Pravzaprav ta del sploh ni videti, kot da bi bil iz pločevine. Nekateri profili imajo vrsto zarez ali utorov, zaradi katerih je del videti, kot da je bil vroče kovan ali ekstrudiran, vendar temu ni tako. To je profil, izdelan s postopkom hladnega oblikovanja na stroju za valjanje, tehnologijo, ki so jo evropska podjetja podjetja Welser Profile izpopolnila in patentirala v ZDA in drugih državah. Leta 2007 je prijavil svoj prvi patent.
"Welser ima patente za zgoščevanje, redčenje in hladno oblikovanje utorov v profilih," je dejal Johnson. »To ni strojna obdelava, ni termooblikovanje. Zelo malo ljudi v ZDA to počne ali celo poskuša.«
Ker je profiliranje zelo zrela tehnologija, mnogi ne pričakujejo presenečenj na tem področju. Pri FABTECH® se ljudje nasmehnejo in zmajejo z glavami, ko vidijo izjemno zmogljive optične laserje, ki režejo z neverjetno hitrostjo, ali avtomatizirane sisteme za upogibanje, ki popravljajo neskladja materiala. Ob vsem napredku teh proizvodnih tehnologij v zadnjih letih so pričakovali prijetno presenečenje. Niso pričakovali, da jih bo valjanje presenetilo. Toda kot nakazuje izjava inženirjev »pokaži mi rože«, profiliranje še vedno presega pričakovanja.
Leta 2018 je Welser vstopil na ameriški trg s prevzemom podjetja Superior Roll Forming v Valley Cityju v Ohiu. Johnson je dejal, da je ta poteza strateška, ne samo zaradi razširitve Welserjeve prisotnosti v Severni Ameriki, ampak tudi zato, ker ima Superior Roll Forming veliko Welserjevih kulturnih in strateških vizij.
Obe podjetji želita osvojiti specializirana področja trga hladnega valjanja z nekaj konkurenti. Obe organizaciji si prav tako prizadevata zadovoljiti potrebe industrije po manjši teži. Deli morajo narediti več, biti močnejši in tehtati manj.
Superior se osredotoča na avtomobilski sektor; medtem ko obe podjetji služita širokemu krogu strank, se Welser osredotoča na druge industrije, kot so gradbeništvo, kmetijstvo, solarna energija in regali. Majhna teža v avtomobilski industriji se vedno osredotoča na materiale visoke trdnosti, kar je tudi prednost Superiorja. Razmeroma preprosta geometrija upognjenega profila ostane neopažena, dokler inženirji ne vidijo trdnosti upognjenega materiala. Vrhunski inženirji pogosto razvijajo programe delov z uporabo materialov z natezno trdnostjo 1400 ali celo 1700 MPa. To je skoraj 250 KSI. V Evropi so se inženirji Welser Profile ukvarjali tudi z lahkotnostjo, vendar so se poleg uporabe materialov visoke trdnosti lotili tudi kompleksnega oblikovanja.
Patentiran postopek hladnega oblikovanja Welser Profile je primeren za materiale z nizko trdnostjo, vendar geometrija, ki jo ustvari stroj za valjanje, pomaga zmanjšati težo celotnega sklopa. Geometrija lahko omogoči, da profil opravlja več funkcij, hkrati pa zmanjša število delov (da ne omenjamo denarja, porabljenega za proizvodnjo). Na primer, profilirani utori lahko ustvarijo prepletene povezave, ki odpravljajo varjenje ali pritrdilne elemente. Ali pa lahko oblika profila naredi celotno strukturo bolj togo. Najpomembneje je, da lahko Welser ustvari profile, ki so ponekod debelejši in ponekod tanjši, kar zagotavlja moč, kjer je to potrebno, hkrati pa zmanjša skupno težo.
Inženirji in oblikovalci tradicionalnega oblikovanja sledijo desetletju dolgemu pravilu obdelave: izogibajte se majhnim radijem, kratkim vejam, 90-stopinjskim upogibom, globokim notranjim geometrijam itd. »Seveda smo vedno imeli težka 90. leta,« je dejal Johnson.
Profil je videti kot ekstruzija, vendar je dejansko hladno oblikovan s strani Welser Profile.
Seveda inženirji zahtevajo, da stroji za oblikovanje valja kršijo ta pravila izdelave, in tu nastopijo orodja in inženirske zmogljivosti valjarne. Čim bolj lahko inženirji napredujejo v procesu (oblikujejo gostejše 90-stopinjske, globlje notranje geometrije), hkrati pa zmanjšajo stroške orodja in variabilnost postopka, bolj konkurenčen bo stroj za oblikovanje valja.
Toda kot pojasnjuje Johnson, je hladno preoblikovanje v valjarni veliko več kot to. Ta postopek vam omogoča, da dobite profile delov, za katere večina inženirjev sploh ne bi razmišljala o uporabi profiliranja. »Predstavljajte si trak pločevine, ki je šel skozi postopek valjanja, debel morda 0,100 palca. V spodnjem središču tega profila lahko naredimo T-režo. morajo biti vroče valjani ali strojno obdelani, odvisno od toleranc in drugih zahtev glede delov, vendar lahko to geometrijo zlahka zvijemo.«
Podrobnosti v ozadju postopka so last podjetja in Welser ne razkriva vzorca cvetov. Toda Johnson oriše utemeljitev za več procesov.
Najprej razmislimo o postopku vtiskovanja na stiskalnici. »Ko stisneš, se tudi raztegneš ali stisneš. Tako raztegnete material in ga premaknete na različna področja orodja [površine], tako kot zapolnite radije na orodju. Toda [pri profiliranju] je ta postopek hladnega oblikovanja] podoben polnjenju polmerov na steroidih.«
Hladna obdelava res ojača material na določenih območjih, kar je mogoče oblikovati v korist oblikovalca. Vendar pa mora profilni stroj upoštevati tudi te spremembe lastnosti materiala. »Opazite lahko občutno povečanje zmogljivosti, včasih tudi do 30 odstotkov,« pravi Johnson in dodaja, da je treba to povečanje vgraditi v aplikacijo že od samega začetka.
Hladno oblikovanje Welser Profile pa lahko vključuje dodatne postopke, kot sta šivanje in varjenje. Kot pri običajnem profiliranju se lahko prebadanje izvede pred, med ali po profiliranju, vendar morajo uporabljena orodja upoštevati učinke hladne obdelave skozi celoten proces.
Hladno oblikovan material v evropski tovarni družbe Welser Profile ni niti približno tako močan kot valjani material visoke trdnosti v tovarni Superior v Ohiu. Odvisno od uporabe lahko podjetje proizvaja material za hladno preoblikovanje pri tlakih do 450 MPa. A ne gre le za izbiro materiala z določeno natezno trdnostjo.
»Tega ne morete storiti z materiali visoke trdnosti z nizko leguro,« je dejal Johnson in dodal: »Pogosto radi uporabljamo mikrolegirane materiale, ki pomagajo preprečiti zlom. Očitno je izbira materiala pomemben del.”
Za ponazoritev osnov postopka Johnson opisuje zasnovo teleskopske cevi. Ena cev je vstavljena v drugo in se ne more vrteti, zato ima vsaka cev na določenem mestu po obodu rebrast utor. To niso samo ojačitve s polmeri, temveč povzročijo nekaj rotacijskega zračnosti, ko ena cev vstopi v drugo. Te cevi s tesno toleranco je treba natančno vstaviti in uvleči gladko z malo vrtilne zračnosti. Poleg tega mora biti zunanji premer zunanje cevi popolnoma enak, brez opažnih izboklin na notranjem premeru. V ta namen imajo te cevi prave utore, ki se na prvi pogled zdijo ekstrudirani, vendar niso. Izdelujejo se s hladnim preoblikovanjem na strojih za valjanje.
Za oblikovanje utorov orodje za valjanje stanjša material na določenih točkah vzdolž oboda cevi. Inženirji so postopek zasnovali tako, da so lahko natančno predvideli pretok materiala iz teh "tankih" utorov v preostali del oboda cevi. Pretok materiala mora biti natančno nadzorovan, da se zagotovi stalna debelina stene cevi med temi utori. Če debelina stene cevi ni konstantna, se komponente ne bodo pravilno ugnezdile.
Postopek hladnega oblikovanja v evropskih obratih Welser Profile za valjanje omogoča, da so nekateri deli tanjši, drugi debelejši, utori pa nameščeni na drugih mestih.
Inženir spet pogleda del in morda misli, da gre za ekstruzijo ali vroče kovanje, in to je težava s katero koli proizvodno tehnologijo, ki nasprotuje konvencionalni modrosti. Mnogi inženirji niso razmišljali o razvoju takšnega dela, saj so menili, da bi bil predrag ali nemogoč za izdelavo. Na ta način Johnson in njegova ekipa širijo glas ne le o zmogljivostih procesa, ampak tudi o prednostih vključitve inženirjev družbe Welser Profile v profiliranje zgodaj v procesu oblikovanja.
Inženirji za načrtovanje in valjanje sodelujejo pri izbiri materiala, strateškem izbiranju debeline in izboljšanju zrnate strukture, ki jo deloma poganjajo orodja, in točno tam, kjer pride do hladnega oblikovanja (tj. zgoščevanja in redčenja) pri oblikovanju cvetov. popoln profil. To je veliko bolj zapletena naloga kot preprosto povezovanje modularnih delov valjarnega orodja (profil Welser uporablja skoraj izključno modularna orodja).
Z več kot 2.500 zaposlenimi in več kot 90 linijami za valjanje je Welser eno največjih družinskih podjetij za valjanje na svetu, z veliko delovno silo, ki je posvečena orodjem, in inženirji, ki uporabljajo ista orodja, kot so bila uporabljena do sedaj. že vrsto let Die knjižnica. Profiliranje več kot 22.500 različnih profilov.
"Trenutno imamo na zalogi več kot 700.000 [modularnih] valjčnih orodij," je dejal Johnson.
"Proizvajalci tovarne niso vedeli, zakaj smo zahtevali določene specifikacije, vendar so izpolnili naše zahteve," je dejal Johnson in dodal, da so te "nenavadne prilagoditve" v tovarni Welserju pomagale izboljšati postopek hladnega oblikovanja.
Torej, kako dolgo je Welzer v jeklarskem poslu? Johnson se je nasmehnil. "Oh, skoraj vedno." Samo napol se je šalil. Ustanovitev podjetja sega v leto 1664. »Iskreno povedano, podjetje se ukvarja z jeklarskim poslom. Začelo se je kot livarna, valjanje in oblikovanje pa je začelo v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja in od takrat raste.«
Družina Welser vodi podjetje že 11 generacij. "Glavni izvršni direktor je Thomas Welser," je dejal Johnson. "Njegov dedek je ustanovil profilno podjetje, njegov oče pa je bil pravzaprav podjetnik, ki je razširil velikost in obseg podjetja." Danes letni dohodek po vsem svetu presega 700 milijonov dolarjev.
Johnson je nadaljeval: »Medtem ko je Thomasov oče gradil podjetje v Evropi, se je Thomas resnično ukvarjal z mednarodno prodajo in poslovnim razvojem. Čuti, da je to njegova generacija in da je čas, da podjetje ponese globalno.”
Prevzem Superiorja je bil del te strategije, drugi del pa je bila uvedba tehnologije hladnega valjanja v ZDA. V času pisanja tega članka postopek hladnega oblikovanja poteka v evropskih obratih Welser Profile, od koder podjetje izvaža izdelke na svetovne trge. Nobenih načrtov za prenos tehnologije v ZDA ni bilo, vsaj še ne. Johnson je dejal, da tako kot vse ostalo tudi valjarna načrtuje širitev zmogljivosti glede na povpraševanje.
Cvetlični vzorec tradicionalnega valjastega profila prikazuje stopnje oblikovanja materiala, ko gre skozi valjarno postajo. Ker so podrobnosti v ozadju procesa hladnega oblikovanja Welser Profile zaščitene, ne proizvaja cvetličnih motivov.
Welser Profile in njegova hčerinska družba Superior ponujata tradicionalno profiliranje, vendar sta obe specializirani za področja, kjer specifikacije niso potrebne. Za Superior je to material visoke trdnosti, za Welser Profile pa je oblikovanje kompleksne oblike, ki v mnogih primerih ne tekmuje z drugimi stroji za valjanje, temveč z ekstruderji in drugo posebno proizvodno opremo.
Pravzaprav je Johnson dejal, da njegova ekipa sledi strategiji ekstruderja aluminija. »V zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja so podjetja za proizvodnjo aluminija prišla na trg in rekla: 'Če lahko vi sanjate, lahko to iztisnemo.' Inženirjem so bili zelo dobri pri dajanju možnosti. Če lahko samo sanjate o tem, plačate majhno pristojbino za orodje. Lahko ga izdelamo proti plačilu. To sprosti inženirje, saj lahko dobesedno narišejo karkoli. Zdaj delamo nekaj podobnega – le da zdaj s profiliranjem.
Tim Heston je višji urednik revije FABRICATOR in je v industriji kovinskih izdelkov od leta 1998, kariero pa je začel pri reviji Welding Magazine American Welding Society. Od takrat se ukvarja s celotnim procesom izdelave kovin, od štancanja, krivljenja in rezanja do brušenja in poliranja. Oktobra 2007 se je pridružil FABRICATOR-ju.
FABRICATOR je vodilna revija za žigosanje in izdelavo kovin v Severni Ameriki. Revija objavlja novice, tehnične članke in zgodbe o uspehu, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše delo. FABRICATOR je v industriji že od leta 1970.
Zdaj je na voljo popoln digitalni dostop do FABRICATOR-ja, ki omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Zdaj je na voljo popoln digitalni dostop do revije Tubing Magazine, ki vam omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Zdaj je na voljo popoln digitalni dostop do The Fabricator en Español, ki omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Od ustanovitve Detroit Bus Company leta 2011 je Andy Didoroshi neprekinjeno deloval ...
Čas objave: 22. avgusta 2023