A unidade de curvado de tubos totalmente automática combina procesos augas arriba e augas abaixo, combinando un procesamento rápido e sen erros, repetibilidade e seguridade. Aínda que esta integración podería beneficiar a calquera fabricante, é especialmente atractiva para aqueles que se atopan no campo incipiente pero competitivo da produción de vehículos eléctricos.
Os vehículos eléctricos (VE) non son nada novo. A principios do século XX, coa chegada dos vehículos eléctricos, de vapor e de gasolina, a tecnoloxía dos vehículos eléctricos era máis que un nicho de mercado. Aínda que os motores de gasolina gañaron esta rolda, a tecnoloxía das baterías volveu e chegou para quedar. Con moitas cidades de todo o mundo anunciando futuras prohibicións dos vehículos alimentados por combustibles fósiles e moitos países anunciando a súa intención de prohibir a venda destes vehículos, os sistemas de propulsión alternativos dominarán a industria do automóbil. É só cuestión de tempo.
As cifras de vendas mostran que os vehículos baseados en combustibles alternativos levan anos gañando terreo. Segundo a Axencia de Protección Ambiental, o mercado estadounidense de vehículos eléctricos, vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV), vehículos de pila de combustible e híbridos distintos dos PHEV representaba o 7 % do total en 2020. Este mercado apenas existía hai 20 anos. As cifras da Autoridade Federal de Transporte Motorizado Alemá falan por si mesmas: a porcentaxe de vehículos con sistemas de propulsión alternativos de todos os vehículos recentemente matriculados en Alemaña entre xaneiro de 2021 e novembro de 2021 é próxima ao 35 %. Durante este período, a porcentaxe de BEV recentemente matriculados foi de arredor do 11 %. Desde a perspectiva dos turismos, o crecemento dos novos vehículos eléctricos en Alemaña é particularmente pronunciado. Neste segmento, a porcentaxe de vehículos eléctricos de todos os vehículos de turismos recentemente matriculados para todo o ano 2020 foi do 6,7 %. De xaneiro a novembro de 2021, esta porcentaxe aumentou drasticamente ata máis do 25 %.
Este cambio trae consigo cambios drásticos para os fabricantes de automóbiles e para toda a súa cadea de subministración. A construción lixeira é un tema importante: canto máis lixeiro sexa o vehículo, menos enerxía se necesita. Isto tamén aumenta a autonomía, o que é crucial para os vehículos eléctricos. Esta tendencia tamén levou a cambios nos requisitos de curvado de tubos, cunha crecente demanda de compoñentes compactos e de alto rendemento, especialmente tubos de parede fina feitos de materiais de alta resistencia. Non obstante, os materiais lixeiros como o aluminio e os plásticos reforzados con fibra de carbono adoitan ser máis caros e máis difíciles de procesar que o aceiro tradicional. Relacionado con esta tendencia está o aumento drástico do uso de formas distintas das redondas. As estruturas lixeiras requiren cada vez máis formas complexas e asimétricas con diferentes seccións transversais.
Unha práctica común na fabricación de automóbiles é dobrar tubos redondos e hidroformalos na súa forma final. Isto funciona para aliaxes de aceiro, pero pode ser problemático cando se usan outros materiais. Por exemplo, o plástico reforzado con fibra de carbono non se pode dobrar cando está frío. O que complica as cousas é a tendencia do aluminio a endurecerse co paso do tempo. Isto significa que os tubos ou perfís de aluminio son difíciles ou imposibles de dobrar só uns meses despois da súa fabricación. Ademais, se a sección transversal desexada non é circular, é moito máis difícil cumprir as tolerancias predefinidas, especialmente cando se usa aluminio. Finalmente, substituír os cables de cobre tradicionais por perfís e varillas de aluminio para transportar a corrente é unha tendencia crecente e un novo desafío de dobrado, xa que as pezas teñen un illamento que non se danará durante o dobrado.
O cambio cara aos vehículos eléctricos está a provocar cambios no deseño das curvadoras de tubos. As curvadoras de tubos estándar tradicionais con parámetros de rendemento predefinidos están a dar paso a máquinas específicas para o produto que se poden adaptar ás necesidades dos fabricantes. O rendemento da curva, as medidas xeométricas (como o radio de curvatura e a lonxitude do tubo), o espazo das ferramentas e o software axústanse para adaptarse mellor aos requisitos específicos do proceso e do produto do fabricante.
Este cambio xa está en marcha e só se intensificará. Para que estes proxectos se materialicen, o provedor do sistema necesita a experiencia necesaria en tecnoloxía de curvado, así como os coñecementos e a experiencia necesarios no deseño de ferramentas e procesos, que deben integrarse desde o principio da fase de deseño da máquina. Por exemplo, requírense formas de ferramentas complexas para producir perfís de aluminio con varias seccións transversais. Polo tanto, o desenvolvemento e o deseño optimizado destas ferramentas adquiren unha importancia crecente. Ademais, o curvado de CFRP require un mecanismo que aplique unha pequena cantidade de calor.
As crecentes presións sobre os custos que afectan á industria automobilística tamén se senten en toda a cadea de subministración. Os tempos de ciclo curtos e a precisión extrema son agora máis importantes que nunca. As empresas que buscan seguir sendo competitivas necesitan usar os recursos de forma eficiente. Isto inclúe non só os recursos de tempo e materiais, senón tamén os recursos humanos, especialmente os empregados principais na fabricación. Neste campo, os procesos fáciles de usar e fiables son un factor clave para mellorar a rendibilidade.
Os fabricantes de tubos e os fabricantes de equipos orixinais (OEM) que se encargan da fabricación de tubos internamente poden responder ás presións implacables de custos e outras presións buscando máquinas de alto rendemento que satisfagan con precisión as súas necesidades. As prensas plegadoras modernas deben usar unha estratexia tecnolóxica de varias etapas que inclúa características como ferramentas de dobrado multirraio personalizables que facilitan dobras fáciles e precisas con tubos moi curtos entre as dobras. Este desenvolvemento na tecnoloxía de dobrado destaca na fabricación de compoñentes tubulares con múltiples raios, na fabricación de sistemas de dobra dentro da dobra ou na fabricación doutros sistemas de tubos complexos. As máquinas para manexar dobras complexas poden reducir os tempos de ciclo; para os fabricantes de alto volume, mesmo uns poucos segundos aforrados por compoñente poden ter un enorme impacto positivo na eficiencia da produción.
Outro compoñente clave é a interacción entre o operador e a máquina. A tecnoloxía debe axudar aos usuarios na medida do posible. Por exemplo, a integración da retracción da matriz de dobrado (unha situación na que a matriz de dobrado e o brazo oscilante funcionan por separado) permite que a máquina axuste e posicione varias xeometrías de tubos durante o proceso de dobrado. Outro concepto de programación e control comeza a preparar o eixe para a seguinte dobra, mentres a dobra actual aínda está en curso. Aínda que isto require un controlador que supervise de forma continua e automática a interacción dos eixes para coordinar os seus movementos, o esforzo de programación produce enormes beneficios, reducindo os tempos de ciclo entre un 20 e un 40 por cento dependendo dos compoñentes e da xeometría de tubo desexada.
Dado o cambio cara a sistemas de propulsión alternativos, a automatización é máis importante que nunca. Os fabricantes de curvadoras de tubos deben centrarse nunha automatización exhaustiva e na capacidade de integrar fluxos de traballo máis alá da curvatura. Isto aplícase non só ás curvas de tubos na produción en serie a grande escala, senón tamén, cada vez máis, á produción en series moi pequenas.
As prensas plegadoras modernas para fabricantes de alto volume, como a CNC 80 E TB MR de Schwarze-Robitec, son ideais para os requisitos dos fabricantes da cadea de subministración do sector automotriz. Atributos como os curtos tempos de ciclo e a alta eficiencia dos recursos son fundamentais, e moitos fabricantes confían en opcións como a inspección de soldaduras, o corte integrado e as interfaces robóticas.
No procesamento de tubos totalmente automático, as distintas etapas do proceso deben ser fiables, libres de erros, repetibles e rápidas para garantir unha calidade consistente dos resultados de curvado. As etapas de procesamento anteriores e posteriores deben integrarse nunha unidade de curvado deste tipo, incluíndo a limpeza, a curvado, a montaxe, a conformación de extremos e a medición.
Tamén se deben integrar equipos de manipulación como robots e compoñentes adicionais como manipuladores de tubos. A tarefa principal é determinar que procesos son os máis axeitados para a aplicación correspondente. Por exemplo, dependendo dos requisitos do fabricante, un almacén de carga de cinta, un almacén de cadea, un transportador elevador ou un transportador de material a granel pode ser o sistema axeitado para un alimentador tubular. Algúns fabricantes de prensas plegadoras facilitan ao máximo a integración ofrecendo sistemas de control propietarios que funcionan en conxunto co sistema de planificación de recursos empresariais do fabricante de equipos orixinais.
Aínda que cada paso adicional fai que a cadea de procesos sexa máis longa, o usuario non experimenta ningún atraso xa que o tempo de ciclo xeralmente permanece igual. A maior diferenza na complexidade deste sistema de automatización son os rigorosos requisitos de control necesarios para integrar a unidade de curvado na cadea de produción existente e na rede da empresa. Por este motivo, as curvadoras de tubos deberían estar preparadas para a Industria 4.0.
En xeral, a integración é o máis importante. É fundamental que os fabricantes de equipos orixinais (OEM) traballen con construtores de máquinas que teñan unha ampla experiencia no desenvolvemento de máquinas compatibles cos distintos subsistemas dun proceso de fabricación totalmente automatizado.
Tube & Pipe Journal converteuse na primeira revista dedicada á industria das tubaxes metálicas en 1990. Hoxe en día, segue sendo a única publicación en América do Norte dedicada á industria e converteuse na fonte de información máis fiable para os profesionais das tubaxes.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal xa é totalmente accesible, o que proporciona un acceso sinxelo a valiosos recursos do sector.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, as mellores prácticas e as novidades do sector para o mercado da estampación de metais.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, tes acceso doado a recursos valiosos da industria.