Kalifornijski proizvajalec ACPT Inc. je sodeloval z dobaviteljem strojev pri vzpostavitvi inovativne polavtomatske proizvodne linije, opremljene z avtomatskim strojem za navijanje filamentov. #delopoteka #Avtomatizacija
Pogonske gredi iz kompozita ogljikovih vlaken ACPT se uporabljajo v različnih panogah. Vir fotografij, vse slike: Roth Composite Machinery
Proizvajalec kompozitnih materialov Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornija, ZDA) je že vrsto let zavezan razvoju in izpopolnjevanju zasnove svojega kompozitnega materiala pogonske gredi iz ogljikovih vlaken ali velike kovinske cevi, ki povezuje sprednji in zadnji deli Pogonski sistem pod večino vozil. Čeprav so se te večnamenske komponente sprva uporabljale na avtomobilskem področju, se pogosto uporabljajo tudi v pomorskih, komercialnih, vetrnih, obrambnih, vesoljskih in industrijskih aplikacijah. V preteklih letih je ACPT opazil stalno povečevanje povpraševanja po pogonskih gredah iz kompozita ogljikovih vlaken. Ker je povpraševanje še naprej naraščalo, je ACPT prepoznal potrebo po izdelavi večjega števila pogonskih gredi z večjo proizvodno učinkovitostjo – na stotine enakih gredi vsak teden – kar je privedlo do novih inovacij v avtomatizaciji in navsezadnje do vzpostavitve novih obratov.
Po mnenju ACPT je razlog za povečano povpraševanje po pogonskih gredi ta, da imajo pogonske gredi iz ogljikovih vlaken edinstveno kombinacijo funkcij v primerjavi s kovinskimi pogonskimi gredi, kot so večja zmogljivost navora, višje zmogljivosti vrtljajev, boljša zanesljivost, manjša teža in da se pod močnim udarcem razgradi v relativno neškodljiva ogljikova vlakna in zmanjša hrup, vibracije in hrapavost (NVH).
Poleg tega poročajo, da lahko pogonske gredi iz ogljikovih vlaken v avtomobilih in tovornjakih v primerjavi s tradicionalnimi jeklenimi pogonskimi gredmi povečajo konjsko moč zadnjih koles vozil za več kot 5 %, predvsem zaradi lažje vrtljive mase kompozitnih materialov. V primerjavi z jeklom lahko lahka pogonska gred iz ogljikovih vlaken absorbira večji udarec in ima večji navor, kar lahko prenese več moči motorja na kolesa, ne da bi povzročilo zdrs pnevmatik ali ločitev od cestišča.
ACPT že vrsto let proizvaja pogonske gredi iz kompozita ogljikovih vlaken z navijanjem filamentov v svoji tovarni v Kaliforniji. Za širitev na zahtevano raven je treba povečati obseg objektov, izboljšati proizvodno opremo ter poenostaviti nadzor procesov in nadzor kakovosti s čim večjim prenosom odgovornosti s človeških tehnikov na avtomatizirane procese. Za dosego teh ciljev se je ACPT odločil za izgradnjo drugega proizvodnega obrata in ga opremil z višjo stopnjo avtomatizacije.
ACPT sodeluje s strankami v avtomobilski, obrambni, pomorski in industrijski industriji, da oblikuje pogonske gredi glede na njihove potrebe.
ACPT je ustanovil ta novi proizvodni obrat v Schofieldu, Wisconsin, ZDA, da bi zmanjšal prekinitve proizvodnje pogonske gredi med 1,5-letnim procesom načrtovanja, gradnje, nakupa in namestitve novih tovarn in proizvodne opreme, od tega je 10 mesecev namenjenih gradnji, dobava in montaža avtomatskih sistemov za navijanje filamentov.
Vsak korak proizvodnega procesa kompozitne pogonske gredi je samodejno ovrednoten: navijanje filamenta, vsebnost smole in nadzor močenja, strjevanje v pečici (vključno s časom in nadzorom temperature), odstranitev delov s trna in obdelava med posameznimi koraki postopka trna. Vendar pa je zaradi proračunskih razlogov in potrebe ACPT po manj stalnem, mobilnem sistemu, ki bi omogočil omejeno število raziskovalno-razvojnih poskusov, če je potrebno, zavrnil uporabo nadzemnih ali talno stoječih portalnih sistemov za avtomatizacijo kot možnost.
Po pogajanjih z več dobavitelji je bila končna rešitev dvodelni proizvodni sistem: dvoosni avtomatski kolut za filament tip 1 z več vozički za navijanje iz Roth Composite Machinery (Stephenburg, Nemčija) sistem za navijanje; Poleg tega ne gre za fiksni avtomatiziran sistem, ampak za polavtomatski sistem za upravljanje vretena, ki ga je zasnovalo podjetje Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, ZDA).
ACPT je izjavil, da je ena od glavnih prednosti in zahtev Rothovega sistema za navijanje filamentov njegova dokazana zmožnost avtomatizacije, ki je zasnovana tako, da dvema vretenoma omogoča istočasno proizvodnjo delov. To je še posebej pomembno glede na to, da ACPT-jeva lastniška pogonska gred zahteva več sprememb materiala. Za samodejno in ročno rezanje, navijanje in ponovno povezovanje različnih vlaken vsakič, ko se material zamenja, Rothova funkcija Roving Cut and Attach (RCA) omogoča stroju za navijanje samodejno menjavo materialov prek več proizvodnih vozičkov. Roth smolna kopel in tehnologija vlečenja vlaken lahko prav tako zagotovita natančno razmerje med vlakni in smolo brez prenasičenosti, kar omogoča, da navijalka teče hitreje kot tradicionalna navijalka, ne da bi zapravili preveč smole. Po končanem navijanju bo stroj za navijanje samodejno odklopil trn in dele iz stroja za navijanje.
Sam sistem navijanja je avtomatiziran, vendar še vedno pušča velik del obdelave in premikanja trna med posameznimi koraki izdelave, kar je bilo prej opravljeno ročno. To vključuje pripravo golih trnov in njihovo povezavo s strojem za navijanje, premik trna z navitimi deli v peč za strjevanje, premikanje trna z utrjenimi deli in odstranjevanje delov s trna. Kot rešitev je Globe Machine Manufacturing Co. razvil postopek, ki vključuje vrsto vozičkov, zasnovanih za namestitev trna, ki se nahaja na vozičku. Sistem vrtenja v vozičku se uporablja za pozicioniranje trna, tako da ga je mogoče premikati v in iz navijala in ekstraktorja ter se neprekinjeno vrti, medtem ko se deli navlažijo s smolo in strdijo v pečici.
Ti vozički za trn se premikajo od ene postaje do druge, pri čemer jim pomagata dva kompleta na tleh nameščenih transportnih rok – eden je nameščen na navijalnem stroju, drugi pa v integriranem ekstrakcijskem sistemu – s trnom. Voziček se premika usklajeno in prevzame ostala os za vsak proces. Vpenjalna glava po meri na vozičku samodejno vpne in sprosti vreteno, v koordinaciji z avtomatsko vpenjalno glavo na stroju Roth.
Dvoosni natančni rezervoar za smolo Roth. Sistem je zasnovan za dve glavni gredi iz kompozitnih materialov in transportiran v namensko vozilo za navijanje materiala.
Poleg tega sistema za prenos trna Globe ponuja tudi dve peči za strjevanje. Po utrjevanju in ekstrakciji trna se deli prenesejo v natančen stroj za rezanje po dolžini, čemur sledi sistem numeričnega krmiljenja za obdelavo koncev cevi, nato pa čiščenje in nanos lepila s pomočjo stiskalnih nastavkov. Preizkušanje navora, zagotavljanje kakovosti in sledenje izdelkom so zaključeni pred pakiranjem in pošiljanjem za končne uporabnike.
Po mnenju ACPT je pomemben vidik procesa njegova zmožnost sledenja in beleženja podatkov, kot so temperatura objekta, stopnja vlažnosti, napetost vlaken, hitrost vlaken in temperatura smole za vsako skupino navitij. Te informacije so shranjene za sisteme nadzora kakovosti izdelkov ali sledenje proizvodnji in omogočajo upravljavcem, da po potrebi prilagodijo pogoje proizvodnje.
Celoten postopek, ki ga je razvil Globe, je opisan kot "polavtomatiziran", ker mora človeški operater še vedno pritisniti gumb, da sproži zaporedje postopka in ročno premakne voziček v pečico in iz nje. Po navedbah ACPT Globe predvideva višjo stopnjo avtomatizacije sistema v prihodnosti.
Sistem Roth vključuje dve vreteni in tri neodvisne navijalne vozove. Vsak navijalni voziček je zasnovan za avtomatski transport različnih kompozitnih materialov. Kompozitni material se nanaša na obe vreteni hkrati.
Po prvem letu proizvodnje v novi tovarni je ACPT poročal, da je oprema uspešno dokazala, da lahko doseže svoje proizvodne cilje, hkrati pa prihrani delo in materiale ter zagotavlja dosledno visoko kakovostne izdelke. Podjetje upa, da bo ponovno sodelovalo z Globe in Rothom pri prihodnjih projektih avtomatizacije.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Po več kot 30 letih razvoja bo integracija na kraju samem izpolnila svojo obljubo o odpravi pritrdilnih elementov in avtoklavov ter realizaciji integriranega večnamenskega telesa.
Zahteve glede velike prostornine enote in nizke teže za ohišja baterij električnih avtobusov so spodbudile razvoj namenskih sistemov epoksi smol TRB Lightweight Structures in avtomatiziranih linij za proizvodnjo kompozitov.
Pionir neavtoklavne obdelave v vesoljskih aplikacijah je odgovoril s kvalificiranim, a navdušenim odgovorom: Da!
Čas objave: 7. avgusta 2021