Kalifornijski proizvođač ACPT Inc. radio je s dobavljačem strojeva na uspostavi inovativne poluautomatske proizvodne linije opremljene automatskim strojem za namatanje niti. #radovi u tijeku #Automatizacija
ACPT-ove pogonske osovine od kompozita karbonskih vlakana koriste se u nizu industrija. Izvor fotografije, sve slike: Roth Composite Machinery
Dugi niz godina, proizvođač kompozitnih materijala Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornija, SAD) bio je predan razvoju i usavršavanju dizajna svog kompozitnog karbonskog vlakna pogonskog vratila i kompozitnog materijala od karbonskih vlakana ili velike metalne cijevi koja povezuje prednji i stražnji dijelovi Pogonski sustav ispod većine vozila. Iako su se u početku koristile u automobilskoj industriji, ove višenamjenske komponente također se široko koriste u pomorskim, komercijalnim, vjetroenergetskim, obrambenim, svemirskim i industrijskim aplikacijama. Tijekom godina, ACPT bilježi stalni porast potražnje za pogonskim vratilima od kompozitnih karbonskih vlakana. Kako je potražnja nastavila rasti, ACPT je prepoznao potrebu za proizvodnjom većeg broja pogonskih osovina s većom proizvodnom učinkovitošću - stotine istih osovina svaki tjedan - što je dovelo do novih inovacija u automatizaciji i, u konačnici, uspostavljanja novih pogona.
Prema ACPT-u, razlog povećane potražnje za pogonskim vratilima je taj što pogonska vratila od karbonskih vlakana imaju jedinstvenu kombinaciju funkcija u usporedbi s metalnim pogonskim vratilima, kao što su veći kapacitet zakretnog momenta, veće mogućnosti okretaja u minuti, bolja pouzdanost, manja težina i tendencija razgraditi se u relativno bezopasna karbonska vlakna pod jakim udarom i smanjiti buku, vibracije i hrapavost (NVH).
Osim toga, u usporedbi s tradicionalnim čeličnim pogonskim vratilima, objavljeno je da pogonska vratila od karbonskih vlakana u automobilima i kamionima mogu povećati konjske snage stražnjih kotača vozila za više od 5%, uglavnom zbog lakše rotirajuće mase kompozitnih materijala. U usporedbi s čelikom, lagana pogonska osovina od karbonskih vlakana može apsorbirati veći udar i imati veći okretni moment, što može prenijeti više snage motora na kotače bez proklizavanja ili odvajanja guma od ceste.
Dugi niz godina ACPT proizvodi pogonska vratila od kompozita ugljičnih vlakana kroz namotavanje niti u svojoj tvornici u Kaliforniji. Kako bi se proširio na potrebnu razinu, potrebno je povećati opseg pogona, poboljšati proizvodnu opremu i pojednostaviti kontrolu procesa i inspekciju kvalitete prebacivanjem odgovornosti s ljudskih tehničara na automatizirane procese što je više moguće. Kako bi ostvarili te ciljeve, ACPT je odlučio izgraditi drugi proizvodni pogon i opremiti ga višom razinom automatizacije.
ACPT radi s kupcima u automobilskoj, obrambenoj, pomorskoj i industrijskoj industriji kako bi dizajnirao pogonska vratila prema njihovim potrebama.
ACPT je uspostavio ovaj novi proizvodni pogon u Schofieldu, Wisconsin, SAD kako bi smanjio prekid proizvodnje kardanskih osovina tijekom 1,5-godišnjeg procesa projektiranja, izgradnje, kupnje i instaliranja novih tvornica i proizvodne opreme, od čega je 10 mjeseci posvećeno izgradnji, isporuka i montaža sustava za automatsko namatanje niti.
Svaki korak procesa proizvodnje kompozitnog pogonskog vratila automatski se procjenjuje: namatanje filamenta, sadržaj smole i kontrola vlaženja, stvrdnjavanje u pećnici (uključujući kontrolu vremena i temperature), uklanjanje dijelova s osovine i obrada između svakog koraka Proces izrade osovine. Međutim, zbog proračunskih razloga i ACPT-ove potrebe za manje trajnim, mobilnim sustavom koji bi omogućio ograničen broj eksperimenata istraživanja i razvoja ako je potrebno, odbio je korištenje nadzemnih ili podnih portalnih automatiziranih sustava kao opciju.
Nakon pregovora s više dobavljača, konačno rješenje bio je dvodijelni proizvodni sustav: tip 1, dvoosni automatski kolut za filamente s više kolica za namotavanje Roth Composite Machinery (Stephenburg, Njemačka) Sustav za namatanje; Štoviše, to nije fiksni automatizirani sustav, već poluautomatski sustav za rukovanje vretenom koji je dizajnirao Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, SAD).
ACPT je naveo da je jedna od glavnih prednosti i zahtjeva Rothovog sustava za namatanje filamenta njegova dokazana sposobnost automatizacije, koja je dizajnirana da omogući da dva vretena proizvode dijelove u isto vrijeme. Ovo je posebno važno s obzirom na to da ACPT-ovo vlastito pogonsko vratilo zahtijeva višestruke izmjene materijala. Za automatsko i ručno rezanje, provlačenje i ponovno spajanje različitih vlakana svaki put kada se materijal promijeni, Rothova Roving Cut and Attach (RCA) funkcija omogućuje stroju za namotavanje da automatski mijenja materijale kroz višestruka kolica za proizvodnju. Roth kupka sa smolom i tehnologija izvlačenja vlakana također mogu osigurati precizan omjer vlaženja vlakana i smole bez prezasićenosti, omogućujući da uređaj za namatanje radi brže od tradicionalnih uređaja za namatanje bez trošenja previše smole. Nakon završetka namatanja, stroj za namatanje automatski će odvojiti trn i dijelove od stroja za namatanje.
Sam sustav namatanja je automatiziran, ali još uvijek ostavlja veliki dio obrade i pomicanja trna između svakog koraka proizvodnje, što se prije radilo ručno. To uključuje pripremu golih igala i njihovo spajanje na stroj za namatanje, premještanje igala s namotanim dijelovima u peć za stvrdnjavanje, pomicanje igala sa stvrdnutim dijelovima i uklanjanje dijelova s igala. Kao rješenje, Globe Machine Manufacturing Co. razvio je proces koji uključuje niz kolica dizajniranih za prilagodbu igle koja se nalazi na kolicima. Sustav rotacije u kolicima koristi se za pozicioniranje trna tako da se može pomicati unutra i iz stroja za namatanje i izvlakača, te neprekidno rotirati dok se dijelovi navlaže smolom i stvrdnjavaju u pećnici.
Ova se kolica s trnom premještaju s jedne stanice na drugu uz pomoć dva seta pokretnih krakova montiranih na tlu — jednog na stroju za namotavanje, a drugog u integriranom sustavu ekstrakcije — s trnom. Kolica se pomiču na koordiniran način i uzimaju ostala os za svaki proces. Prilagođena stezna glava na kolicima automatski steže i otpušta vreteno, u koordinaciji s automatskom steznom glavom na Roth stroju.
Roth dvoosni precizni sklop spremnika za smolu. Sustav je dizajniran za dvije glavne osovine od kompozitnih materijala i transportira se u namjensko vozilo za namatanje materijala.
Uz ovaj sustav prijenosa igala, Globe također nudi dvije peći za stvrdnjavanje. Nakon stvrdnjavanja i vađenja trna, dijelovi se prenose u precizni stroj za rezanje po duljini, nakon čega slijedi sustav numeričke kontrole za obradu krajeva cijevi, a zatim čišćenje i nanošenje ljepila pomoću prešanih spojnica. Ispitivanje zakretnog momenta, osiguranje kvalitete i praćenje proizvoda dovršeni su prije pakiranja i otpreme za krajnje kupce.
Prema ACPT-u, važan aspekt procesa je njegova sposobnost praćenja i bilježenja podataka kao što su temperatura objekta, razina vlažnosti, napetost vlakana, brzina vlakana i temperatura smole za svaku grupu namotaja. Te se informacije pohranjuju za sustave inspekcije kvalitete proizvoda ili praćenje proizvodnje i omogućuju operaterima da po potrebi prilagode proizvodne uvjete.
Cijeli proces koji je razvio Globe opisuje se kao "poluautomatiziran" jer ljudski operater i dalje mora pritisnuti gumb za pokretanje slijeda procesa i ručno pomicati kolica u pećnicu i van nje. Prema ACPT-u, Globe predviđa viši stupanj automatizacije sustava u budućnosti.
Rothov sustav uključuje dva vretena i tri neovisna kolica za namatanje. Svaka kolica za namotavanje dizajnirana su za automatski transport različitih kompozitnih materijala. Kompozitni materijal se nanosi na oba vretena istovremeno.
Nakon prve godine proizvodnje u novoj tvornici, ACPT je izvijestio da je oprema uspješno pokazala da može postići svoje proizvodne ciljeve uz uštedu rada i materijala i pružanje konstantno visokokvalitetnih proizvoda. Tvrtka se nada ponovnoj suradnji s Globeom i Rothom u budućim projektima automatizacije.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Nakon više od 30 godina razvoja, integracija na licu mjesta uskoro će ispuniti svoje obećanje da će eliminirati pričvršćivače i autoklave i ostvariti integrirano višenamjensko tijelo.
Zahtjevi za velikim jediničnim volumenom i malom težinom kućišta baterija električnih autobusa potaknuli su razvoj namjenskih sustava epoksidnih smola TRB Lightweight Structures i automatiziranih linija za proizvodnju kompozita.
Pionir obrade bez autoklava u zrakoplovnim aplikacijama odgovorio je kvalificiranim, ali entuzijastičnim odgovorom: Da!
Vrijeme objave: 7. kolovoza 2021