Hệ thống uốn ống hoàn toàn tự động kết hợp các quy trình đầu vào và đầu ra, mang lại hiệu quả nhanh chóng, không lỗi, tính lặp lại và an toàn. Mặc dù sự tích hợp này có thể mang lại lợi ích cho bất kỳ nhà sản xuất nào, nhưng nó đặc biệt hấp dẫn đối với những nhà sản xuất trong lĩnh vực sản xuất xe điện đang phát triển nhưng đầy cạnh tranh.
Xe điện (EV) không phải là điều mới mẻ. Vào đầu những năm 1900, với sự ra đời của các loại xe chạy bằng điện, hơi nước và xăng, công nghệ xe điện không chỉ là một thị trường ngách. Mặc dù động cơ xăng đã thắng thế trong giai đoạn này, công nghệ pin đã trở lại và sẽ tồn tại lâu dài. Với việc nhiều thành phố trên thế giới tuyên bố cấm các phương tiện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch trong tương lai và nhiều quốc gia tuyên bố ý định cấm bán các loại xe này, các hệ thống truyền động thay thế sẽ thống trị ngành công nghiệp ô tô. Chỉ là vấn đề thời gian mà thôi.
Số liệu bán hàng cho thấy các loại xe sử dụng nhiên liệu thay thế đã và đang ngày càng phổ biến trong những năm qua. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường, thị trường xe điện, xe hybrid cắm điện (PHEV), xe chạy bằng pin nhiên liệu và các loại xe hybrid khác ngoài PHEV tại Mỹ chiếm 7% tổng số vào năm 2020. Thị trường này hầu như không tồn tại cách đây 20 năm. Số liệu từ Cơ quan Giao thông Vận tải Liên bang Đức cũng nói lên điều đó: Tỷ lệ xe sử dụng hệ thống truyền động thay thế trong tổng số xe đăng ký mới tại Đức từ tháng 1 năm 2021 đến tháng 11 năm 2021 đạt gần 35%. Trong cùng kỳ, tỷ lệ xe điện (BEV) đăng ký mới là khoảng 11%. Xét về xe hơi chở khách, sự tăng trưởng của xe điện mới tại Đức đặc biệt rõ rệt. Trong phân khúc này, tỷ lệ xe điện trong tổng số xe chở khách đăng ký mới trong cả năm 2020 là 6,7%. Từ tháng 1 đến tháng 11 năm 2021, tỷ lệ này đã tăng mạnh lên hơn 25%.
Sự chuyển đổi này mang lại những thay đổi mạnh mẽ cho các nhà sản xuất ô tô và toàn bộ chuỗi cung ứng của họ. Việc chế tạo xe nhẹ là một xu hướng chủ đạo – xe càng nhẹ thì càng cần ít năng lượng. Điều này cũng làm tăng phạm vi hoạt động, yếu tố rất quan trọng đối với xe điện. Xu hướng này cũng dẫn đến những thay đổi trong yêu cầu uốn ống, với nhu cầu ngày càng tăng đối với các bộ phận nhỏ gọn và hiệu suất cao, đặc biệt là các ống thành mỏng làm từ vật liệu có độ bền cao. Tuy nhiên, các vật liệu nhẹ như nhôm và nhựa gia cường sợi carbon thường đắt hơn và khó gia công hơn so với thép truyền thống. Liên quan đến xu hướng này là sự gia tăng đáng kể việc sử dụng các hình dạng khác ngoài hình tròn. Các cấu trúc nhẹ ngày càng đòi hỏi các hình dạng phức tạp, bất đối xứng với các mặt cắt ngang khác nhau.
Một phương pháp phổ biến trong sản xuất ô tô là uốn các ống tròn và tạo hình bằng thủy lực để đạt được hình dạng cuối cùng. Phương pháp này hiệu quả với hợp kim thép, nhưng có thể gặp vấn đề khi sử dụng các vật liệu khác. Ví dụ, nhựa gia cường sợi carbon không thể uốn cong khi ở nhiệt độ thấp. Vấn đề càng phức tạp hơn do nhôm có xu hướng cứng lại theo thời gian. Điều này có nghĩa là các ống hoặc thanh nhôm rất khó hoặc không thể uốn cong chỉ vài tháng sau khi sản xuất. Ngoài ra, nếu mặt cắt ngang mong muốn không phải là hình tròn, việc tuân thủ các dung sai đã định trước sẽ khó khăn hơn nhiều, đặc biệt là khi sử dụng nhôm. Cuối cùng, việc thay thế cáp đồng truyền thống bằng các thanh và que nhôm để dẫn điện là một xu hướng đang phát triển và là một thách thức mới trong việc uốn cong, vì các bộ phận có lớp cách điện sẽ không bị hư hại trong quá trình uốn.
Sự chuyển đổi sang xe điện đang gây ra những thay đổi trong thiết kế máy uốn ống. Các máy uốn ống tiêu chuẩn truyền thống với các thông số hiệu suất được xác định trước đang dần được thay thế bằng các máy chuyên dụng cho từng sản phẩm, có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của nhà sản xuất. Hiệu suất uốn, các phép đo hình học (như bán kính uốn và chiều dài ống), không gian dụng cụ và phần mềm đều được điều chỉnh để phù hợp hơn với quy trình và yêu cầu sản phẩm cụ thể của nhà sản xuất.
Sự chuyển đổi này đã và đang diễn ra và sẽ ngày càng mạnh mẽ hơn. Để các dự án này thành công, nhà cung cấp hệ thống cần có chuyên môn cần thiết về công nghệ uốn cũng như kiến ​​thức và kinh nghiệm cần thiết về thiết kế dụng cụ và quy trình, những yếu tố này phải được tích hợp ngay từ giai đoạn thiết kế máy móc ban đầu. Ví dụ, cần có các hình dạng dụng cụ phức tạp để sản xuất các biên dạng nhôm với nhiều mặt cắt khác nhau. Do đó, việc phát triển và thiết kế tối ưu các dụng cụ như vậy ngày càng trở nên quan trọng. Ngoài ra, việc uốn CFRP đòi hỏi một cơ chế chỉ sử dụng một lượng nhiệt nhỏ.
Áp lực chi phí ngày càng tăng trong ngành công nghiệp ô tô cũng đang ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi cung ứng. Thời gian chu kỳ ngắn và độ chính xác cao giờ đây quan trọng hơn bao giờ hết. Các công ty muốn duy trì khả năng cạnh tranh cần sử dụng nguồn lực một cách hiệu quả. Điều này không chỉ bao gồm thời gian và nguồn lực vật chất, mà còn cả nguồn nhân lực, đặc biệt là các nhân viên chủ chốt trong sản xuất. Trong lĩnh vực này, các quy trình thân thiện với người dùng và đáng tin cậy là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả chi phí.
Các nhà sản xuất ống và các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) tự gia công ống có thể đối mặt với áp lực chi phí và các áp lực khác bằng cách tìm kiếm các máy móc hiệu suất cao đáp ứng chính xác nhu cầu của họ. Máy ép uốn hiện đại phải sử dụng chiến lược công nghệ đa giai đoạn bao gồm các tính năng như dụng cụ uốn đa bán kính có thể tùy chỉnh, giúp tạo ra các đường uốn dễ dàng và chính xác với các đoạn ống rất ngắn giữa các lần uốn. Sự phát triển này trong công nghệ uốn ống thể hiện rõ trong sản xuất các bộ phận hình ống có nhiều bán kính, trong sản xuất hệ thống uốn lồng uốn, hoặc trong sản xuất các hệ thống ống phức tạp khác. Máy móc xử lý các đường uốn phức tạp có thể giảm thời gian chu kỳ; đối với các nhà sản xuất khối lượng lớn, thậm chí chỉ vài giây tiết kiệm được cho mỗi bộ phận cũng có thể tác động tích cực rất lớn đến hiệu quả sản xuất.
Một yếu tố quan trọng khác là sự tương tác giữa người vận hành và máy móc. Công nghệ phải hỗ trợ người dùng tối đa. Ví dụ, việc tích hợp cơ chế thu hồi khuôn uốn – trong đó khuôn uốn và tay đòn hoạt động riêng biệt – cho phép máy điều chỉnh và định vị các hình dạng ống khác nhau trong quá trình uốn. Một khái niệm lập trình và điều khiển khác bắt đầu chuẩn bị trục cho lần uốn tiếp theo, trong khi quá trình uốn hiện tại vẫn đang diễn ra. Mặc dù điều này đòi hỏi bộ điều khiển phải liên tục và tự động giám sát sự tương tác của các trục để phối hợp chuyển động của chúng, nhưng nỗ lực lập trình mang lại lợi ích rất lớn, giảm thời gian chu kỳ từ 20 đến 40 phần trăm tùy thuộc vào các bộ phận và hình dạng ống mong muốn.
Trước xu hướng chuyển sang các hệ thống truyền động thay thế, tự động hóa trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Các nhà sản xuất máy uốn ống cần tập trung vào tự động hóa toàn diện và khả năng tích hợp các quy trình làm việc vượt ra ngoài chức năng uốn. Điều này không chỉ áp dụng cho việc uốn ống trong sản xuất hàng loạt quy mô lớn, mà còn ngày càng áp dụng cho sản xuất hàng loạt quy mô rất nhỏ.
Các máy ép phanh hiện đại dành cho các nhà sản xuất quy mô lớn, chẳng hạn như CNC 80 E TB MR của Schwarze-Robitec, rất lý tưởng cho các yêu cầu của các nhà sản xuất trong chuỗi cung ứng ô tô. Các đặc tính như thời gian chu kỳ ngắn và hiệu quả sử dụng tài nguyên cao là rất quan trọng, và nhiều nhà sản xuất dựa vào các tùy chọn như kiểm tra mối hàn, cắt tích hợp và giao diện robot.
Trong quy trình gia công ống hoàn toàn tự động, các giai đoạn khác nhau của quy trình phải đáng tin cậy, không có lỗi, có thể lặp lại và nhanh chóng để đảm bảo chất lượng nhất quán của kết quả uốn. Các bước xử lý trước và sau khi gia công phải được tích hợp vào một thiết bị uốn như vậy, bao gồm làm sạch, uốn, lắp ráp, tạo hình đầu ống và đo lường.
Các thiết bị xử lý như robot và các thành phần bổ sung như thiết bị nâng ống cũng phải được tích hợp. Nhiệm vụ chính là xác định quy trình nào phù hợp nhất với ứng dụng cụ thể. Ví dụ, tùy thuộc vào yêu cầu của nhà sản xuất, hệ thống kho chứa băng tải, kho chứa xích, băng tải nâng hoặc băng tải vật liệu rời có thể là hệ thống phù hợp cho máy cấp liệu dạng ống. Một số nhà sản xuất máy ép uốn kim loại làm cho việc tích hợp dễ dàng nhất có thể bằng cách cung cấp các hệ thống điều khiển độc quyền hoạt động cùng với hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM).
Mặc dù mỗi bước bổ sung làm cho chuỗi quy trình dài hơn, người dùng không gặp phải bất kỳ sự chậm trễ nào vì thời gian chu kỳ nhìn chung vẫn giữ nguyên. Sự khác biệt lớn nhất về độ phức tạp của hệ thống tự động hóa này là các yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt cần thiết để tích hợp bộ phận uốn ống vào chuỗi sản xuất hiện có và mạng lưới của công ty. Vì lý do này, máy uốn ống cần phải sẵn sàng cho Công nghiệp 4.0.
Nhìn chung, sự tích hợp là yếu tố quan trọng nhất. Điều cần thiết là các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) phải hợp tác với các nhà chế tạo máy có kinh nghiệm sâu rộng trong việc phát triển các máy móc tương thích với các hệ thống con khác nhau trong một quy trình sản xuất hoàn toàn tự động.
Tạp chí Tube & Pipe Journal ra đời năm 1990, trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại. Ngày nay, nó vẫn là ấn phẩm duy nhất ở Bắc Mỹ chuyên về ngành này và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia trong ngành ống.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.
Phiên bản điện tử của Tạp chí Tube & Pipe Journal hiện đã hoàn toàn có thể truy cập được, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của tạp chí STAMPING Journal, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp thực hành tốt nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.