瑞士工具制造商Primaform通过采用Cimatron软件推动数字化转型,为各行各业提升生产率并增强可持续发展能力。

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携手Cimatron共创数字化未来

Primaform的公司总部坐落于欧洲腹地——瑞士风景如画的图恩市,四周群山环抱、湖光山色,营造出一种从容而沉稳的氛围。 这家成立于1965年的工模具制造公司,主要服务于德奥瑞士(DACH)地区以及斯堪的纳维亚半岛、美国和墨西哥的客户。公司拥有65名员工,每年为汽车、医疗、制表和包装行业的客户制造约60套工装和模具。

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公司员工中很大一部分是由昔日的学徒转正而来的,这充分证明了Primaform是一家极具吸引力的工作场所。该公司反应敏捷、思维前瞻,并致力于持续改进。

“我们为公司的发展历程以及持续的进步感到自豪,”65岁的模具制造师兼机械工程师 Stefan Huber 说道,他已在Primaform担任总经理24年。 自2025年以来,Huber在公司内一直担任导师和项目经理这一特殊角色,如今即将退休。

“目前,我们正专注于软件相关领域。”Huber表示,核心任务是推进数字化转型——不仅针对单台设备,更要将其打造为一个完全集成的系统。

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Stefan 和 Cirill Huber 向 Fabian Diehr 讲解Primaform的电极制造过程。“我们采用湿法工艺加工石墨电极。 这使得在同一台机床上同时加工铜或钢成为可能,”Stefan Huber说道。然而,该工艺要求精确选择粒度细、密度高的原材料,以防止冷却润滑液渗入石墨。此外,系统还需进行高效过滤,以确保机床内部管路中没有石墨沉积物。 所有加工中心均配备旋转加工刀具并实现自动化——鉴于每年制造约7,000根电极,这是必不可少的。每年制造60套模具,这一数字也说明了所制造的生产模具的复杂程度。

“这正是我们仍能获得竞争优势的地方,”他说,“标准工作谁都能做,但我们的目标是超越标准——无论是设计、模具制造还是单个零件的生产。”

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Stefan 和 Cirill Huber 向 Fabian Diehr 讲解Primaform的电极生产情况。“我们采用湿式加工石墨电极,这使得在同一台机床上加工铜或钢成为可能,”Stefan Huber说道。 然而,这种方法要求原材料经过精确准备,具有细小的晶粒和高密度,以确保冷却液不会渗入石墨。此外,还必须对系统进行高效过滤,以防止机床生产线出现石墨沉积。 所有铣削中心均配备旋转刀具转盘并实现自动化——对于年产量约7,000根电极的企业而言,这是必不可少的。鉴于每年约制造60件刀具和模具,这一数据也反映出部分生产刀具系统的复杂程度。

这种前瞻性的态度使Primaform能够为客户创造附加值,这一目标在公司的方方面面都得到了体现。

就连建于 2001 年的公司总部,其设计也别具深意,旨在满足工具和模具生产所需的工作流程。或许这正是典型的瑞士型风格:美观设计低调内敛,材料精选考究。 例如,地板采用菱镁石砂浆铺设——这是一种兼具木材与石材特性的地板材料,既能提供缓冲效果又具备抗冲击性,还能在一定程度上吸收湿气,且只需每三个月用湿拖把擦拭一次即可。

尽管25年的使用在这块质地均匀的材料上留下了可见的痕迹,但这些痕迹并不被视为瑕疵。相反,它们体现了Primaform的经营理念:审慎而富有远见地做出决策,在不断开拓新事物的同时,始终铭记过往的经验教训。 公司虽然忙碌,却从不手忙脚乱;工作始终在沉着冷静和注重细节中进行。

投资技术,更重要的是投资人才

2015年3月,Primaform购入了首批两套用于电极生产的Cimatron软件。在仔细考量了制造流程的未来目标后,Primaform于2025年初全面部署了该软件。

从旧系统向新系统的过渡仅用了三个月,这种平稳落地的实施既彰显了Primaform的敏捷性,也体现了其对软件及其供应商的信心。

如今,Cimatron已在公司范围内的63台计算机上运行,其中包括24套Viewer、8套Designer、10套Master Solution、7套5轴加工以及3套电极模块——还包含“回弹变形”模块等扩展功能。 借助仿真结果,该模块能够快速、轻松地补偿塑料或钣金部件中的收缩和翘曲。

Cimatron 从一开始就是一款 3D CAD 应用软件。我们的客户来自许多不同的行业,因此对模型导入和处理的要求同样多样化。正因如此,我们一直非常重视所谓的“容差建模”技术,它允许在混合环境中将曲面与实体结合起来进行处理。
Andreas Sterzenbach,Cimatron
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在瑞士采用激光加工过程制造,耗时50小时。

“过去两年里,我们在机械设备和软件方面投入了大量资金,” Huber 继续说道,“但最重要的是,我们投资于员工的工作环境。”

Primaform的管理层认为,员工应该感到舒适——不仅是在一个整洁的环境中,更是在一个他们乐于在此工作、并被鼓励发挥创造力的环境中。这种理念也塑造了公司的软件转型和更广泛的数字化努力。

“我们这里已经不再使用纸质文件了。取而代之的是,每位员工都可以使用Cimatron Viewer或完整版本软件,而CAM编程则直接在机床旁的工作站上进行,” Huber 解释道。公司有意识地推行去中心化管理,从而减少对个别员工专业技能的依赖。

集成式CAD/CAM与数字孪生

“我们决定使用 Cimatron,是因为我们希望拥有一套面向行业的集成系统,而非多个独立的专用系统,”Huber 解释道。 “作为自动化努力的一部分,我们希望以尽可能少的操作,将设计中的几何形状、测量数据以及NC程序数据传输到制造环节。Cimatron 显然是实现这一目标的首选。”

在此背景下,数字孪生至关重要,Primaform 已将其作为制造每个部件的强制要求。数字孪生包含部件的 3D 模型以及加工仿真,可与实际结果进行实时对比。

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Primaform 1,800 平方米的制造区域大部分都经过恒温控制,温度精度控制在 0.7°C 以内,以确保公差尽可能严格。

“在数据传输至制造环节之前,CAD 中的所有操作——包括我们存储在数字孪生中的所有准备数据——都已完成,”Huber 在解释 Primaform 的流程时说道。这可以实现实时总览——不仅包括部件的外观和尺寸,还包括加工操作的定义方式。

例如,用户可以查看哪些零件需要直接进行精铣或粗铣,哪些需要进行磨削、沉孔或线切割放电加工,以及起始孔或激光雕刻应定位于何处。 “来自设计阶段的其他信息,例如数量、功能面、公差或加工余量、表面光洁度、材料、涂层或硬度,也可以直接从Cimatron中提取,”Huber说道。

数字孪生的优势在电极设计中尤为明显。“在这里,我们规划整个制造过程——不仅包括工件几何形状,还包括夹具以及电极铣削时机床工作空间内的工况,” Cirill Huber 解释道。

这位37岁的设计师兼机械工程师已在公司工作九年,现为管理层成员,负责生产计划、设计、技术中心和IT部门。 基于这一背景,他深度参与了公司的结构变革,并对团队研发的理念感到自豪。“所有切削刀具都按照我们在设备中看到的样子精准建模。”

这对5轴铣削中的碰撞避免尤为重要:通过设计贴合实际的装夹方案,还可以对机床运动学进行仿真。“在电极生产中,我们还试图利用NC模版和标准化模型实现全自动作业。” Cirill Huber 表示,这带来了高效的编程效果。

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在Primaform,数字孪生还会为EDM电火花过程定义工艺参数,该过程随后将使用电极对钢材进行加工。电极设计师会指定电极材料、零点和起始高度等信息。电极的负余量会再次被自动提取,甚至还会为电极放电加工推荐电流或轴加速度。 “这使我们CAM部门的同事能够非常有针对性地完成编程,” Stefan Huber 解释道。

我们处于生产链的最底层,始终面临压力。因此,越快越好。Cimatron 帮助我们做到了这一点!
Stefan Huber,Primaform
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这种集成使得能够详细映射生产环境和计划。IKOffice 可以直接打开 Cimatron 文件并检索所有相关的制造数据。Stefan Huber 解释道:“这让我们能够看到使用了哪些项目和子项目项——或者一个零件的加工版本以及由谁创建的。必要时,我们还可以回退到之前的版本或修订版。它还会显示某个零件装配在哪些项目中,以及该零件是否经过优化以及优化位置。”该版本还包含 IKOffice 的“红绿灯”系统,Primaform 对该系统进行了进一步开发,以整合有关加工进度的信息。

与 IKOffice ERP 系统的集成

Stefan Huber 及其团队希望 Cimatron 的引入尽可能健壮且完全集成,因此很快就确定了版本管理的需求。

然而,采购外部供应商独立的产品数据管理系统并不可行。在寻找集成解决方案的过程中,该公司最终选择了 IKOffice ERP 应用系统。

“开发人员愿意与我们合作,打造一款量身定制的解决方案,” Cirill Huber 表示。该应用程序旨在通过可自动化的接口直接连接到 Cimatron,从而能够呈现 Primaform 的产品开发情况,并无缝融入集成的 Cimatron 环境。

这既能优化双方的产品组合,又是一项双赢的机会——无论是 Cimatron 还是 IKOffice 的开发人员,都不愿错过这一良机。

最终,该方案成功实施,同时也为第三个受益方——Primaform——带来了利益。

“在我们所在的工业行业中,市场上没有其他产品能与之相提并论,” Cirill Huber 说道,同时提到了Primaform在开发过程中投入的大量资源和专业技术。“IKOffice和Cimatron未来的客户也将从中受益!”

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在 Primaform 的铣削作业中,每位员工都配备了一台功能齐全的 Cimatron 工作站,可在机床旁直接编写 CAM 程序。

“我们的基本理念是,设计师应该能够直接开展工作,” Stefan Huber 解释道,阐述了团队最初的构想。“如今,设计师可以在Cimatron中使用已经为我们定制好的标准结构,并按自己喜欢的方式命名零件。”

在IKOffice中创建的CAD项目会生成相应的Cimatron文件,该文件会被传输至系统中进行后续处理。

例如,对于属于某个装配体的众多零部件文件,IKOffice会自动创建包含子文件夹在内的逻辑结构。用户还可以切换到装配体或项目层级,项目状态、采样数据等信息就存储在该层级。

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Andreas Sterzenbach (Cimatron)与 Stefan 和 Cirill Huber (从左至右)在配备了Cimatron Viewer的装配工位旁。桌上摆放着用于生产医疗技术产品的双组分“Stromform”的部件。 “所有驱动装置和减速箱均由电动机驱动,” Stefan Huber 在介绍Primaform的专长时解释道。 “最简单的应用是螺纹旋出,但我们还可以利用电动机实现滑块或内部抽芯的自动化。主要优势在于,我们对机械时序的依赖大大降低,因为我们可以轻松地将各种驱动装置连接起来,例如使它们相互关联。 另一个优势是洁净室适用性——因为既不需要液压系统也不需要气动系统。伺服电机还使得精度较高的定位操作成为可能。位置、锁模力和速度均可通过数字方式设定。”

已有超过5,000个已完成的项目从旧系统迁移至新系统,因此Primaform的员工在规划项目时可以利用公司丰富的数据资源。

“归根结底,我们希望不断学习,” Cirill Huber 说道,并指出所有商业细节以及完整的ERP功能均可供使用。“在CAD中,我们目前正根据需要迁移项目,并更新公差和标记等信息,以确保它们能始终如一地融入新的工作流程。”

原地踏步不可取。持续探索新事物、不断向前、为未来做好准备 —— 这就是我们的理念。对产品和工作过程抱有热情,是我们开展一切工作的根本。
Stefan Huber,Primaform
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Primaform与Mold-Masters在杜塞尔多夫举办的K 2025展会以及卢塞恩举办的2026年瑞士塑料博览会上,共同揭幕了一款紧凑型交钥匙注塑单元,该设备使传统注塑机成为历史。 这款全电动、完全伺服控制的生产单元“Integra”采用了Primaform的“Incognito”生产技术,开创了全新方案:模具内部集成了一套无作用力自锁滑块单元,既负责模具锁模,又负责将成型件从型腔中拉出并顶出。 这使成型周期缩短了多达25%,并省去了冷流道,从而显著节省了原材料用量。该模具概念采用模块化系统设计,初期可扩展至4至96个型腔。

Stefan Huber 在谈论该系统时充满热情:“集成 IKOffice 的最大优势在于,我们可以从 ERP 系统直接在 Cimatron 中打开部件,并随时查看当前的工作队列。 所有数据均来源统一,这使我们能够按部件而非按工单进行规划。这也意味着,未来我们可以继续将更多流程数字化,因为我们在规划中已经为此开发了所有基础模块。”

该系统的参数化逻辑和一致的数据基础,还使 Primaform 的专家们在重复使用类似项目或实施变更时,能够以系统化且高效的方式进行调整。对于 Stefan 和 Cirill Huber 而言,这种通过数字孪生实现的可重复性,是自动化编程以及样板和零件识别的基础。

他们表示,最终的总体目标是实现“单件批量的工业制造”。 Stefan 和 Cirill Huber 指出,如果公司希望超越传统的工装和模具制造的局限,并在中欧地区保持竞争力,就必须走这条路。

工作计划与轮班表以及工时跟踪(包括休假安排)协同匹配,以便达到较高的精度计算可用产能。当Primaform的员工开始工作时,他们会登录人事工时系统查看个人工作任务队列,并在工作结束后在此记录工时。

“每个人都能清楚看到自己需要做什么以及接下来要进行哪些工序,这使得工件能够按照公司内预先定义的数字化路径流动——前提是计划准确且无人偷工减料,” Cirill Huber 带着满意的微笑解释道。

他对这套系统运行效果的自豪感显而易见。“归根结底,对我来说重要的是最终产出的工件,以及其生产过程中所付出的努力。”

对 Huber 而言,在寻求优化时,孤立地考虑设计、CAM或装配都是没有意义的。更重要的是,必须认识到:编程自动化程度的提高,需要在设计环节投入相应的额外努力。

“操作可靠性以及最终在质量和经济性方面取得良好结果,才是我们的目标。这种看待问题的方式对我来说至关重要!”

一旦无需再进行手动数据传输,输入错误和数据录入失误便成为历史。在模具制造中,关键在于能否实现部件的自主加工,并在夜间无人值守的情况下进行加工,而Cimatron帮助我们获得了为此所需的可靠性。
Stefan Huber,Primaform

专为模具制造量身定制的功能

除了CAD/CAM一体化外,Cimatron的一大优势在于它提供了专门为模具制造商开发的解决方案和功能。例如,设计师可以使用参数化库,Cimatron中还提供了来自不同供应商的部件,并可将其连同相应的切除体一起放置在设计中。

Stefan Huber 表示这极大地简化了流程:“如果我们放置一颗螺钉,该应用程序会利用相关的切除体,在设计中同时生成所有孔、沉头孔和螺纹。”正确的公差和配合信息也会通过颜色编码显示出来。

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工作队列是操作员查看为Primaform定制的IKOffice系统的界面。在此界面中,用户可直接访问Cimatron的部件数据、装配和项目信息。

Cimatron 还能根据模具设计以及板上的相应孔位,轻松确定顶针的理想位置及其修整长度。

“这一切都让我们的工作轻松了许多!” Cirill Huber 说道。总体而言,Cimatron 将众多原本需要分许多个单独步骤完成的设计任务整合在了一起。

Stefan Huber 指出了 Cimatron 帮助解决的另一个挑战:如今客户提供的设计方案,在可制造性方面的考量往往不如以往周全。

“我们经常不得不进行一些与制造相关的调整,”他说。软件中集成的用于浇口和注塑系统以及冷却系统设计的工程功能,有助于完成这项工作。

如果没有像Primaform这样的客户,我们的系统就不可能达到今天这样的高水平。那些总是能预见未来几步发展的客户,同样也推动着我们的发展。
Andreas Sterzenbach,Cimatron
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Primaform在其自有技术中心进行自有工装的原型制作以及第三方工装的分析。这里还进行试模,并制造辅助客户生产的零件。 “所有机床都通过接口实现了高度集成。这使我们也能在这里进行虚拟原型制作,并实时可视化整个过程,” Cirill Huber 解释道。“我们在机床前方和内部安装了摄像头;控制系统以及显微镜画面都可以在屏幕上展示。”

Primaform 对自研的模具进行试模,分析其他公司制造的模具,并生产试生产批次的零件或部件,以协助客户的生产。

“所有设备都通过接口实现了高度集成。这意味着我们还可以在这里进行虚拟模具试模,并实时显示整个流程,” Cirill Huber 解释道。“我们在机床前方和内部都安装了摄像头,不仅可以将控制界面显示在屏幕上,还能显示显微镜视图。”

这一点同样适用于 Cimatron 在混合环境下进行设计的能力 —— 即同时使用曲面建模与实体建模。

“数据质量至关关键。否则,一旦进入生产阶段,就会出问题:比如由于几何形状中某处仍存在孔洞,导致切削刀具崩飞;或者线切割加工的轮廓未闭合,切割时钼丝就会跑偏,” Stefan Huber 说道。

过去,当“数据质量较差时”,公司往往要花费数小时甚至数天时间进行拆电极。“但早在早期阶段,Cimatron就已能帮助我们利用其曲面模型将所有问题妥善解决。”

卓越的技术支持与协作

对 Primaform 而言,Cimatron 提供的支持是一大优势。

“我们感到自己的意见得到了重视,而且每当我们有疑问时,总能获得支持,” Stefan Huber 说道,他特别强调了这一点——在日常操作中,或者在实施期间接受培训后开展项目工作时,这种支持尤为宝贵。

但Primaform也一直在不断挑战Cimatron的专家。

“我们从不满足于现状,” Stefan Huber 笑着说。 “我们始终着眼于未来。在 Cimatron,我们找到了在这段旅程中支持我们的理想合作伙伴。”该软件在持续迭代开发中,软件供应商也能灵活响应用户的需求。Primaform 目前正与 Cimatron 技术人员就未来如何进一步简化设计流程交换意见。

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MIM(金属注射成型)和CIM(陶瓷注射成型)是Primaform的战略重点领域。“我们是首批为钟表行业制造MIM模具系统的企业之一。如今,医疗技术领域在CIM方面提供了特别令人兴奋的应用,” Stefan Huber 说道。

Cimatron负责瑞士及巴登-符腾堡州大部分地区的销售代表Andreas Sterzenbach强调,这种紧密合作使所有参与方都从中受益。

“如果没有像Primaform这样的客户,我们的系统就不可能达到今天这样的高水平。那些总是能未雨绸缪、提前几步思考的用户,同样也推动了我们的发展,而其他用户则从中受益。”

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双组分MIM零件,内部采用耐磨材料,外部采用成本较低的钢材。

超越标准化

Stefan Huber 最终回到了定义企业核心的本质:“我从不满足于已取得的成就,总是着眼于下一个目标。如果没有这种态度,我们作为一家公司就不可能走到今天这一步。”

正是这种超越标准的进取精神,使 Primaform 从图恩这座风景如画的小镇出发,成为高科技客户争相合作的国际合作伙伴——而这种精神也持续推动着公司向前发展。

Stefan 和 Cirill Huber 强调,Cimatron在实现这些雄心勃勃的目标中发挥着重要作用。“我们完全确信,我们与Cimatron共同选择的发展方向是正确的,” Stefan Huber 说道。

Primaform:基本数据

– 65名员工

– 每年制造 60 套工装和模具

– 年制造 7,000 个电极

– 63台Cimatron工作站

– 引入 IKOffice 后迁移了 5,000 个项目

我们非常欣赏Cimatron的敏捷性——以及作为客户,我们的意见能得到重视这一点。
Cirill Huber,Primaform
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Primaform的产品组合包括用于生产医疗技术、制表、包装工业及汽车领域部件的工装和模具。