W pełni automatyczna jednostka do gięcia rur łączy procesy wstępne i końcowe, zapewniając szybką, bezbłędną obróbkę, powtarzalność i bezpieczeństwo. Chociaż taka integracja mogłaby przynieść korzyści każdemu producentowi, jest ona szczególnie atrakcyjna dla tych, którzy działają w dopiero rozwijającym się, ale konkurencyjnym sektorze produkcji pojazdów elektrycznych.
Pojazdy elektryczne (EV) nie są niczym nowym. Na początku XX wieku, wraz z pojawieniem się pojazdów elektrycznych, parowych i benzynowych, technologia pojazdów elektrycznych nie była już tylko niszą rynkową. Podczas gdy silniki benzynowe wygrały tę rundę, technologia akumulatorowa powróciła i na dobre się z nami zwiąże. Wiele miast na całym świecie ogłasza zakazy dotyczące pojazdów napędzanych paliwami kopalnymi, a wiele krajów ogłasza zakaz sprzedaży takich pojazdów. W związku z tym, że alternatywne układy napędowe będą dominować w przemyśle motoryzacyjnym, to tylko kwestia czasu.
Dane sprzedażowe pokazują, że pojazdy oparte na paliwach alternatywnych zyskują na popularności od lat. Według Agencji Ochrony Środowiska, amerykański rynek pojazdów elektrycznych, hybrydowych pojazdów elektrycznych typu plug-in (PHEV), pojazdów z ogniwami paliwowymi i hybryd innych niż PHEV stanowił 7% całości w 2020 roku. Ten rynek prawie nie istniał 20 lat temu. Dane niemieckiego Federalnego Urzędu Transportu Samochodowego mówią same za siebie: udział pojazdów z alternatywnymi układami napędowymi wszystkich nowo zarejestrowanych pojazdów w Niemczech w okresie od stycznia 2021 r. do listopada 2021 r. wynosił blisko 35%. W tym okresie udział nowo zarejestrowanych pojazdów elektrycznych (BEV) wynosił około 11%. Z perspektywy samochodów osobowych wzrost nowych pojazdów elektrycznych w Niemczech jest szczególnie wyraźny. W tym segmencie udział pojazdów elektrycznych we wszystkich nowo zarejestrowanych pojazdach osobowych w całym roku 2020 wyniósł 6,7%. Od stycznia do listopada 2021 r. udział ten gwałtownie wzrósł do ponad 25%.
Ta zmiana niesie ze sobą drastyczne zmiany dla producentów samochodów i całego ich łańcucha dostaw. Lekka konstrukcja to temat na czasie – im lżejszy pojazd, tym mniej energii potrzeba. Zwiększa to również zasięg, co jest kluczowe dla pojazdów elektrycznych. Trend ten doprowadził również do zmian w wymaganiach dotyczących gięcia rur, przy rosnącym zapotrzebowaniu na kompaktowe i wydajne komponenty, zwłaszcza rury cienkościenne wykonane z materiałów o wysokiej wytrzymałości. Jednak lekkie materiały, takie jak aluminium i tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem węglowym, są często droższe i trudniejsze w obróbce niż tradycyjna stal. Z tym trendem wiąże się gwałtowny wzrost wykorzystania kształtów innych niż okrągłe. Lekkie konstrukcje coraz częściej wymagają złożonych, asymetrycznych kształtów o różnych przekrojach.
Powszechną praktyką w produkcji samochodów jest gięcie okrągłych rur i hydroformowanie ich w celu nadania im ostatecznego kształtu. Metoda ta sprawdza się w przypadku stopów stali, ale może być problematyczna w przypadku stosowania innych materiałów. Na przykład tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem węglowym nie zgina się na zimno. Sytuację komplikuje tendencja aluminium do twardnienia z upływem czasu. Oznacza to, że rury lub profile aluminiowe są trudne lub wręcz niemożliwe do zgięcia zaledwie kilka miesięcy po wyprodukowaniu. Ponadto, jeśli pożądany przekrój nie jest okrągły, znacznie trudniej jest zachować określone tolerancje, szczególnie w przypadku stosowania aluminium. Wreszcie, zastępowanie tradycyjnych kabli miedzianych profilami i prętami aluminiowymi do przesyłu prądu to coraz popularniejszy trend i nowe wyzwanie w zakresie gięcia, ponieważ elementy mają izolację, która nie ulegnie uszkodzeniu podczas gięcia.
Przejście na pojazdy elektryczne powoduje zmiany w konstrukcji giętarek do rur. Tradycyjne standardowe giętarki do rur ze zdefiniowanymi parametrami wydajności ustępują miejsca maszynom przeznaczonym do konkretnych produktów, które można dostosować do potrzeb producentów. Wydajność gięcia, wymiary geometryczne (takie jak promień gięcia i długość rury), przestrzeń na narzędzia i oprogramowanie są dostosowywane tak, aby lepiej odpowiadać specyficznym wymaganiom procesowym i produktowym producenta.
Ta zmiana już trwa i będzie się tylko nasilać. Aby te projekty mogły dojść do skutku, dostawca systemu musi posiadać niezbędną wiedzę specjalistyczną w zakresie technologii gięcia, a także niezbędną wiedzę i doświadczenie w projektowaniu narzędzi i procesów. Wszystkie te elementy muszą być zintegrowane od samego początku fazy projektowania maszyny. Przykładowo, do produkcji profili aluminiowych o różnych przekrojach wymagane są narzędzia o złożonych kształtach. Dlatego też coraz ważniejsze staje się opracowywanie i optymalizacja konstrukcji takich narzędzi. Ponadto gięcie CFRP wymaga mechanizmu, który dostarcza niewielką ilość ciepła.
Rosnąca presja kosztów, która dotyka przemysł motoryzacyjny, jest odczuwalna również w całym łańcuchu dostaw. Krótkie cykle realizacji i wyjątkowa precyzja są obecnie ważniejsze niż kiedykolwiek. Firmy, które chcą utrzymać konkurencyjność, muszą efektywnie wykorzystywać zasoby. Dotyczy to nie tylko zasobów czasowych i materiałowych, ale także zasobów ludzkich, zwłaszcza kluczowych pracowników w produkcji. W tej dziedzinie przyjazne dla użytkownika i niezawodne procesy są kluczowym czynnikiem poprawy efektywności kosztowej.
Producenci rur i producenci OEM, którzy sami zajmują się wytwarzaniem rur, mogą reagować na nieustanną presję kosztów i inne czynniki, poszukując wysokowydajnych maszyn, które dokładnie spełnią ich potrzeby. Nowoczesne prasy krawędziowe muszą wykorzystywać wieloetapową strategię technologiczną, obejmującą takie funkcje, jak konfigurowalne narzędzia do gięcia wielopromieniowego, które ułatwiają łatwe i precyzyjne gięcie z bardzo krótkimi rurami między gięciami. Ten rozwój technologii gięcia jest szczególnie widoczny w produkcji elementów rurowych o wielu promieniach, w produkcji systemów gięcia w gięciu lub w produkcji innych złożonych systemów rurowych. Maszyny do obsługi złożonych gięcia mogą skrócić czas cyklu; w przypadku producentów produkujących duże ilości nawet kilka sekund zaoszczędzonych na jednym komponencie może mieć ogromny pozytywny wpływ na wydajność produkcji.
Kolejnym kluczowym elementem jest interakcja między operatorem a maszyną. Technologia musi w jak największym stopniu wspierać użytkowników. Na przykład integracja wycofywania matrycy gnącej — sytuacja, w której matryca gnąca i ramię wahadłowe działają oddzielnie — umożliwia maszynie regulację i pozycjonowanie różnych geometrii rur podczas procesu gięcia. Inna koncepcja programowania i sterowania rozpoczyna przygotowywanie wału do następnego gięcia, podczas gdy obecne gięcie jest jeszcze w toku. Chociaż wymaga to od sterownika ciągłego i automatycznego monitorowania interakcji osi w celu koordynowania ich ruchów, wysiłek związany z programowaniem przynosi ogromne korzyści, skracając czas cyklu o 20 do 40 procent w zależności od komponentów i pożądanej geometrii rury.
Biorąc pod uwagę przejście na alternatywne układy napędowe, automatyzacja jest ważniejsza niż kiedykolwiek. Producenci giętarek do rur muszą skupić się na rozbudowanej automatyzacji i możliwości integracji procesów wykraczających poza gięcie. Dotyczy to nie tylko gięcia rur w produkcji wielkoseryjnej, ale coraz częściej również produkcji bardzo małych serii.
Nowoczesne prasy krawędziowe dla producentów produkujących duże ilości, takie jak CNC 80 E TB MR firmy Schwarze-Robitec, idealnie odpowiadają wymaganiom producentów w łańcuchu dostaw branży motoryzacyjnej. Takie cechy jak krótkie cykle i wysoka efektywność wykorzystania zasobów mają kluczowe znaczenie, a wielu producentów opiera się na takich opcjach, jak kontrola spoin, wbudowane odcinanie i interfejsy robotyczne.
W przypadku w pełni zautomatyzowanej obróbki rur poszczególne etapy procesu muszą być niezawodne, bezbłędne, powtarzalne i szybkie, aby zagwarantować stałą jakość wyników gięcia. Wszystkie etapy obróbki wstępnej i końcowej, w tym czyszczenie, gięcie, montaż, formowanie końcówek i pomiary, muszą być zintegrowane w takiej jednostce gnącej.
Urządzenia przeładunkowe, takie jak roboty, oraz dodatkowe komponenty, takie jak urządzenia do obsługi rur, również muszą zostać zintegrowane. Głównym zadaniem jest określenie, które procesy są najbardziej odpowiednie dla danego zastosowania. Na przykład, w zależności od wymagań producenta, odpowiednim systemem dla podajnika rurowego może być magazyn taśmowy, magazyn łańcuchowy, przenośnik podnośnikowy lub przenośnik materiałów sypkich. Niektórzy producenci pras krawędziowych maksymalnie ułatwiają integrację, oferując zastrzeżone systemy sterowania, które współpracują z systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa OEM.
Chociaż każdy dodatkowy krok wydłuża łańcuch procesu, użytkownik nie odczuwa żadnych opóźnień, ponieważ czas cyklu pozostaje zasadniczo taki sam. Największą różnicą w złożoności tego systemu automatyzacji są rygorystyczne wymagania dotyczące sterowania, niezbędne do zintegrowania jednostki gnącej z istniejącym łańcuchem produkcyjnym i siecią firmy. Z tego powodu giętarki do rur powinny być gotowe na Przemysł 4.0.
Ogólnie rzecz biorąc, najważniejsza jest integracja. Istotne jest, aby producenci OEM współpracowali z producentami maszyn, którzy mają duże doświadczenie w tworzeniu maszyn kompatybilnych z różnymi podsystemami w ramach w pełni zautomatyzowanego procesu produkcyjnego.
W 1990 roku czasopismo Tube & Pipe Journal zostało pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Do dziś pozostaje ono jedyną publikacją w Ameryce Północnej poświęconą tej branży i stało się najbardziej wiarygodnym źródłem informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępne, dzięki czemu można łatwo zapoznać się z cennymi zasobami branżowymi.
Uzyskaj pełny dostęp do wydania cyfrowego czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dla rynku tłoczenia metali.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The Fabricator w języku hiszpańskim, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.