D打印機進行增材製造。而沙迪克OPM系列可以實現複合加工，在增材製造的同時進行銑削，在製造一體成形的零件時具有極大優勢。
▲ 沙迪克OPM系列金屬3D打印機
可製作一體成形的零件
簡單而言，當進行增材製造時，沙迪克的OPM系列一體化金屬3D打印機跟普通的SLM金屬3D打印機類似，將金屬粉末均勻塗覆（多層塗覆工序），再以激光照射該金屬粉末數次使其熔融凝固。所不同的是，經過3D打印之後，OPM系列金屬3D打印機會進行高速銑削，將工件邊緣和需要加工的地方進行表面光滑處理，隨後在激光照射熔融凝和切削之後再鋪粉，然後再進行激光燒結、切削，如此往復。
▲ 沙迪克OPM系列金屬3D打印機
實現高精度、高品質造形
例如，對於一般的金屬3D打印機，在打印冷卻配管時，是直接打印到內部，流道表面並不光滑，對於一些細微直徑的流道，通冷卻水運行時間長之後會堵塞流道。而沙迪克的OPM系列一體機可以邊打印冷卻配管邊對配管內壁進行機加工，對於比較細的水路仍可以保證內壁光滑，不會影響冷卻水的流動。值得一提的是，由於普通的金屬3D打印機並沒有定位系統，而沙迪克OPM系列一體機集成了NC系統，所以具有自動測定工具，可以保證X、Y、Z軸的定位精度。
▲ 沙迪克OPM系列金屬3D打印機打印冷卻配管
03
沙迪克的智慧工廠之道
工作人員為考察團解讀了沙迪克對智能工廠的理解。工作人員介紹目前製造企業普遍面臨著人員不足、價格競爭日趨嚴重、生存戰略轉型、多品種小批量生產模式轉變等現實問題，而沙迪克認為未來的機加工過程應該具備：
● 可視化（IoT）：機床互聯、工廠互聯；全生產過程的可視化和優化；實現協作統一。
● 智能化（AI）：通過自動化使生產更省力；運用傳感器實現生產高性能。
● 靈活（Dynamics）：動態單元生產；多樣且靈活的產品製造；穩定的質量和可追溯。
● 高效率化（Society 5.0）：運用先進的材料同時節省資源、節能環保。
對此，沙迪克提出運用機器人和傳送帶等手段實現成形、中途包裝、組裝、侯檢等工序過程的一體化銜接，提升生產過程的連續性，實現工序集中與生產效率的提高。以生產開瓶器為例，可以基於沙迪克新研發的eV-LINE OPM模具專用單元製造系統“MR30”和多關節機器人組成的自動化示範線。
經過MR30注塑成形後的開瓶器蓋、磁鐵和開瓶器本體，可以通過多關節機器人分別自動到達下一道所需的乾燥或防鏽噴霧裝置進行處理，然後通過機器臺自動組裝。這種組合可以實現中途零件零庫存，還可以提高多品種、少批量生產模式下的生產效率。
▲ 沙迪克自動化示範線示例
04
近距離體驗沙迪克創新產品
在創新驅動企業成長的道路上，工作人員介紹沙迪克建立了3級研發體系。除了在日本中心本部進行放電加工機、加工中心以及射出成型機一類產品的性能、品質研發外，1991年沙迪克在中國成立了上海沙迪克軟件有限公司，2000年在美國硅谷建設了沙迪克美國研發中心。通過日本、中國、美國三位一體協同研發，為沙迪克各產品的競爭力注入活力。在沙迪克的用戶體驗中心，考察團也近距離觀察了電火花放電加工機、鏡面火花機、高精度慢走絲加工機、金屬3D打印機、注塑機等設備等創新成果。
電火花放電加工機：作為高速、高性能加工的電火花放電加工熱銷機型，工作人員介紹沙迪克AG40L採用了第五代放電加工技術，通過最新放電穩定加工系統“Arc-less”，不僅大幅度縮短了加工時間，電極製作數目的減少也降低了綜合成本。AG40L通過使用1Gbit/sec的串行通信技術，放電控制與運動控制的高速處理能夠同時進行，
而且其高品質精加工面的“SVC”迴路，促使短時間的加工就可獲得高品質的暗光面或鏡面。
▲ 沙迪克AG40L電火花放電加工機
電火花線切割機：AL600P作為最受歡迎的電火花線切割機，其4根軸採用了沙迪克自主研發的高性能直線電機，確立了無需滾珠絲槓的直接驅動方式。
工作人員介紹AL600P半永久地保持無齒隙的、正確的軸移動，這是傳統驅動方式（滾珠絲槓方式）無法實現的。此外，AL600P還標準配備了大幅降低加工中的凹凸量的“無凹凸控制Ⅱ”型技術，降低二次加工時的表面粗糙度。
▲ 考察團聽取工作人員對AL600P演示
高速銑削中心：為滿足微細精密領域的各種加工需求，以UH430為代表的沙迪克4種高速銑削中心產品都搭載了冷縮配合式雙面約束HSK型主軸。這些主軸可減少振動和徑向擺動，併兼具均衡的“旋轉和扭矩特性”與高剛性。此外，沙迪克自主開發的運動控制器與PWM放大器，實現了各軸控制週期的高速化。通過不斷追求最佳伺服電機驅動響應，結合分辨率1納米的控制特性改良，實現了微細精密領域內更高品位的精加工需求。
▲ 沙迪克UH430L高速銑削中心
如今，沙迪克的產品已經遍佈全球支撐企業的生產製造過程。截至2020年1月1日，沙迪克擁有國內外生產製造相關專利632件，但依舊秉承創業當初的“創造（So）、實行（di）、苦難·克服（ck）”理念並不斷加以完善。在技術創新方面，展示中心的工作人員向考察團展示了沙迪克獨有的放電電源裝置、SRT工法、陶瓷技術、直壓合模結構等專利技術。
以放電電源裝置為例，電火花放電加工是通過最佳控制脈衝幅和電流值，才能實現穩定的脈衝，而沙迪克能夠穩定地重複發射數十微秒到數毫秒的較長電流脈衝，從而得到高品質的精加工面。從第1代的單純電火花放電開始，到第2代晶體管型無消耗放電、第3代NC放電、第4代直線電機驅動放電，發展進化至最新的第5代，可以通過高速通信同時處理放電控制和運動控制實現理想的放電加工。這種核心技術不斷進化的背後，正是沙迪克堅持創新驅動企業發展的成果。
▲ 沙迪克專利技術展示
後記
“問渠哪得清如許，為有源頭活水來。” 從沙迪克44年發展歷程，我們可以看到創新是企業發展最原始，也是最大的推動力。目前國內機加工產業核心部件的技術水平、運行速度、產品精度都難以與發達國家的相提並論，這與國內機加工企業不具備主動創新意識不無關係。
▲ 考察合影
在這方面，沙迪克通過創新不斷提升加工精度，全球率先做到突破納米級精度控制的加工中心和電火花放電加工機，這種創新驅動的發展模式，為我們做出了榜樣。
