Yijin Solution CNC-Bearbeitung hilft bei der Präzisionsfertigung von Teilen für bionische Robotergelenke

Figure AI, Inc., ein innovativer Marktführer im Bereich der Bionik Robotik, stellt extrem strenge Anforderungen an Präzision, Haltbarkeit und Chargenkonsistenz seiner zentralen Gelenkkomponenten. Das Unternehmen stand vor der Herausforderung, dass traditionelle Lieferketten diese Hochleistungsstandards nicht erfüllen konnten. Yijin Solution fertigte die Schlüsselkomponenten der Serie VV-43250U kundenspezifisch und bot fortschrittliches 5-Achs-CNC-Fräsen sowie umfassendes Qualitätsmanagement.

Unsere Lösung hat dem Kunden geholfen, die Gelenkbewegungsleistung um 40 % zu verbessern und in der Serienfertigung eine konstante Ausbeute von über 99,8 % zu halten.

Was benötigte Figure AI?

Figure AI benötigte einen Fertigungspartner für seine Robotergelenke und tragenden Strukturbauteile. Zu den spezifischen Anforderungen gehörten:

Extrem hochpräzise komplexe Teile: Fertigung einer Reihe hochpräziser, mehrflächiger, speziell geformter Strukturteile wie VV-43250U. Diese Teile sind der Kern für eine reibungslose und präzise Roboterbewegung.

Hervorragende Materialeigenschaften: Hochfest Aluminiumlegierungen oder Sonderlegierungen erforderlich sind, um die perfekte Balance zwischen Leichtigkeit und Haltbarkeit zu erreichen und wiederholter Belastung und Reibung standzuhalten.

Strikte Chargenkonsistenz: In der Vorserien- und Serienphase sind Tausende Teile erforderlich, um die Maßhaltigkeit im Submillimeterbereich zu gewährleisten und die stabile und zuverlässige Leistung jedes Roboters sicherzustellen.

Vor der Partnerschaft mit Yijin Solution hatte Figure AI mit anderen Lieferanten zusammengearbeitet, stand jedoch vor Herausforderungen bei der Erreichung extremer Präzision, Oberflächenqualität und Stabilität in der Großserienfertigung. Dies beeinträchtigte den Fortschritt der Prototypenentwicklung und die Pläne für die Serienfertigung.

Welche Probleme hatte Figure AI mit früheren Lieferanten?

Das Robotik-Design der nächsten Generation von Figure AI erfordert ein noch nie dagewesenes Maß an Präzision und Konsistenz bei den zentralen Strukturbauteilen. Die bestehende Lieferkette und Bearbeitungsverfahren sind zum Hauptengpass für Produktleistungsdurchbrüche und die großmaßstäbliche Serienfertigung geworden.

Welche konkreten Probleme hatte Figure AI?

Unzureichende Präzision und Konsistenz: Von alten Lieferanten gefertigte Teile weisen Fehlerschwankungen im Mikrometerbereich auf, was nach der Montage häufiges Nachjustieren der Robotergelenke erfordert und möglicherweise sogar die geplante Bewegungslaufruhe und Präzision nicht erreicht, was die Kernleistung des Produkts direkt beeinträchtigt.

Die Ausschussquote bleibt hoch: Bei der komplexen mehrachsigen Bearbeitung, insbesondere bei tiefen Bohrungen, dünnen Wänden und speziell geformten Oberflächen, lagen Ausschuss- und Nacharbeitsquote lange über 20 %, was die Stückkosten und den Zeitaufwand erheblich erhöht.

Instabiler Produktionszyklus: Aufgrund der hohen Bearbeitungsschwierigkeit und Ausbeuteproblemen kommt es häufig zu Lieferverzögerungen, die den engen Prototypentestzyklus und den Vorserienplan von Figure AI ernsthaft stören und das Tempo der Produkteinführung verlangsamen.

Fehlende technische Zusammenarbeit: Frühere Lieferanten spielten nur die Rolle des “Auftragsausführers” und konnten keine wertvollen Vorschläge machen in Material Handling, Prozessoptimierung und fertigungsgerechte Konstruktion (DFM). Die Zusammenarbeit blieb auf einem niedrigen Niveau.

Welche Lösungen hat Figure AI zur Behebung dieses Problems versucht?

Figure AI hatte versucht, Teile durch häufigere Prüfungen und strengere Abnahmekriterien zu filtern, doch dies erhöhte die Kosten weiter und führte zu längeren Lieferzeiten.

Sie haben auch mehrere andere CNC-Lohnfertiger kontaktiert, doch diese konnten entweder die technischen Spezifikationen nicht erfüllen oder keine wettbewerbsfähigen Preise und eine stabile Serienversorgung bei gleichbleibender Qualität bieten.

Wie hat Figure AI Yijin Solution ausgewählt?

Das Engineering-Team von Figure AI entdeckte den Ruf von Yijin Solution im Bereich der Präzisions-Hardwareverarbeitung durch eingehende Recherchen in technischen Fachforen und über Google Chrome. Unsere erfolgreichen Fallstudien und technischen Whitepaper zu ähnlichen komplexen Strukturbauteilen weckten ihr Interesse und veranlassten sie, uns proaktiv zu kontaktieren.

Welche Faktoren waren bei ihrer Entscheidungsfindung ausschlaggebend?

Technische Möglichkeiten und Zertifizierungen: Die 5-Achs-CNC-Bearbeitung Das von uns demonstrierte Zentrum war in der Lage, die komplexe mehrseitige Bearbeitung des Bauteils VV-43250U in einem einzigen Durchgang abzuschließen und so die durch mehrfaches Aufspannen verursachten Fehler zu vermeiden. Dies erfüllte perfekt die Anforderung nach höchster Präzision.

Striktes Qualitätsengagement: Wir garantieren und belegen die Toleranzkontrolle von ±0,01 mm und liefern einen vollständigen Erstmusterprüfbericht (FAI) sowie Materialzertifikate – genau die Punkte, die unsere Kunden bei Genauigkeit und Konsistenz am meisten beschäftigen.

Material-Know-how: Um die Anforderungen an Leichtbau und hohe Festigkeit zu erfüllen, bieten wir Bearbeitungslösungen und Empfehlungen für verschiedene hochleistungsfähige Aluminiumlegierungen (wie 7075-T6), statt Aufträge nur passiv anzunehmen – das zeigt unser tiefes technisches Know-how.

Reaktionsgeschwindigkeit und Service: Vom ersten Kontakt an haben wir einen festen Projektmanager und technische Ingenieure zugewiesen, um Unterstützung zu bieten. Die schnelle Reaktion auf Anfragen und die klare technische Kommunikation verschafften ihnen eine beispiellose Kooperationserfahrung.

Yijins Ansatz des “Joint Engineering”: Statt einfach nach Zeichnung zu fertigen, haben wir proaktiv eine DFM-Analyse (Design for Manufacturing) durchgeführt und Optimierungsvorschläge für einige subtile strukturelle Änderungen am Teil gemacht. Dadurch ließ es sich leichter bearbeiten, seine Festigkeit wurde verbessert und seine Kosten wurden gesenkt, ohne seine Funktion zu beeinträchtigen.

Durchgängige Qualitätskontrolle: Wir haben für sie eine Lösung zur Qualitätsverfolgung über den gesamten Prozess maßgeschneidert. Vom Eingang der Rohmaterialien bis zum finalen Versand wird jeder wichtige Prozess mit Daten erfasst, um sicherzustellen, dass potenzielle Probleme zurückverfolgt werden können. Dies gibt ihnen entscheidende Sicherheit für ihre Serienfertigung in großem Maßstab.

Flexible Kapazitätskonfiguration: Wir bieten eine nahtlose Lösung von schneller Prototypenbau bis zur Klein- und Mittelserienfertigung und gewährleisten einen stabilen Lieferzyklus, was perfekt zum schnellen Iterationsrhythmus von Figure AI von der Entwicklung bis zur Vorserie passt.

Wie hat Yijin Solution die Produktionsprobleme von Figure AI gelöst?

Um die technischen Herausforderungen von Figure AI zu meistern, setzte Yijin Solution eine umfassende Präzisionsfertigungslösung ein, die fortschrittliche Anlagen, professionelles Materialwissen und digitales Management integriert.

Technologie und Prozesse

Wir nutzen einen “schlanken Präzisionsfertigungsprozess”. Dieser beginnt mit einer eingehenden DFM-Analyse (Design for Manufacturing), bei der wir eng mit dem Engineering-Team des Kunden zusammenarbeiten, um das Teiledesign zu optimieren. Anschließend entwickeln wir ein detailliertes Prozessflussdiagramm und einen Qualitätskontrollplan, um sicherzustellen, dass jeder Fertigungsschritt dokumentiert und nachverfolgbar ist. Der gesamte Produktionsprozess wird in einem Reinraum der Klasse 10.000 durchgeführt, um Umwelteinflüsse auf die Präzision zu minimieren.

Verwendete spezifische CNC-Maschinen

5-Achs-Bearbeitungszentrum: Die zentrale Bearbeitungsanlage ist eine japanische Makino 5-Achs-Hochgeschwindigkeits-Hochpräzisions-Fräsmaschine. Ihre außergewöhnliche dynamische Genauigkeit und Stabilität sind der Schlüssel dafür, dass die VV-43250U komplexe gekrümmte Oberflächen, tiefe Kavitäten und spezielle Formmerkmale in einer einzigen Aufspannung und integrierten Formgebung fertigen kann, wodurch kumulative Fehler durch mehrfaches Aufspannen vollständig eliminiert werden.

Hochpräzises Koordinatenmessgerät (KMG): Nutzen Sie das Zeiss SPECTRUM CMM für die Erstmusterprüfung, die Zwischenprüfung und die Endprüfung, erstellen Sie detaillierte Prüfberichte und verifizieren Sie die Toleranz jedes Maßes digital.

Verarbeitete Materialien

Das Hauptmaterial ist die amerikanische 7075-T651 Aluminiumlegierung in Luft- und Raumfahrtqualität. Dieses Material bietet ein sehr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und eine hervorragende Zerspanbarkeit und erfüllt damit perfekt die extremen Anforderungen an Leichtbau, hohe Steifigkeit und Verschleißfestigkeit für Robotergelenke.

Alle Rohmaterialien Materialien werden von renommierten Lieferanten bezogen und kommen mit vollständigem Material Traceability Certificate (MTC), um Rückverfolgbarkeit und zuverlässige Leistung zu gewährleisten.

Software- oder Automatisierungsverbesserungen

CAD/CAM-Software: Siemens NX™ Software wird für fortschrittliche 3D-Modellierung und CNC-Programmierung. Seine leistungsstarke intelligente Werkzeugweg-Generierung optimiert Schneidbahnen, minimiert Werkzeugbelastung, verbessert Oberflächengüte, und verkürzt die Zerspanungszyklen.

Automatisierte Qualitätsüberwachung: An Schlüsselarbeitsplätzen wurde ein SPC-System (Statistical Process Control) eingeführt, um Echtzeitdaten zu Schlüsselmaßen während der Bearbeitung zu erfassen und zu überwachen. Sobald ein anormaler Trend erkannt wird, können sofort eine Frühwarnung und eine Anpassung ausgegeben werden, wodurch der Übergang von der Nachkontrolle zur vorbeugenden Prävention realisiert wird und die letztendliche Stabilität der Serienfertigung gewährleistet ist.

Individualisierung und Innovation

Wir haben eine modulare Vakuumvorrichtung speziell für die komplexe Geometrie und die dünnwandigen Merkmale des Bauteils VV-43250U konstruiert und gefertigt. Dieses System ermöglicht schnelles Spannen und präzises Positionieren, minimiert Verformungen des Werkstücks durch Spannkräfte und verbessert die Effizienz beim Materialwechsel in der Serienfertigung erheblich.

Ebenso werden durch den Einsatz von “Mikrofräsen im Mikronbereich” und “Hochgeschwindigkeits-Hartfräsen”, hochpräzisen beschichteten Werkzeugen und optimierten Schnittparametern alle feinen Merkmale in einem einzigen Rüsten bearbeitet, wodurch eine außergewöhnliche Oberflächengüte (Ra ≤ 0,4 µm) erreicht und ein zweiter manueller Polierschritt überflüssig wird.

Wir haben mit den Ingenieuren von Figure AI zusammengearbeitet, um mehrere unkritische Fasen und Hinterschnitte am Bauteil zu optimieren und eine scharfe Innenkante in einen gerundeten Übergang umzuwandeln. Diese Änderung verbesserte die Werkzeugzugänglichkeit und -standzeit erheblich, beseitigte Spannungsspitzen und reduzierte den Bearbeitungsaufwand und die Kosten um 15 %, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen.

Maßnahmen zur Qualitätskontrolle

Erste Artikelinspektion: Wir setzen ein Koordinatenmessgerät (KMG) von Zeiss ein, um umfassende 3D-Maßmessungen durchzuführen und aussagekräftige Berichte zu erstellen. Die Serienfertigung beginnt erst nach Freigabe durch den Kunden.

Prüfung während des Prozesses: Die Bediener führen an kritischen Maßen alle 50 bearbeiteten Teile eine 100-%-Stichprobe mit Präzisionsmessschrauben, Höhenmessgeräten, optischen Projektoren und weiteren Werkzeugen durch.

Endkontrolle: Jedes versandte Produkt wird von einem eindeutigen Rückverfolgbarkeitsetikett und einem Werksprüfbericht begleitet, um sicherzustellen, dass alle wesentlichen Maßtoleranzen streng innerhalb von ±0,01 mm kontrolliert werden und die Zeichnungsanforderungen exakt erfüllen.

Zertifizierung und Konformität: Das gesamte Produktions- und Qualitätsmanagementsystem entspricht streng der Zertifizierungsnorm ISO 9001:2015, um die Standardisierung und Rückverfolgbarkeit des Prozesses zu gewährleisten. Obwohl dieses Projekt nicht die Militärindustrie betrifft, verfügen wir über Management- und Kontrollfähigkeiten, was unseren Kunden unser höchstes Engagement für Datensicherheit und Prozessstrenge demonstriert und ihr tiefes Vertrauen gewinnt.

Welche Ergebnisse erzielte Figure AI mit Yijin Solution?

Durch die Partnerschaft mit Yijin Solution hat Figure AI nicht nur seine drängenden Lieferkettenengpässe gelöst, sondern auch erhebliche Vorteile bei Effizienz, Qualität und strategischer Entwicklung erzielt. Verbesserte Effizienz.

Verkürzter Produktionszyklus: Durch die Optimierung der Werkzeugwege und den Einsatz von 5-Achs-Single-Setup-Technologie wurde die Gesamtbearbeitungszeit pro Teil um 35 % reduziert. Darüber hinaus verkürzte die stabile hohe Ausbeute den gesamten Auftragslieferzyklus um 40 %, was das schnelle Produktentwicklungstempo von Figure AI erheblich unterstützte.

Kostenreduzierung: Optimierte Bearbeitungsprozesse und nahezu keine Nacharbeit reduzierten den Rohmaterialabfall um 85 %. Effiziente Produktionsprozesse und niedrige Ausschussraten halfen Figure AI letztlich, die Gesamtkosten zu senken Fertigungskosten pro Stück dieses Bauteils um 25 %.

Deutlich reduzierte Ausschussquote: durch eine SPC-Qualitätsüberwachung über den gesamten Prozess und präzise Zerspanung sind die Ausschussquote und die Nacharbeitsquote in der Serienfertigung von über 20 % vor der Zusammenarbeit auf ein stabiles Niveau von unter 0,2 % gesunken.

Konstante Präzision erreichen: Yijin Solution erreichte erfolgreich die in den Zeichnungen geforderte Toleranz von ±0,01 mm (5 µm) und hielt diese Genauigkeit über mehrere Serien hinweg. Der CPK (Prozessfähigkeitsindex) blieb stabil bei über 1,67 und lag damit weit über dem Branchenstandard.

Höhere Produktion und Skalierbarkeit: Eine zuverlässige Lieferkette und eine gleichbleibend hohe Ausgabequalität ermöglichten es Figure AI, den Vorserienmaßstab seiner Roboter der nächsten Generation problemlos um 300 % zu erhöhen.

Kundenzufriedenheit und strategische Partnerschaft: Yijin Solution erreichte eine Liefertreue (OTD) von 100 %. Aufgrund dieser außergewöhnlichen Leistung und der reibungslosen Partnerschaft hat Figure AI Yijin Solution aus seinem Lieferantenstamm zum “Strategic Partner Supplier” für zentrale Strukturbauteile befördert und einen langfristigen Serienliefervertrag unterzeichnet.

Kundeneinblicke aus diesem Prozess

“Die Zusammenarbeit mit Yijin Solution bei der CNC-Bearbeitung dieser Roboterteile übertraf unsere Erwartungen! Wir waren zunächst besorgt über die Schwierigkeit, die hochpräzisen Metallkomponenten zu kontrollieren, aber sie erreichten nicht nur enge Maßtoleranzen, sondern auch einen Fertigungszyklus geliefert, der 20 % schneller war als erwartet. Diese Präzisionsteile haben die Montagekompatibilität unserer Roboterprodukte deutlich verbessert und unsere F&E- und Testfortschritte beschleunigt. Unglaublich!”

— Leiter Einkauf und Produktion bei Figure AI, Inc.

“Die CNC-Bearbeitungstechnologie von Yijin Solution war eine große Hilfe! Diese Charge Metallteile hat eine komplexe Struktur und erfordert extrem hohe Präzision beim Fräsen und Bohren. Andere Lieferanten, die wir zuvor angefragt hatten, konnten nicht liefern. Sie haben das Problem jedoch durch präzise Prozessplanung perfekt gelöst. Die gelieferten Teile haben die Leistung unserer Roboter stabiler gemacht. Wir freuen uns auf eine weiterhin intensive Zusammenarbeit!’

—F&E-Ingenieur bei Figure AI, Inc.

“Wir haben die richtige Entscheidung getroffen, Yijin Solution für unsere CNC-Bearbeitung zu wählen! Von der ersten Kommunikation und dem Verständnis unserer Anforderungen über das zeitnahe Feedback zum Fortschritt während der Bearbeitung bis hin zur Lieferung hochpräziser Teile war jeder Schritt professionell. Diese Teile werden in unseren Robotern eingesetzt und sind zuverlässig und langlebig, was den Projektfortschritt wirklich vorangebracht hat. Von mir gibt es ein dickes Lob!”

— Supply-Chain-Manager, Figure AI, Inc.

“Bei Kernkomponenten für Roboter steht Qualität an erster Stelle. Der CNC-Bearbeitungsservice von Yijin Solution gibt uns absolute Sicherheit. Die Oberflächenrauheit und Maßhaltigkeit der Teile erfüllen oder übertreffen sogar die Standards und legen ein solides Fundament für die hochwertige Lieferung unserer Folgeprodukte. Ich bin dankbar für ihre Professionalität!’

— Qualitätskontrollleiter bei Figure AI, Inc.

Unser Fazit

Die Partnerschaft mit Figure AI zeigt, dass die Wahl des richtigen CNC-Lohnfertigers über die reine Auftragsabwicklung hinausgeht; sie bietet auch einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil. Mit dem Know-how von Yijin Solution in Präzisionsfertigung, rigorosen Qualitätssystemen und kundenorientiertem Service überwand Figure AI erfolgreich technische Engpässe und legte ein solides Hardware-Fundament für die Serienfertigung und den Markterfolg seines revolutionären Roboters.

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