在短短數年內,Hartford大學的製造和計量中心已成為美國領先的製造測量技術教育、訓練和研究之提供者,和先進的計量供應商(如Nikon 計量公司)建立合作夥伴關係是其過去成長方式之一。現在,該中心正在實施一項雄心勃勃的計劃,預計將其規模擴大一倍,專案將於2021年年中完成。

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Hartford大學使用Nikon iNEXIV VMA-4540 CNC影像量測系統配備Renishaw TP20接觸式探頭來訓練畢業生和當地工程師。該系統具有廣視野、長工作距離和大行程XY-table,能夠自動測量各種3D零件。

掌握競爭力的秘訣 - 提升品質

Hartford大學製造工程的特聘教授Chittaranjan Sahay, Vernon D. Roosa回憶起1960-1970年他在祖國印度學習時有些沮喪,他的英國製舊Austin汽車每隔幾百英里就會故障。他將以前的不可靠性與現代汽車能在除了保養其他不用特別注意的情況下就能行駛20萬英里對比起來,過去和現在的差異就是—品質。

他在印度任教期間對與製造相關的學科產生了濃厚的興趣,並從當時著名作者KJ Hume的出版物中學習了工程計量的原理。因此當康乃狄克州的航太發動機製造巨頭普惠公司(Prate & Whitney, P&W)在2012年的夏天要求Hartford大學(UHart)的工程、技術和建築學院(CETA)建立一個製造和計量中心時,他迅速抓住了這個機會,並成為該中心的主管。

P&W原隸屬於聯合技術公司(United Technologies Corp.),該公司於20204月與雷神公司(Raytheon)合併,成立了雷神科技(Raytheon Technologies),後者還擁有柯林斯航太公司(Collins Aerospace)。P&W    柯林斯的工程師以及來自全球供應鏈的員工都在計量實驗室接受過訓練。由於有很大一部分的零部件是由當地製造商製造,除了雷神科技內部的工程師要強調和增進品質能力外,也包括眾多的集團供應商。

該大學的畢業生和研究生也充分利用系所的優勢。由Sahay教授設計的《製造計量課程證書》旨在培養學生掌握工程計量技能,重點是製造。包括尺寸計量原理、幾何尺寸與公差(GDT)、使用量規量化和特定證書課程(如機翼基礎知識),再加上在計量實驗室的大量實踐學習。課程以一個全面性的專案做為結業要求,該專案為學生提供所需的基本知識與工具,以為學生將來的就業公司增強製造競爭力。

碰巧在2012年初,也就是製造與計量中心成立的那一年,Nikon 計量公司邀請了100多名製造業專業人士參加在密歇根州布萊頓總部的新技術中心之開幕活動。隨後,這家工業測量和檢測解決方案公司成為Hartford大學計量實驗中心的最大設備供應商。

根據合作協議,Nikon 計量免費提供總價值數十萬美元的多感測器三次元量測儀(CMM)、非接觸式雷射掃描儀、影像量測儀器、離線編輯軟件和光學顯微鏡等設備以及持續的技術支援。P&W捐贈了設備,其他一些供應商也提供了計量設備。康乃狄克州先進技術中心(CCAT)也參與其中,還有各種車削、銑削、磨削和3D列印機的供應商。
 

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Nikon LC15Dx雷射掃描儀正在縮小與觸碰式探頭精度之間的差距,其獨特的ESP3技術可通過即時調整雷射參數來保持速度和數據的品質。

培育人才提供訓練以及機會 

Sahay說:“在日益競爭激烈的環境中,正確地進行測量,以及評估使用中的測量系統,變得越來越重要,因為這支撐著全球製造業對產品公差和工藝控制的需求。我們實驗室的設立宗旨即在搭起學術界和製造業之間的橋樑,以幫助美國製造商解決該地區熟練技術員工短缺的問題。目前美國提供專業計量實驗室教學的大學不足,而且大多數是提供單門課程而非系統性教學,與製造業相關的計量實驗室更是稀少,然而這是決定產品是否可靠的關鍵。“

UHart 在美國學術界作為一門獨立的學科在製造業品質教學方面處於領先地位,並且對課程的需求不斷,”Sahay 說。 “我們所有獲得計量學學位的學生都在這裡或其他地方找到了工作,或繼續攻讀博士學位。”

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更大的工作距離和視野。VMA-4540下光,並具有比/照明的上光LED倍變焦光學鏡頭,可以精細調整放大倍率、自動對焦以及15。它具有VMZ-R 4540 Type 1影像量測機是Nikon Metrology CNC大學的計量實驗室中,使用Hartford

2018年,計量實驗室的一部分資源被用於研究源於PW的一個項目研究,目的是調查機翼表面加工之表面型狀。此研究使用LK 10.7.6 HA CMMNikon LH-60C雷射掃描儀對葉片進行測量,再與CAD數據進行比較。LH-60C雷射掃描儀跟接觸式探頭測量精度相當,但數據採集速度快得多;使用的CMM工作空間為39×28×20"99.06×71.12×50.80cm),是一種超高精度CMM,具有微米級的重複性和精度。UHart 研究的目的是調查機床上的夾具與生產後機翼的最終公差和表面拋光之間的關係。同時另一項研究中,則被用來確認組件的熱和結構完整性,以及使用中的表現。

Sahay表示:只要計量實驗室人員有空,有夠多的工作讓實驗室進行三班輪班,除了我們的新研究佔用了部分資源及原有的PWCollins工程師培訓,而內部研究生課程也由於其在工業中的實際適用性而越來越受歡迎。在過去三年中,我們開辦了33個課程,今年還有八個課程計劃中。

培訓 P&W Collins 工程師也是我們活動的很大一部分,”他繼續說道。 “我們目前沒有足夠的時間為其他工業公司提供類似的服務,儘管一些較遠的企業如100英里外的通用電氣,都表達了很大的興趣,但我們目前沒有時間為其他公司提供類似的服務。這就是為什麼Hartford大學的計量實驗室將於2021年夏天在校園內開設一個新的教學實驗室,該實驗室的規模將是現有教學設施的兩倍,而所有的贊助商都將參與這個令人興奮的新專案。
 

為實驗室及供應商製造雙贏的機會

作為一個密切與供應商合作取得優勢的例子,Sahay指出實驗室與Nikon Metrology之間建立的關係以及如何使雙方受益。

這絕對是一種雙向合作伙伴關係,他說。”Nikon提供了頂尖的計量量測設備和軟體,這對我們的學生來說非常寶貴,他們可以獲得真實案例的實際操作經驗,同時也使我們能夠進行有意義的研究。作為回報,Nikon定期帶潛在客戶來到我們的實驗室展示我們所擁有的設備。其實這對Hartford大學來說也是有益的。來的不僅是Nikon的銷售人員,還有應用工程師,我們有機會與他們一起工作、合作和學習,有時他們甚至在我們的課程中進行詳細的講解,這對我們非常有幫助。”

最後他幽默地引用日文中表達持續改善的方法—「改善法」(Kaizen),二次世界大戰後,豐田等日本企業在提高品質和減少製造浪費方面取得了巨大成功,很大程度上受到了美籍商業和品管教師的影響。

Hartford大學計量中心的建立和成功以及即將進行的擴建,代表這個概念將繼續完善。 Sahay 認為,美國製造商多年來一直在利用他們的智慧利用現代技術提高生產力,這在供應鏈的品質整合中表現得最為明顯。


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