De volledig automatische buigunit combineert processen vóór en na de productie, waardoor snelle, foutloze verwerking, herhaalbaarheid en veiligheid worden gecombineerd. Hoewel deze integratie voordelen kan bieden voor elke fabrikant, is deze met name aantrekkelijk voor bedrijven in de opkomende maar concurrerende markt van elektrische voertuigen.
Elektrische voertuigen (EV's) zijn niets nieuws. Aan het begin van de twintigste eeuw, met de komst van elektrische, stoom- en benzinevoertuigen, was elektrische voertuigtechnologie meer dan een nichemarkt. Hoewel benzinemotoren deze ronde hebben gewonnen, is de batterijtechnologie teruggekeerd en zal die blijven bestaan. Nu veel steden wereldwijd een toekomstig verbod op voertuigen op fossiele brandstoffen aankondigen en veel landen hun voornemen bekendmaken om de verkoop van dergelijke voertuigen te verbieden, zullen alternatieve aandrijfsystemen de auto-industrie gaan domineren. Het is slechts een kwestie van tijd.
Verkoopcijfers tonen aan dat voertuigen op alternatieve brandstoffen al jaren aan populariteit winnen. Volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) vertegenwoordigde de Amerikaanse markt voor elektrische voertuigen, plug-in hybride elektrische voertuigen (PHEV's), brandstofcelvoertuigen en andere hybride voertuigen dan PHEV's in 2020 7% van het totaal. Twintig jaar geleden bestond deze markt nauwelijks. De cijfers van de Duitse federale dienst voor wegvervoer spreken voor zich: het aandeel voertuigen met alternatieve aandrijving van alle nieuw geregistreerde voertuigen in Duitsland tussen januari 2021 en november 2021 bedroeg bijna 35%. Gedurende deze periode lag het aandeel volledig elektrische voertuigen (BEV's) rond de 11%. Ook bij personenauto's is de groei van nieuwe elektrische voertuigen in Duitsland bijzonder sterk. In dit segment bedroeg het aandeel elektrische voertuigen van alle nieuw geregistreerde personenauto's over heel 2020 6,7%. Van januari tot november 2021 is dit aandeel fors gestegen tot meer dan 25%.
Deze verschuiving brengt ingrijpende veranderingen met zich mee voor autofabrikanten en hun gehele toeleveringsketen. Lichtgewicht constructie is een belangrijk thema – hoe lichter het voertuig, hoe minder energie er nodig is. Dit verhoogt ook de actieradius, wat cruciaal is voor elektrische voertuigen. Deze trend heeft ook geleid tot veranderingen in de eisen aan pijpbuigen, met een groeiende vraag naar compacte en hoogwaardige componenten, met name dunwandige buizen van zeer sterke materialen. Lichtgewicht materialen zoals aluminium en koolstofvezelversterkte kunststoffen zijn echter vaak duurder en lastiger te verwerken dan traditioneel staal. Gerelateerd aan deze trend is de dramatische toename in het gebruik van andere vormen dan rond. Lichtgewicht constructies vereisen steeds vaker complexe, asymmetrische vormen met verschillende doorsneden.
Een veelgebruikte methode in de automobielindustrie is het buigen van ronde buizen en deze vervolgens hydrovormen tot hun uiteindelijke vorm. Dit werkt goed voor staallegeringen, maar kan problematisch zijn bij andere materialen. Koolstofvezelversterkte kunststof kan bijvoorbeeld niet buigen als het koud is. De neiging van aluminium om na verloop van tijd harder te worden, maakt het proces nog complexer. Dit betekent dat aluminium buizen of profielen al na enkele maanden moeilijk of onmogelijk te buigen zijn. Bovendien is het, als de gewenste doorsnede niet cirkelvormig is, veel lastiger om aan vooraf gedefinieerde toleranties te voldoen, met name bij gebruik van aluminium. Tot slot is het vervangen van traditionele koperkabels door aluminium profielen en staven voor stroomgeleiding een groeiende trend en een nieuwe uitdaging op het gebied van buigen, omdat de onderdelen isolatie hebben die niet beschadigd raakt tijdens het buigen.
De overstap naar elektrische voertuigen zorgt voor veranderingen in het ontwerp van buigmachines. Traditionele standaard buigmachines met vooraf gedefinieerde prestatieparameters maken plaats voor productspecifieke machines die kunnen worden afgestemd op de behoeften van fabrikanten. Buigprestaties, geometrische afmetingen (zoals buigradius en buislengte), gereedschapsruimte en software worden allemaal aangepast om beter aan te sluiten op de specifieke proces- en productvereisten van de fabrikant.
Deze verschuiving is al gaande en zal alleen maar intensiveren. Om deze projecten te realiseren, heeft de systeemleverancier de nodige expertise in buigtechnologie nodig, evenals de vereiste kennis en ervaring in gereedschaps- en procesontwerp. Deze aspecten moeten vanaf het begin van de machineontwerpfase worden geïntegreerd. Zo zijn bijvoorbeeld complexe gereedschapsvormen nodig om aluminiumprofielen met verschillende doorsneden te produceren. Daarom wordt de ontwikkeling en het geoptimaliseerde ontwerp van dergelijke gereedschappen steeds belangrijker. Bovendien vereist het buigen van CFRP een mechanisme dat een kleine hoeveelheid warmte toepast.
De toenemende kostendruk in de auto-industrie is ook voelbaar in de hele toeleveringsketen. Korte cyclustijden en extreme precisie zijn nu belangrijker dan ooit. Bedrijven die concurrerend willen blijven, moeten hun middelen efficiënt inzetten. Dit omvat niet alleen tijd en materiaal, maar ook personeel, met name de kernmedewerkers in de productie. Gebruiksvriendelijke en betrouwbare processen zijn in dit opzicht een cruciale factor voor een betere kosteneffectiviteit.
Buizenfabrikanten en OEM's die de buizenproductie in eigen huis verzorgen, reageren vaak op de aanhoudende kostendruk en andere factoren door te zoeken naar hoogwaardige machines die precies aan hun behoeften voldoen. Moderne kantbanken moeten gebruikmaken van een meertraps technologiestrategie met functies zoals aanpasbare buiggereedschappen met meerdere radii, die het mogelijk maken om gemakkelijk en nauwkeurig te buigen met zeer korte buizen tussen de bochten. Deze ontwikkeling in buigtechnologie komt vooral tot zijn recht bij de productie van buiscomponenten met meerdere radii, bij de productie van buig-in-buig-systemen of bij de productie van andere complexe buissystemen. Machines voor het verwerken van complexe bochten kunnen de cyclustijden verkorten; voor fabrikanten met een hoge productiecapaciteit kan zelfs een besparing van een paar seconden per component een enorme positieve impact hebben op de productie-efficiëntie.
Een ander cruciaal aspect is de interactie tussen de operator en de machine. De technologie moet gebruikers zoveel mogelijk ondersteunen. Zo maakt de integratie van een intrekbare buigmatrijs – waarbij de buigmatrijs en de zwenkarm onafhankelijk van elkaar werken – het mogelijk dat de machine tijdens het buigproces verschillende buisgeometrieën kan aanpassen en positioneren. Een ander programmeer- en besturingsconcept begint de as voor te bereiden op de volgende buiging, terwijl de huidige buiging nog gaande is. Hoewel dit een controller vereist die de interactie van de assen continu en automatisch bewaakt om hun bewegingen te coördineren, levert de programmeerinspanning enorme voordelen op, waardoor de cyclustijden met 20 tot 40 procent worden verkort, afhankelijk van de componenten en de gewenste buisgeometrie.
Gezien de verschuiving naar alternatieve aandrijfsystemen is automatisering belangrijker dan ooit. Fabrikanten van buigmachines moeten zich richten op uitgebreide automatisering en de mogelijkheid om workflows te integreren die verder gaan dan alleen het buigen. Dit geldt niet alleen voor pijpbuigingen in grootschalige serieproductie, maar ook steeds vaker voor zeer kleine serieproductie.
Moderne kantbanken voor grootschalige productie, zoals de CNC 80 E TB MR van Schwarze-Robitec, zijn ideaal voor de eisen van fabrikanten in de toeleveringsketen van de automobielindustrie. Eigenschappen zoals korte cyclustijden en een hoge efficiëntie van de grondstoffen zijn cruciaal, en veel fabrikanten vertrouwen op opties zoals lasinspectie, een ingebouwde afsnijfunctie en robotinterfaces.
Bij volledig geautomatiseerde buisbewerking moeten de verschillende processtappen betrouwbaar, foutloos, herhaalbaar en snel zijn om een ​​consistente kwaliteit van de buigresultaten te garanderen. Zowel de voor- als nabewerkingsstappen moeten in een dergelijke buigeenheid geïntegreerd zijn, waaronder reinigen, buigen, assembleren, eindvormen en meten.
Handlingsapparatuur zoals robots en extra componenten zoals pijphandlers moeten ook worden geïntegreerd. De belangrijkste taak is om te bepalen welke processen het meest geschikt zijn voor de betreffende toepassing. Afhankelijk van de eisen van de fabrikant kan bijvoorbeeld een bandlaadmagazijn, kettingmagazijn, lifttransporteur of bulktransporteur het juiste systeem zijn voor een buisaanvoer. Sommige fabrikanten van kantbanken maken integratie zo eenvoudig mogelijk door eigen besturingssystemen aan te bieden die samenwerken met het ERP-systeem (Enterprise Resource Planning) van de OEM.
Hoewel elke extra stap de procesketen langer maakt, ondervindt de gebruiker geen vertraging, aangezien de cyclustijd over het algemeen gelijk blijft. Het grootste verschil in complexiteit van dit automatiseringssysteem zit hem in de strenge controle-eisen die nodig zijn om de buigeenheid te integreren in de bestaande productieketen en het bedrijfsnetwerk. Om deze reden moeten pijpenbuigers klaar zijn voor Industrie 4.0.
Integratie is over het algemeen het allerbelangrijkste. Het is cruciaal dat OEM's samenwerken met machinebouwers die ruime ervaring hebben met het ontwikkelen van machines die compatibel zijn met de verschillende subsystemen in een volledig geautomatiseerd productieproces.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat volledig was gewijd aan de metaalbuizenindustrie. Het is tot op de dag van vandaag de enige publicatie in Noord-Amerika die zich op deze sector richt en is uitgegroeid tot de meest betrouwbare informatiebron voor professionals in de buizenbranche.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, heeft u eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle branchebronnen.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, beste praktijken en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.