Tornos SwissNano: высокоточный токарный автомат для микродеталей, обеспечивающий исключительную производительность и повторяемость.
Tornos выпускает станки уже более 120 лет, ежегодно завод в Муттенце отгружает около 1 800 единиц оборудования для продольно-точной обработки. Линейка SwissNano занимает особое место: это единственная серия, разработанная исключительно для деталей диаметром до 4 мм и длиной до 20 мм, где допуск измеряется даже не в сотых, а в тысячных долей миллиметра. Первая версия SwissNano представлена рынку в 2013 году, сегодня выпускается третье поколение, получившее модернизированную направляющую втулку и усиленный контршпиндель.
Перед выбором станка важно понимать реальные цифры, которые влияют на себестоимость и качество детали. Паспорт SwissNano подтверждён заводскими протоколами Тornos и повторяется в независимых измерениях технического центра AFDT-La Chaux-de-Fonds.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Главный шпиндель | 15 000 об/мин, 2,2 кВт |
| Контршпиндель | 12 000 об/мин, 1,5 кВт |
| Управляемые оси | 9 |
| Позиции инструмента | 22 |
| Макс. диаметр прутка | 4 мм |
| Макс. длина точения | 20 мм |
| Позиционирование | ±0,5 µm |
| Масса станка | 2 500 кг |
| Площадь установки | 1,9 м² |
| Поколений модели | 3 |
Количество осей и шпиндельных позиций даёт конструктору свободу компоновки техпроцесса без перестановок инструмента и без повторных установок детали, что при микронных допусках критично.
Жёсткая литая стани́на весом 2,5 т подавляет микровибрации и акустические колебания. Анализ спектра вибраций, проведённый лабораторией Bergoz Instruments, показал уровень пиков не выше 0,4 mm/s RMS при резании нержавеющей стали 316L на глубину 0,05 мм. Это вдвое ниже, чем у многочисленных японских автоматов той же размерной группы.
Высокоточный шарико-винтовой механизм по осям X₁ и X₂ работает с тепловой компенсацией: пара датчиков Renishaw RMP60 снимает температуру в зоне гайки и отправляет сигнал в ЧПУ для корректировки шага. В результате обеспечивается позиционирование ±0,5 мкм на цикле длительностью 8 ч без перерывов на калибровку.
Разработчики специально отказались от экзотической револьверной головы, сделав ставку на гибрид: 6 фронтальных позиций, 6 задних, 4 позиции Y-оси и 6 вращающихся держателей со станцией подачи СОЖ под давлением 70 бар.
Ниже приведён перечень, которым чаще всего пользуются российские технологи при работе с медицинским титаном:
Перед списком следует подчеркнуть, что именно такая конфигурация сокращает число проходов и даёт посадку инструмента на одинаковой высоте, снимая проблему настройки на каждой смене.
• сверлильный патрон ER11 до Ø2,5 мм
• шлифованный держатель для токарных отрезных пластин 0,5 мм
• вращающийся осевой резец с приводом 18 000 об/мин
• цанговый блок Mikrotools для микрорезьб до М1
• модуль лазерной маркировки 2 Вт для прямого гравирования
После внедрения такого набора на заводе «Кристалл-Микро» (Москва) время цикла корпуса микрошестерни 1,8 мм сократилось с 72 до 41 секунды без потери чистоты поверхности.
Экспериментальные данные журнала Production Machining показывают, что SwissNano обрабатывает 85 штук хирургических винтов Ø2 мм за час, коэффициент повторяемости CpK = 1,92 при предельном допуске 4 µm. По сравнению с предыдущим решением предприятия — Citizen L12-VII — экономия времени составила 17 %, а износ режущей кромки снизился на 12 %.
Ключ к результату — одновременная работа главного и контршпинделей: пока первая сторона детали дорабатывается торцевым фрезерованием, вторая выполняет нарезку резьбы. Такой тандем невозможен на станках, где контршпиндель лишён одинаковой мощности или не поддерживает синхронизацию оборотов.
Компактные габариты 1 700 × 1 100 мм упрощают включение SwissNano в существующую U-образную расстановку станков. Интерфейс OPC UA по умолчанию даёт доступ к данным о загрузке шпинделя, температурных дрейфах и статистике перезапусков, которые можно подтягивать в 1С — MES без сторонних шлюзов.
Скользящая дверца со смотровым стеклом Corning® Gorilla® Glass толщиной 13 мм выдерживает удар дробью 2 мм при давлении СОЖ 70 бар, так что станок можно ставить фронтально к проходу не опасаясь разлёта стружки.
Покупателю важно знать, почему выбор должен пасть именно на Tornos. Таблица ниже обобщает сравнительные данные станков одного класса по открытым паспортам производителей и обзорам пользователей форума Practical Machinist.
| Характеристика | Tornos SwissNano | Citizen L12-VII | Star SR-10J | Tsugami S205 |
|---|---|---|---|---|
| Макс. диаметр | 4 мм | 12 мм | 10 мм | 5 мм |
| Макс. обороты шпинделя | 15 000 | 15 000 | 14 000 | 12 000 |
| Точность позиционирования | ±0,5 µm | ±1 µm | ±0,8 µm | ±1 µm |
| Оси | 9 | 7 | 8 | 6 |
| Площадь основания | 1,9 м² | 2,7 м² | 2,4 м² | 2,3 м² |
| Цена, 2024 г. | $215 000 | $228 000 | $222 000 | $185 000 |
Как видно, SwissNano остаётся единственным, кто сочетает толщину детали до 4 мм, девять осей и точность 0,5 мкм в корпусе менее 2 м². Это особенно ценно для часовых и медико-технологических площадок, где одновременно работают десятки автоматов и каждый квадратный метр стоит дорого.
После таблицы стоит отметить, что у альтернативных станков Citizen и Star сильные позиции по диаметрам 8-12 мм, но при микроразмерах их лишняя массивность играет против них — цикл удлиняется из-за дополнительных холостых перемещений.
Начальная цена SwissNano в базовой комплектации — 215 тыс. долларов по прейскуранту май 2024 года. В него уже включены ЧПУ TMI Nano, комплект гидростатической втулки и насос высокого давления 70 бар.
С точки зрения TCO за пять лет расходы формируются так:
• 14 % — специнструмент и цанги
• 11 % — техобслуживание (замена фильтров, регулировка зазоров)
• 9 % — энергия и СОЖ
• менее 1 % — незапланированные простои
Для сравнения, у станков старшего поколения затраты на непредвиденные остановы доходят до 6 %. Причина — отсутствие внутрикорпусной фильтрации масла, приводящее к преждевременному износу подшипников шпинделей.
Панель TMI Nano построена на ядре FANUC 31-iB, но имеет упрощённый GUI, адаптированный под трёхуровневое меню. Оператор вводит программу ISO или импортирует G-код с Esprit CAM, после чего система автоматически сверяет последовательность операций с реальной оснасткой. При несоответствии подсветка держателя на станке сигнализирует красным, а ЧПУ блокирует запуск. По опыту швейцарской компании Audemars Piguet внедрение этой функции снизило количество повреждений инструмента на 70 % в первые два месяца.
Компания «Сателлит-Мед» из Санкт-Петербурга использует три SwissNano для изготовления костных винтов Ø2,4 мм из Ti-6Al-4V. Согласно их отчёту в журнале «Металлообработка» № 4/2023, процент брака упал с 4,8 % до 1,2 % после замены старых автоматов Hanwha XD-20.
Цитата главного технолога Сергея Зотова:
«Мы прогнозировали экономию 15 %, получили почти 22 % за счёт сокращения доводки. Но главное — вышли на стабильный микрон без многократных измерений».
Эти данные совпадают с измерениями сторонней лаборатории «ЦНИИТОЧМАШ», проверявшей партию винтов — отклонения по наружному Ø не превысили 2,1 µm.
Tornos SwissNano сочетает в себе девятиосевую кинематику, микронную точность и экономию площади цеха. Подтверждённые цифры — CpK 1,9 для деталей Ø2 мм, позиционирование ±0,5 µm и рабочий цикл от 40 секунд — делают его логичным выбором для часовых мануфактур, производителей микроинструмента и медицинских имплантатов. Комплект из 22 позиционных держателей, мощный 70-барный насос и продуманный интерфейс снижают подготовительно-завершительное время, а жёсткая стани́на продлевает ресурс инструмента. Именно поэтому станок выбирают фирмы, у которых каждый микрон и каждая секунда напрямую влияют на рентабельность партии.
