De volautomatische buisbuigunit combineert upstream- en downstreamprocessen en combineert zo snelle, foutloze verwerking, herhaalbaarheid en veiligheid. Deze integratie kan voor elke fabrikant voordelen opleveren, maar is met name aantrekkelijk voor fabrikanten die actief zijn in de opkomende maar competitieve sector van de productie van elektrische voertuigen.
Elektrische voertuigen (EV's) zijn niet nieuw. Begin 1900, met de opkomst van elektrische, stoom- en benzinevoertuigen, was de technologie voor elektrische voertuigen meer dan een nichemarkt. Hoewel benzinemotoren in deze ronde het voortouw namen, is de batterijtechnologie terug van weggeweest en is deze niet meer weg te denken. Nu veel steden over de hele wereld aankondigen dat er in de toekomst geen voertuigen op fossiele brandstoffen meer zullen rijden en veel landen de verkoop van dergelijke voertuigen willen verbieden, zullen alternatieve aandrijflijnen de auto-industrie domineren. Het is slechts een kwestie van tijd.
Uit verkoopcijfers blijkt dat voertuigen op alternatieve brandstoffen al jaren terrein winnen. Volgens het Environmental Protection Agency was de Amerikaanse markt voor elektrische voertuigen, plug-in hybride elektrische voertuigen (PHEV's), brandstofcelvoertuigen en hybrides anders dan PHEV's in 2020 goed voor 7% van het totaal. 20 jaar geleden bestond deze markt nog nauwelijks. De cijfers van de Duitse Federale Autoriteit voor Motorvoertuigen spreken voor zich: het aandeel voertuigen met alternatieve aandrijflijnen van alle nieuw geregistreerde voertuigen in Duitsland tussen januari 2021 en november 2021 ligt dicht bij de 35%. In deze periode lag het aandeel nieuw geregistreerde BEV's rond de 11%. Vanuit het perspectief van personenauto's is de groei van nieuwe elektrische voertuigen in Duitsland bijzonder uitgesproken. In dit segment bedroeg het EV-aandeel van alle nieuw geregistreerde personenauto's voor het hele jaar 2020 6,7%. Van januari tot november 2021 is dit aandeel sterk gestegen tot meer dan 25%.
Deze verschuiving brengt dramatische veranderingen met zich mee voor autofabrikanten en hun volledige toeleveringsketen. Lichtgewicht constructie is een terugkerend thema: hoe lichter het voertuig, hoe minder energie er nodig is. Dit vergroot ook de actieradius, wat cruciaal is voor elektrische voertuigen. Deze trend heeft ook geleid tot veranderingen in de eisen voor het buigen van buizen, met een groeiende vraag naar compacte en hoogwaardige componenten, met name dunwandige buizen van hoogwaardige 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 van het gebruik van andere vormen dan ronde vormen. Lichtgewicht constructies vereisen steeds vaker complexe, asymmetrische vormen met verschillende doorsneden.
Een gangbare praktijk in de auto-industrie is het buigen van ronde buizen en het hydroformen ervan tot hun uiteindelijke vorm. Dit werkt voor staallegeringen, maar kan problematisch zijn bij gebruik van andere materialen. Koolstofvezelversterkt kunststof kan bijvoorbeeld niet buigen als het koud is. Een extra complicatie is dat aluminium de neiging heeft om na verloop van tijd te verharden. Dit betekent dat aluminium buizen of profielen moeilijk of helemaal niet te buigen zijn, slechts enkele maanden na productie. Als de gewenste doorsnede niet rond is, is het bovendien veel lastiger om aan vooraf gedefinieerde toleranties te voldoen, vooral bij gebruik van aluminium. Tot slot is het vervangen van traditionele koperen kabels door aluminium profielen en staven voor stroomgeleiding een groeiende trend en een nieuwe uitdaging op het gebied van buigen, omdat de isolatie van onderdelen niet beschadigd raakt tijdens het buigen.
De overstap naar elektrische voertuigen zorgt voor veranderingen in het ontwerp van buisbuigmachines. Traditionele standaardbuisbuigmachines met vooraf gedefinieerde prestatieparameters maken plaats voor productspecifieke machines die kunnen worden aangepast aan de behoeften van fabrikanten. Buigprestaties, geometrische metingen (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 toenemen. Om deze projecten te kunnen realiseren, heeft de systeemleverancier de nodige expertise in buigtechnologie nodig, evenals de nodige kennis en ervaring op het gebied van gereedschaps- en procesontwerp. Deze moeten al 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 is voor het buigen van CFRP een mechanisme nodig dat een kleine hoeveelheid warmte toepast.
De toenemende kostendruk in de auto-industrie is ook merkbaar in de hele toeleveringsketen. Korte cyclustijden en extreme precisie zijn nu belangrijker dan ooit. Bedrijven die concurrerend willen blijven, moeten hun middelen efficiënt gebruiken. Hierbij gaat het niet alleen om tijd en materiële middelen, maar ook om menselijke middelen, met name de belangrijkste werknemers in de productie. In deze sector zijn gebruiksvriendelijke en betrouwbare processen een sleutelfactor voor het verbeteren van de kosteneffectiviteit.
Buisfabrikanten en OEM's die de buisproductie in eigen beheer uitvoeren, kunnen op de aanhoudende kostendruk en andere druk reageren door op zoek te gaan naar hoogwaardige machines die precies aan hun behoeften voldoen. Moderne kantpersen moeten een meerfasentechnologiestrategie gebruiken met functies zoals aanpasbare buiggereedschappen met meerdere radiussen, die eenvoudige en nauwkeurige buigingen mogelijk maken met zeer korte buizen tussen de buigingen. Deze ontwikkeling in buigtechnologie komt goed van pas bij de productie van buisvormige componenten met meerdere radiussen, bij de productie van buig-in-buig-systemen en bij de productie van andere complexe buissystemen. Machines voor het verwerken van complexe buigingen kunnen de cyclustijden verkorten; voor fabrikanten van grote volumes kan zelfs een besparing van enkele seconden per component een enorm positief effect hebben op de productie-efficiëntie.
Een ander belangrijk onderdeel is de interactie tussen de operator en de machine. De technologie moet gebruikers zoveel mogelijk ondersteunen. De integratie van het terugtrekken van buigmatrijzen – een situatie waarbij de buigmatrijzen en de zwenkarm afzonderlijk van elkaar werken – maakt het bijvoorbeeld mogelijk dat de machine verschillende buisgeometrieën tijdens het buigproces kan aanpassen en positioneren. Een ander programmeer- en besturingsconcept begint met het voorbereiden van de as voor de volgende buiging, terwijl de huidige buiging nog bezig is. Hoewel hiervoor een controller nodig is die continu en automatisch de interactie tussen de assen bewaakt om hun bewegingen te coördineren, levert de programmering enorme voordelen op, zoals het verkorten van de cyclustijden met 20 tot 40 procent, afhankelijk van de componenten en de gewenste buisgeometrie.
Gezien de verschuiving naar alternatieve aandrijflijnen is automatisering belangrijker dan ooit. Fabrikanten van buisbuigmachines moeten zich richten op verregaande automatisering en de mogelijkheid om workflows te integreren die verder gaan dan alleen buigen. Dit geldt niet alleen voor het buigen van buizen in grootschalige serieproductie, maar steeds vaker ook voor zeer kleine series.
Moderne kantpersen voor fabrikanten van grote volumes, zoals de CNC 80 E TB MR van Schwarze-Robitec, voldoen bij uitstek aan de eisen van fabrikanten in de toeleveringsketen van de automobielindustrie. Eigenschappen zoals korte cyclustijden en een hoog rendement van de grondstoffen zijn daarbij doorslaggevend. Veel fabrikanten vertrouwen daarom op opties zoals lasinspectie, ingebouwde afsnijfunctie en robotinterfaces.
Bij volautomatische buisbewerking moeten de verschillende processtappen betrouwbaar, foutloos, herhaalbaar en snel zijn om een ​​consistente kwaliteit van de buigresultaten te garanderen. In een dergelijke buigunit moeten voor- en nabewerkingsstappen worden geïntegreerd, waaronder reinigen, buigen, monteren, vormen van uiteinden en meten.
Ook verwerkingsapparatuur zoals robots en aanvullende componenten zoals pijphandlers moeten worden geïntegreerd. De belangrijkste taak is om te bepalen welke processen het meest geschikt zijn voor de betreffende toepassing. Afhankelijk van de vereisten van de fabrikant kan bijvoorbeeld een bandlaadmagazijn, kettingmagazijn, lifttransporteur of transportband voor bulkgoederen het juiste systeem zijn voor een buistoevoer. Sommige fabrikanten van kantpersen maken de integratie zo eenvoudig mogelijk door bedrijfseigen besturingssystemen aan te bieden die samenwerken met het ERP-systeem (Enterprise Resource Planning) van de OEM.
Hoewel elke extra stap de procesketen langer maakt, ervaart de gebruiker geen vertraging, omdat de cyclustijd over het algemeen gelijk blijft. Het grootste verschil in complexiteit van dit automatiseringssysteem zijn de strenge besturingseisen die nodig zijn om de buigunit 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 belangrijkst. Het is van cruciaal belang dat OEM's samenwerken met machinebouwers die ruime ervaring hebben in 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 zich specifiek richtte op de metaalbuizenindustrie. Vandaag de dag is het nog steeds het enige tijdschrift in Noord-Amerika dat zich specifiek op deze industrie richt en is het uitgegroeid tot de meest betrouwbare bron van informatie voor professionals op het gebied van buizen.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de sector.
Profiteer van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en nieuws uit de branche voor de metaalstansmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.