Η πλήρως αυτόματη μονάδα κάμψης σωλήνων συνδυάζει διαδικασίες ανάντη και κατάντη, συνδυάζοντας γρήγορη, χωρίς σφάλματα επεξεργασία, επαναληψιμότητα και ασφάλεια. Ενώ αυτή η ενσωμάτωση θα μπορούσε να ωφελήσει οποιονδήποτε κατασκευαστή, είναι ιδιαίτερα ελκυστική για όσους δραστηριοποιούνται στον αναδυόμενο αλλά ανταγωνιστικό τομέα της παραγωγής ηλεκτρικών οχημάτων.
Τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) δεν είναι κάτι καινούργιο. Στις αρχές του 1900, με την έλευση των ηλεκτρικών, ατμοκίνητων και βενζινοκίνητων οχημάτων, η τεχνολογία των ηλεκτρικών οχημάτων ήταν κάτι περισσότερο από μια εξειδικευμένη αγορά. Ενώ οι βενζινοκίνητες μηχανές έχουν κερδίσει αυτόν τον γύρο, η τεχνολογία των μπαταριών έχει επιστρέψει και ήρθε για να μείνει. Με πολλές πόλεις σε όλο τον κόσμο να ανακοινώνουν μελλοντικές απαγορεύσεις στα οχήματα που κινούνται με ορυκτά καύσιμα και πολλές χώρες να ανακοινώνουν την πρόθεσή τους να απαγορεύσουν την πώληση τέτοιων οχημάτων, οι εναλλακτικοί κινητήρες θα κυριαρχήσουν στην αυτοκινητοβιομηχανία. Είναι απλώς θέμα χρόνου.
Τα στοιχεία πωλήσεων δείχνουν ότι τα οχήματα που βασίζονται σε εναλλακτικά καύσιμα κερδίζουν έδαφος εδώ και χρόνια. Σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος, η αγορά των ΗΠΑ για ηλεκτρικά οχήματα, plug-in υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα (PHEV), οχήματα κυψελών καυσίμου και υβριδικά οχήματα εκτός από τα PHEV αντιπροσώπευε το 7% του συνόλου το 2020. Αυτή η αγορά μόλις που υπήρχε πριν από 20 χρόνια. Τα στοιχεία της Γερμανικής Ομοσπονδιακής Αρχής Αυτοκινητοβιομηχανικών Μεταφορών μιλούν από μόνα τους: Το μερίδιο των οχημάτων με εναλλακτικούς κινητήρες σε όλα τα νέα ταξινομημένα οχήματα στη Γερμανία μεταξύ Ιανουαρίου 2021 και Νοεμβρίου 2021 είναι κοντά στο 35%. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το μερίδιο των νέων ταξινομημένων BEV ήταν περίπου 11%. Από την άποψη των επιβατικών αυτοκινήτων, η αύξηση των νέων ηλεκτρικών οχημάτων στη Γερμανία είναι ιδιαίτερα έντονη. Σε αυτό το τμήμα, το μερίδιο των ηλεκτρικών οχημάτων σε όλα τα νέα ταξινομημένα επιβατικά οχήματα για ολόκληρο το έτος 2020 ήταν 6,7%. Από τον Ιανουάριο έως τον Νοέμβριο του 2021, το μερίδιο αυτό έχει αυξηθεί απότομα σε περισσότερο από 25%.
Αυτή η μετατόπιση φέρνει δραματικές αλλαγές στις αυτοκινητοβιομηχανίες και σε ολόκληρη την αλυσίδα εφοδιασμού τους. Η ελαφριά κατασκευή είναι ένα θέμα - όσο ελαφρύτερο είναι το όχημα, τόσο λιγότερη ενέργεια απαιτείται. Αυτό αυξάνει επίσης την αυτονομία, η οποία είναι κρίσιμη για τα ηλεκτρικά οχήματα. Αυτή η τάση έχει επίσης οδηγήσει σε αλλαγές στις απαιτήσεις κάμψης σωλήνων, με αυξανόμενη ζήτηση για συμπαγή και υψηλής απόδοσης εξαρτήματα, ειδικά σωλήνες με λεπτά τοιχώματα κατασκευασμένους από υλικά υψηλής αντοχής. Ωστόσο, τα ελαφριά υλικά όπως το αλουμίνιο και τα πλαστικά ενισχυμένα με ίνες άνθρακα είναι συχνά πιο ακριβά και πιο δύσκολα στην επεξεργασία από τον παραδοσιακό χάλυβα. Σχετική με αυτήν την τάση είναι η δραματική αύξηση στη χρήση σχημάτων εκτός από τα στρογγυλά. Οι ελαφριές κατασκευές απαιτούν όλο και περισσότερο πολύπλοκα, ασύμμετρα σχήματα με διαφορετικές διατομές.
Μια κοινή πρακτική κατασκευής αυτοκινήτων είναι η κάμψη των στρογγυλών σωλήνων και η υδρομορφοποίησή τους στο τελικό τους σχήμα. Αυτό λειτουργεί για κράματα χάλυβα, αλλά μπορεί να είναι προβληματικό όταν χρησιμοποιούνται άλλα υλικά. Για παράδειγμα, το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα δεν μπορεί να κάμπτεται όταν είναι κρύο. Κάτι που περιπλέκει την κατάσταση είναι η τάση του αλουμινίου να σκληραίνει με την ηλικία. Αυτό σημαίνει ότι οι σωλήνες ή τα προφίλ αλουμινίου είναι δύσκολο ή αδύνατο να κάμπτονται μόνο λίγους μήνες μετά την κατασκευή τους. Επίσης, εάν η επιθυμητή διατομή δεν είναι κυκλική, είναι πολύ πιο δύσκολο να τηρηθούν οι προκαθορισμένες ανοχές, ειδικά όταν χρησιμοποιείται αλουμίνιο. Τέλος, η αντικατάσταση των παραδοσιακών καλωδίων χαλκού με προφίλ και ράβδους αλουμινίου για τη μεταφορά ρεύματος είναι μια αυξανόμενη τάση και μια νέα πρόκληση κάμψης, καθώς τα εξαρτήματα έχουν μόνωση που δεν θα υποστεί ζημιά κατά την κάμψη.
Η στροφή προς τα ηλεκτρικά οχήματα προκαλεί αλλαγές στον σχεδιασμό των μηχανημάτων κάμψης σωλήνων. Οι παραδοσιακοί τυποποιημένοι μηχανισμοί κάμψης σωλήνων με προκαθορισμένες παραμέτρους απόδοσης δίνουν τη θέση τους σε μηχανήματα ειδικά για κάθε προϊόν, τα οποία μπορούν να προσαρμοστούν στις ανάγκες των κατασκευαστών. Η απόδοση κάμψης, οι γεωμετρικές μετρήσεις (όπως η ακτίνα κάμψης και το μήκος του σωλήνα), ο χώρος εργαλείων και το λογισμικό προσαρμόζονται ώστε να ταιριάζουν καλύτερα στις συγκεκριμένες απαιτήσεις διεργασίας και προϊόντος του κατασκευαστή.
Αυτή η μετατόπιση βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη και θα ενταθεί. Για να υλοποιηθούν αυτά τα έργα, ο προμηθευτής του συστήματος χρειάζεται την απαραίτητη εμπειρογνωμοσύνη στην τεχνολογία κάμψης, καθώς και την απαραίτητη γνώση και εμπειρία στον σχεδιασμό εργαλείων και διαδικασιών, η οποία πρέπει να ενσωματωθεί από την αρχή της φάσης σχεδιασμού της μηχανής. Για παράδειγμα, απαιτούνται σύνθετα σχήματα εργαλείων για την παραγωγή προφίλ αλουμινίου με διάφορες διατομές. Επομένως, η ανάπτυξη και ο βελτιστοποιημένος σχεδιασμός τέτοιων εργαλείων αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη σημασία. Επιπλέον, η κάμψη CFRP απαιτεί έναν μηχανισμό που εφαρμόζει μια μικρή ποσότητα θερμότητας.
Οι αυξανόμενες πιέσεις κόστους που σαρώνουν την αυτοκινητοβιομηχανία γίνονται επίσης αισθητές σε ολόκληρη την αλυσίδα εφοδιασμού. Οι σύντομοι χρόνοι κύκλου και η εξαιρετική ακρίβεια είναι πλέον πιο σημαντικά από ποτέ. Οι εταιρείες που στοχεύουν να παραμείνουν ανταγωνιστικές πρέπει να χρησιμοποιούν τους πόρους αποτελεσματικά. Αυτό περιλαμβάνει όχι μόνο τον χρόνο και τους υλικούς πόρους, αλλά και το ανθρώπινο δυναμικό, ιδίως τους βασικούς εργαζομένους στον τομέα της μεταποίησης. Σε αυτόν τον τομέα, οι φιλικές προς το χρήστη και αξιόπιστες διαδικασίες αποτελούν βασικό παράγοντα για τη βελτίωση της σχέσης κόστους-αποτελεσματικότητας.
Οι κατασκευαστές σωλήνων και οι κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) που χειρίζονται την κατασκευή σωλήνων εσωτερικά μπορούν να ανταποκριθούν στις αδιάκοπες πιέσεις κόστους και σε άλλες πιέσεις αναζητώντας μηχανήματα υψηλής απόδοσης που ανταποκρίνονται με ακρίβεια στις ανάγκες τους. Τα σύγχρονα φρένα πρέσας πρέπει να χρησιμοποιούν μια στρατηγική τεχνολογίας πολλαπλών σταδίων που περιλαμβάνει χαρακτηριστικά όπως προσαρμόσιμα εργαλεία κάμψης πολλαπλών ακτίνων που διευκολύνουν εύκολες και ακριβείς κάμψεις με πολύ μικρούς σωλήνες μεταξύ των καμπυλώσεων. Αυτή η εξέλιξη στην τεχνολογία κάμψης λάμπει στην κατασκευή σωληνωτών εξαρτημάτων με πολλαπλές ακτίνες, στην κατασκευή συστημάτων κάμψης σε κάμψη ή στην κατασκευή άλλων σύνθετων συστημάτων σωλήνων. Τα μηχανήματα για τον χειρισμό σύνθετων καμπυλώσεων μπορούν να μειώσουν τους χρόνους κύκλου. Για τους κατασκευαστές μεγάλου όγκου παραγωγής, ακόμη και λίγα δευτερόλεπτα που εξοικονομούνται ανά εξάρτημα μπορούν να έχουν τεράστιο θετικό αντίκτυπο στην αποδοτικότητα της παραγωγής.
Ένα άλλο βασικό στοιχείο είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ του χειριστή και του μηχανήματος. Η τεχνολογία πρέπει να υποστηρίζει τους χρήστες όσο το δυνατόν περισσότερο. Για παράδειγμα, η ενσωμάτωση της ανάκλησης της μήτρας κάμψης - μια κατάσταση όπου η μήτρα κάμψης και ο βραχίονας περιστροφής λειτουργούν ξεχωριστά - επιτρέπει στο μηχάνημα να ρυθμίζει και να τοποθετεί διάφορες γεωμετρίες σωλήνων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κάμψης. Μια άλλη ιδέα προγραμματισμού και ελέγχου αρχίζει να προετοιμάζει τον άξονα για την επόμενη κάμψη, ενώ η τρέχουσα κάμψη βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη. Ενώ αυτό απαιτεί έναν ελεγκτή να παρακολουθεί συνεχώς και αυτόματα την αλληλεπίδραση των αξόνων για τον συντονισμό των κινήσεών τους, η προσπάθεια προγραμματισμού αποφέρει τεράστια οφέλη, μειώνοντας τους χρόνους κύκλου κατά 20 έως 40 τοις εκατό ανάλογα με τα εξαρτήματα και την επιθυμητή γεωμετρία του σωλήνα.
Δεδομένης της στροφής σε εναλλακτικά συστήματα μετάδοσης κίνησης, ο αυτοματισμός είναι πιο σημαντικός από ποτέ. Οι κατασκευαστές μηχανημάτων κάμψης σωλήνων πρέπει να επικεντρωθούν στον εκτεταμένο αυτοματισμό και στην ικανότητα ενσωμάτωσης ροών εργασίας πέρα ​​από την κάμψη. Αυτό ισχύει όχι μόνο για τις κάμψεις σωλήνων σε μεγάλης κλίμακας σειριακή παραγωγή, αλλά και όλο και περισσότερο για την πολύ μικρή σειριακή παραγωγή.
Τα σύγχρονα φρένα πίεσης για κατασκευαστές μεγάλου όγκου παραγωγής, όπως το CNC 80 E TB MR της Schwarze-Robitec, είναι ιδανικά για τις απαιτήσεις των κατασκευαστών στην αλυσίδα εφοδιασμού αυτοκινήτων. Χαρακτηριστικά όπως οι σύντομοι χρόνοι κύκλου και η υψηλή αποδοτικότητα των πόρων είναι κρίσιμα και πολλοί κατασκευαστές βασίζονται σε επιλογές όπως η επιθεώρηση συγκολλήσεων, η ενσωματωμένη αποκοπή και οι ρομποτικές διεπαφές.
Στην πλήρως αυτόματη επεξεργασία σωλήνων, τα διάφορα στάδια της διαδικασίας πρέπει να είναι αξιόπιστα, χωρίς σφάλματα, επαναλήψιμα και γρήγορα για να διασφαλίζεται η σταθερή ποιότητα των αποτελεσμάτων κάμψης. Τα βήματα επεξεργασίας ανάντη και κατάντη πρέπει να ενσωματώνονται σε μια τέτοια μονάδα κάμψης, συμπεριλαμβανομένου του καθαρισμού, της κάμψης, της συναρμολόγησης, της διαμόρφωσης των άκρων και της μέτρησης.
Πρέπει επίσης να ενσωματωθεί εξοπλισμός χειρισμού όπως ρομπότ και πρόσθετα εξαρτήματα όπως χειριστές σωλήνων. Το κύριο καθήκον είναι να προσδιοριστούν ποιες διαδικασίες είναι οι καταλληλότερες για την σχετική εφαρμογή. Για παράδειγμα, ανάλογα με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή, ένα κατάστημα φόρτωσης με ιμάντα, ένα κατάστημα αλυσίδας, ένας μεταφορικός ιμάντας ανύψωσης ή ένας μεταφορικός ιμάντας χύδην υλικού μπορεί να είναι το κατάλληλο σύστημα για έναν σωληνωτό τροφοδότη. Ορισμένοι κατασκευαστές πρέσας κάνουν την ενσωμάτωση όσο το δυνατόν πιο εύκολη προσφέροντας ιδιόκτητα συστήματα ελέγχου που λειτουργούν σε συνδυασμό με το σύστημα σχεδιασμού επιχειρηματικών πόρων του κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).
Παρόλο που κάθε επιπλέον βήμα επιμηκύνει την αλυσίδα της διεργασίας, ο χρήστης δεν αντιμετωπίζει καμία καθυστέρηση, καθώς ο χρόνος κύκλου παραμένει γενικά ο ίδιος. Η μεγαλύτερη διαφορά στην πολυπλοκότητα αυτού του συστήματος αυτοματισμού είναι οι αυστηρές απαιτήσεις ελέγχου που απαιτούνται για την ενσωμάτωση της μονάδας κάμψης στην υπάρχουσα αλυσίδα παραγωγής και στο δίκτυο της εταιρείας. Για αυτόν τον λόγο, οι μηχανές κάμψης σωλήνων θα πρέπει να είναι έτοιμες για τη Βιομηχανία 4.0.
Συνολικά, η ενσωμάτωση είναι η πιο σημαντική. Είναι κρίσιμο οι κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) να συνεργάζονται με κατασκευαστές μηχανημάτων που έχουν εκτεταμένη εμπειρία στην ανάπτυξη μηχανημάτων συμβατών με τα διάφορα υποσυστήματα σε μια πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία κατασκευής.
Το Tube & Pipe Journal έγινε το πρώτο περιοδικό αφιερωμένο στην εξυπηρέτηση της βιομηχανίας μεταλλικών σωλήνων το 1990. Σήμερα, παραμένει η μόνη έκδοση στη Βόρεια Αμερική αφιερωμένη στη βιομηχανία και έχει γίνει η πιο αξιόπιστη πηγή πληροφοριών για τους επαγγελματίες σωλήνων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του STAMPING Journal, το οποίο παρέχει τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις, βέλτιστες πρακτικές και νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.