تجمع وحدة ثني الأنابيب الأوتوماتيكية بالكامل بين عمليات الإنتاج الأولية والنهائية، مما يوفر معالجة سريعة وخالية من الأخطاء، وقابلية للتكرار، وأمانًا. في حين أن هذا التكامل يمكن أن يفيد أي مصنع، إلا أنه جذاب بشكل خاص لأولئك الذين يعملون في مجال إنتاج السيارات الكهربائية الناشئ ولكنه تنافسي.
ليست المركبات الكهربائية بجديدة. ففي أوائل القرن العشرين، ومع ظهور المركبات الكهربائية والبخارية والتي تعمل بالبنزين، تجاوزت تكنولوجيا المركبات الكهربائية كونها سوقًا متخصصة. ورغم تفوق محركات البنزين في هذه المرحلة، إلا أن تكنولوجيا البطاريات عادت بقوة وستبقى. ومع إعلان العديد من المدن حول العالم عن حظر مستقبلي للمركبات التي تعمل بالوقود الأحفوري، وإعلان العديد من الدول عن نيتها حظر بيع هذه المركبات، ستسيطر أنظمة الدفع البديلة على صناعة السيارات. إنها مسألة وقت لا أكثر.
تُظهر أرقام المبيعات أن المركبات التي تعمل بالوقود البديل تكتسب زخمًا متزايدًا منذ سنوات. ووفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية، بلغت حصة سوق السيارات الكهربائية، والسيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEVs)، وسيارات خلايا الوقود، والسيارات الهجينة الأخرى غير PHEVs في الولايات المتحدة 7% من إجمالي السوق في عام 2020. وكان هذا السوق شبه معدوم قبل 20 عامًا. وتؤكد أرقام الهيئة الاتحادية الألمانية للنقل البري هذا التوجه، حيث بلغت نسبة المركبات ذات المحركات البديلة من إجمالي المركبات المسجلة حديثًا في ألمانيا بين يناير ونوفمبر 2021 ما يقارب 35%. وخلال هذه الفترة، بلغت نسبة السيارات الكهربائية بالكامل (BEVs) المسجلة حديثًا حوالي 11%. أما بالنسبة لسيارات الركاب، فإن نمو السيارات الكهربائية الجديدة في ألمانيا ملحوظ بشكل خاص. ففي هذا القطاع، بلغت نسبة السيارات الكهربائية من إجمالي سيارات الركاب المسجلة حديثًا لعام 2020 بأكمله 6.7%. ومن يناير إلى نوفمبر 2021، ارتفعت هذه النسبة بشكل حاد لتتجاوز 25%.
يُحدث هذا التحول تغييرات جذرية في صناعة السيارات وسلسلة التوريد بأكملها. ويُعدّ التصميم خفيف الوزن أحد أبرز التوجهات، فكلما كانت السيارة أخف وزنًا، قلّت الطاقة المطلوبة. وهذا بدوره يزيد من مدى سيرها، وهو أمر بالغ الأهمية للسيارات الكهربائية. وقد أدى هذا التوجه أيضًا إلى تغييرات في متطلبات ثني الأنابيب، مع تزايد الطلب على المكونات المدمجة عالية الأداء، لا سيما الأنابيب ذات الجدران الرقيقة المصنوعة من مواد عالية المتانة. ومع ذلك، غالبًا ما تكون المواد خفيفة الوزن، مثل الألومنيوم والبلاستيك المقوى بألياف الكربون، أغلى ثمنًا وأكثر صعوبة في التصنيع من الفولاذ التقليدي. ويرتبط بهذا التوجه ازدياد ملحوظ في استخدام الأشكال غير الدائرية. فالهياكل خفيفة الوزن تتطلب بشكل متزايد أشكالًا معقدة وغير متماثلة ذات مقاطع عرضية مختلفة.
من الممارسات الشائعة في صناعة السيارات ثني الأنابيب الدائرية وتشكيلها بالضغط الهيدروليكي للحصول على شكلها النهائي. تنجح هذه الطريقة مع سبائك الصلب، لكنها قد تُسبب مشاكل عند استخدام مواد أخرى. على سبيل المثال، لا يمكن ثني البلاستيك المقوى بألياف الكربون وهو بارد. ومما يزيد الأمر تعقيدًا ميل الألومنيوم إلى التصلب مع مرور الوقت. هذا يعني أن أنابيب أو مقاطع الألومنيوم يصعب أو يستحيل ثنيها بعد بضعة أشهر فقط من تصنيعها. كذلك، إذا لم يكن المقطع العرضي المطلوب دائريًا، يصبح الالتزام بالتفاوتات المحددة مسبقًا أكثر صعوبة، خاصةً عند استخدام الألومنيوم. أخيرًا، يُعد استبدال كابلات النحاس التقليدية بمقاطع وقضبان الألومنيوم لنقل التيار اتجاهًا متزايدًا وتحديًا جديدًا في عملية الثني، نظرًا لأن هذه الأجزاء تتمتع بعزل لا يتضرر أثناء الثني.
يُحدث التحول إلى المركبات الكهربائية تغييرات في تصميم آلات ثني الأنابيب. فآلات ثني الأنابيب التقليدية ذات المعايير المحددة مسبقًا تفسح المجال لآلات مصممة خصيصًا لتلبية احتياجات المصنعين. ويتم تعديل أداء الثني، والقياسات الهندسية (مثل نصف قطر الثني وطول الأنبوب)، ومساحة الأدوات، والبرمجيات، لتتوافق بشكل أفضل مع متطلبات عملية التصنيع والمنتج الخاصة بالشركة المصنعة.
هذا التحول جارٍ بالفعل وسيزداد حدةً. ولإنجاح هذه المشاريع، يحتاج مُورّد النظام إلى الخبرة اللازمة في تقنية الثني، بالإضافة إلى المعرفة والخبرة اللازمتين في تصميم الأدوات والعمليات، والتي يجب دمجها منذ بداية مرحلة تصميم الآلة. على سبيل المثال، يتطلب إنتاج قطاعات الألمنيوم ذات المقاطع العرضية المختلفة أشكال أدوات معقدة. لذلك، يصبح تطوير هذه الأدوات وتصميمها الأمثل ذا أهمية متزايدة. علاوة على ذلك، يتطلب ثني ألياف الكربون المقواة بالبوليمر (CFRP) آلية تُطبّق كمية صغيرة من الحرارة.
تؤثر ضغوط التكاليف المتزايدة التي تجتاح صناعة السيارات على سلسلة التوريد بأكملها. أصبحت دورات الإنتاج القصيرة والدقة المتناهية أكثر أهمية من أي وقت مضى. تحتاج الشركات الساعية للحفاظ على قدرتها التنافسية إلى استخدام مواردها بكفاءة، بما في ذلك الموارد الزمنية والمادية، والموارد البشرية، وخاصة الموظفين الأساسيين في التصنيع. في هذا المجال، تُعدّ العمليات سهلة الاستخدام والموثوقة عاملاً رئيسياً في تحسين فعالية التكلفة.
قد يلجأ مصنّعو الأنابيب ومصنّعو المعدات الأصلية الذين يتولون تصنيع الأنابيب داخليًا إلى البحث عن آلات عالية الأداء تلبي احتياجاتهم بدقة، وذلك استجابةً لضغوط التكاليف المتواصلة وغيرها من الضغوط. يجب أن تستخدم مكابس الثني الحديثة استراتيجية تقنية متعددة المراحل تتضمن ميزات مثل أدوات الثني متعددة الأقطار القابلة للتخصيص، والتي تُسهّل عمليات الثني السهلة والدقيقة حتى مع الأنابيب القصيرة جدًا بين الثنيات. يبرز هذا التطور في تكنولوجيا الثني في تصنيع المكونات الأنبوبية ذات الأقطار المتعددة، وفي تصنيع أنظمة الثني المتداخل، أو في تصنيع أنظمة الأنابيب المعقدة الأخرى. يمكن للآلات المُخصصة للتعامل مع الثنيات المعقدة أن تُقلل من أوقات دورة الإنتاج؛ فبالنسبة للمصنّعين ذوي الإنتاج الضخم، حتى بضع ثوانٍ مُوفّرة لكل مُكوّن يُمكن أن يكون لها تأثير إيجابي كبير على كفاءة الإنتاج.
يُعد التفاعل بين المشغل والآلة عنصرًا أساسيًا آخر. يجب أن تدعم التقنية المستخدمين قدر الإمكان. على سبيل المثال، يسمح دمج خاصية سحب قالب الثني - حيث يعمل قالب الثني والذراع المتأرجح بشكل منفصل - للآلة بضبط وتحديد موضع مختلف أشكال الأنابيب أثناء عملية الثني. يبدأ مفهوم آخر للبرمجة والتحكم في تجهيز العمود للثني التالي، بينما لا يزال الثني الحالي جاريًا. في حين أن هذا يتطلب وحدة تحكم لمراقبة تفاعل المحاور باستمرار وبشكل تلقائي لتنسيق حركاتها، فإن جهد البرمجة يُحقق فوائد هائلة، حيث يُقلل أوقات الدورة بنسبة تتراوح بين 20 و40 بالمائة اعتمادًا على المكونات وشكل الأنبوب المطلوب.
مع التحول إلى أنظمة توليد الطاقة البديلة، أصبحت الأتمتة أكثر أهمية من أي وقت مضى. يحتاج مصنّعو آلات ثني الأنابيب إلى التركيز على الأتمتة الشاملة والقدرة على دمج عمليات سير العمل التي تتجاوز عملية الثني. لا ينطبق هذا فقط على ثني الأنابيب في الإنتاج التسلسلي واسع النطاق، بل ينطبق أيضاً بشكل متزايد على الإنتاج التسلسلي صغير الحجم.
تُعدّ مكابس الثني الحديثة للمصنعين ذوي الإنتاج الضخم، مثل مكبس CNC 80 E TB MR من شركة Schwarze-Robitec، مثالية لمتطلبات المصنعين في سلسلة توريد السيارات. وتُعتبر سمات مثل أوقات الدورة القصيرة وكفاءة استخدام الموارد العالية بالغة الأهمية، ويعتمد العديد من المصنعين على خيارات مثل فحص اللحام، والقطع المدمج، والواجهات الروبوتية.
في معالجة الأنابيب الأوتوماتيكية بالكامل، يجب أن تكون المراحل المختلفة للعملية موثوقة وخالية من الأخطاء وقابلة للتكرار وسريعة لضمان جودة متسقة لنتائج الثني. يجب دمج خطوات المعالجة السابقة واللاحقة في وحدة الثني هذه، بما في ذلك التنظيف والثني والتجميع وتشكيل الأطراف والقياس.
يجب أيضًا دمج معدات المناولة مثل الروبوتات والمكونات الإضافية مثل رافعات الأنابيب. وتتمثل المهمة الرئيسية في تحديد العمليات الأنسب للتطبيق المعني. على سبيل المثال، بناءً على متطلبات الشركة المصنعة، قد يكون نظام التخزين ذو التحميل بالحزام، أو التخزين بالسلسلة، أو ناقل الرفع، أو ناقل المواد السائبة هو النظام الأمثل لمغذي الأنابيب. ويُسهّل بعض مصنعي مكابس الثني عملية الدمج قدر الإمكان من خلال توفير أنظمة تحكم خاصة تعمل بالتزامن مع نظام تخطيط موارد المؤسسة الخاص بالشركة المصنعة الأصلية.
على الرغم من أن كل خطوة إضافية تُطيل سلسلة العمليات، إلا أن المستخدم لا يواجه أي تأخير لأن زمن الدورة يبقى ثابتًا بشكل عام. ويكمن الاختلاف الأكبر في تعقيد نظام الأتمتة هذا في متطلبات التحكم الصارمة اللازمة لدمج وحدة الثني في سلسلة الإنتاج الحالية وشبكة الشركة. ولهذا السبب، يجب أن تكون آلات ثني الأنابيب جاهزة لمتطلبات الثورة الصناعية الرابعة.
بشكل عام، يعد التكامل هو الأهم. من الضروري أن تعمل الشركات المصنعة للمعدات الأصلية مع مصنعي الآلات الذين لديهم خبرة واسعة في تطوير آلات متوافقة مع الأنظمة الفرعية المختلفة في عملية تصنيع مؤتمتة بالكامل.
أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لخدمة صناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، لا تزال المنشور الوحيد في أمريكا الشمالية المخصص لهذه الصناعة، وأصبحت المصدر الأكثر موثوقية للمعلومات لمتخصصي الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The FABRICATOR، أصبح الوصول سهلاً إلى موارد الصناعة القيّمة.
أصبح الإصدار الرقمي من مجلة الأنابيب والأنابيب متاحًا بالكامل الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The Fabricator en Español، سهولة الوصول إلى موارد صناعية قيّمة.