Den helautomatiska rörbockningsenheten kombinerar uppströms- och nedströmsprocesser och kombinerar snabb, felfri bearbetning, repeterbarhet och säkerhet. Även om denna integration kan gynna alla tillverkare är den särskilt attraktiv för dem som arbetar inom det spirande men konkurrensutsatta området elfordonsproduktion.
Elfordon är inget nytt. I början av 1900-talet, med tillkomsten av el-, ång- och bensindrivna fordon, var elfordonsteknik mer än en nischmarknad. Medan bensindrivna motorer har vunnit denna omgång, har batteritekniken återvänt och är här för att stanna. Med många städer runt om i världen som tillkännager framtida förbud mot fossilbränsledrivna fordon och många länder som tillkännager sin avsikt att förbjuda försäljning av sådana fordon, kommer alternativa drivlinor att dominera bilindustrin. Det är bara en tidsfråga.
Försäljningssiffror visar att fordon baserade på alternativa bränslen har vunnit mark i åratal. Enligt miljöskyddsmyndigheten stod den amerikanska marknaden för elfordon, laddhybridfordon (PHEV), bränslecellsfordon och hybrider utöver PHEV för 7 % av totalen år 2020. Denna marknad existerade knappt för 20 år sedan. Siffrorna från den tyska federala motortrafikmyndigheten (Federal Motor Transport Authority) talar för sig själva: Andelen fordon med alternativa drivlinor av alla nyregistrerade fordon i Tyskland mellan januari 2021 och november 2021 är nära 35 %. Under denna period låg andelen nyregistrerade elbilar på cirka 11 %. Ur personbilsperspektiv är tillväxten av nya elbilar i Tyskland särskilt uttalad. I detta segment var elbilsandelen av alla nyregistrerade personbilar för helåret 2020 6,7 %. Från januari till november 2021 har denna andel ökat kraftigt till mer än 25 %.
Denna förändring medför dramatiska förändringar för biltillverkare och hela deras leveranskedja. Lätt konstruktion är ett tema – ju lättare fordonet är, desto mindre energi krävs. Detta ökar också räckvidden, vilket är avgörande för elfordon. Denna trend har också lett till förändringar i kraven på rörbockning, med en växande efterfrågan på kompakta och högpresterande komponenter, särskilt tunnväggiga rör tillverkade av höghållfasta material. Lätta material som aluminium och kolfiberförstärkta plaster är dock ofta dyrare och mer utmanande att bearbeta än traditionellt stål. Relaterat till denna trend är den dramatiska ökningen av användningen av andra former än runda. Lätta strukturer kräver alltmer komplexa, asymmetriska former med olika tvärsnitt.
En vanlig metod inom biltillverkning är att böja runda rör och hydroforma dem till sin slutliga form. Detta fungerar för stållegeringar, men kan vara problematiskt vid användning av andra material. Till exempel kan kolfiberförstärkt plast inte böjas när den är kall. Det som komplicerar saken är aluminiums tendens att härda med åldern. Detta innebär att aluminiumrör eller -profiler är svåra eller omöjliga att böja bara några månader efter att de tillverkats. Om det önskade tvärsnittet inte är cirkulärt är det också mycket svårare att hålla sig till fördefinierade toleranser, särskilt när man använder aluminium. Slutligen är det en växande trend och en ny böjningsutmaning att ersätta traditionella kopparkablar med aluminiumprofiler och -stänger för att leda ström, eftersom delar har isolering som inte skadas under böjning.
Övergången till elfordon orsakar förändringar i konstruktionen av rörbockningsmaskiner. Traditionella standardrörbockningsmaskiner med fördefinierade prestandaparametrar ger vika för produktspecifika maskiner som kan skräddarsys efter tillverkarnas behov. Bockningsprestanda, geometriska mått (såsom böjningsradie och rörlängd), verktygsutrymme och programvara justeras alla för att bättre matcha tillverkarens specifika process- och produktkrav.
Denna förändring är redan igång och kommer bara att intensifieras. För att dessa projekt ska kunna förverkligas behöver systemleverantören nödvändig expertis inom bockningsteknik samt nödvändig kunskap och erfarenhet inom verktygs- och processdesign, vilket måste integreras redan från början av maskindesignfasen. Till exempel krävs komplexa verktygsformer för att producera aluminiumprofiler med olika tvärsnitt. Därför blir utveckling och optimerad design av sådana verktyg allt viktigare. Dessutom kräver bockning av CFK en mekanism som applicerar en liten mängd värme.
Växande kostnadstryck som sveper över bilindustrin märks också i hela leveranskedjan. Korta cykeltider och extrem precision är nu viktigare än någonsin. Företag som strävar efter att förbli konkurrenskraftiga måste använda resurser effektivt. Detta inkluderar inte bara tids- och materialresurser, utan även mänskliga resurser, särskilt kärnanställda inom tillverkningen. Inom detta område är användarvänliga och tillförlitliga processer en nyckelfaktor för att förbättra kostnadseffektiviteten.
Rörtillverkare och OEM-företag som hanterar rörtillverkning internt kan reagera på obevekliga kostnadstryck och andra påtryckningar genom att söka högpresterande maskiner som exakt uppfyller deras behov. Moderna kantpressar måste använda en flerstegsteknikstrategi som inkluderar funktioner som anpassningsbara bockningsverktyg med flera radier som möjliggör enkla och exakta bockningar med mycket korta rör mellan bockningarna. Denna utveckling inom bockningsteknik lyser vid tillverkning av rörformiga komponenter med flera radier, vid tillverkning av böj-i-böj-system eller vid tillverkning av andra komplexa rörsystem. Maskiner för hantering av komplexa bockningar kan minska cykeltiderna; för tillverkare av stora volymer kan även några få sekunder sparade per komponent ha en enorm positiv inverkan på produktionseffektiviteten.
En annan viktig komponent är interaktionen mellan operatören och maskinen. Tekniken måste stödja användarna så mycket som möjligt. Till exempel tillåter integrationen av bockningsmatrisens indragning – en situation där bockningsmatrisen och svängarmen arbetar separat – att maskinen kan justera och positionera olika rörgeometrier under bockningsprocessen. Ett annat programmerings- och styrkoncept börjar förbereda axeln för nästa bockning, medan den aktuella bockningen fortfarande pågår. Även om detta kräver att en styrenhet kontinuerligt och automatiskt övervakar axlarnas interaktion för att koordinera deras rörelser, ger programmeringsarbetet stora fördelar och minskar cykeltiderna med 20 till 40 procent beroende på komponenterna och önskad rörgeometri.
Med tanke på övergången till alternativa drivlinor är automatisering viktigare än någonsin. Tillverkare av rörbockningsmaskiner måste fokusera på omfattande automatisering och möjligheten att integrera arbetsflöden utöver bockning. Detta gäller inte bara rörbockningar i storskalig serieproduktion, utan i allt högre grad även mycket små serieproduktioner.
Moderna kantpressar för storskaliga tillverkare, som CNC 80 E TB MR från Schwarze-Robitec, är idealiska för kraven från tillverkare inom fordonsindustrins leveranskedja. Egenskaper som korta cykeltider och hög resurseffektivitet är avgörande, och många tillverkare förlitar sig på alternativ som svetsinspektion, inbyggd avskärning och robotgränssnitt.
Vid helautomatisk rörbearbetning måste de olika stegen i processen vara tillförlitliga, felfria, repeterbara och snabba för att säkerställa en jämn kvalitet på bockningsresultaten. Uppströms och nedströms bearbetningssteg måste integreras i en sådan bockningsenhet, inklusive rengöring, bockning, montering, ändformning och mätning.
Hanteringsutrustning som robotar och ytterligare komponenter som rörhanterare måste också integreras. Huvuduppgiften är att avgöra vilka processer som är mest lämpade för den aktuella applikationen. Beroende på tillverkarens krav kan till exempel ett bandlastningslager, kedjelager, lyfttransportör eller bulktransportör vara rätt system för en rörmatare. Vissa kantpresstillverkare gör integrationen så enkel som möjligt genom att erbjuda egna styrsystem som fungerar tillsammans med OEM:s ERP-system.
Även om varje ytterligare steg gör processkedjan längre, upplever användaren ingen fördröjning eftersom cykeltiden i allmänhet förblir densamma. Den största skillnaden i komplexiteten hos detta automationssystem är de stränga kontrollkraven som krävs för att integrera bockningsenheten i den befintliga produktionskedjan och företagets nätverk. Av denna anledning bör rörbockningsmaskiner vara redo för Industri 4.0.
Sammantaget är integration det viktigaste. Det är avgörande att OEM-tillverkare arbetar med maskinbyggare som har lång erfarenhet av att utveckla maskiner som är kompatibla med de olika delsystemen i en helautomatiserad tillverkningsprocess.
Tube & Pipe Journal blev den första tidskriften som ägnades åt metallrörsindustrin år 1990. Idag är den fortfarande den enda publikationen i Nordamerika som är inriktad på branschen och har blivit den mest betrodda informationskällan för rörproffs.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu helt tillgänglig och ger enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Få fullständig tillgång till den digitala utgåvan av STAMPING Journal, som ger de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter för metallstämplingsmarknaden.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The Fabricator på spanska, enkel åtkomst till värdefulla branschresurser.