Zapravo, ovaj dio uopće ne izgleda kao da je od lima. Neki profili imaju niz ureza ili utora koji čine da dio izgleda kao da je vruće kovan ili ekstrudiran, ali to nije slučaj. Ovo je profil izrađen postupkom hladnog oblikovanja na stroju za oblikovanje valjaka, tehnologijom koju su europska poduzeća Welser Profilea usavršila i patentirala u SAD-u i drugim zemljama. Svoj prvi patent prijavio je 2007. godine.
"Welser posjeduje patente za podebljavanje, stanjivanje i hladno oblikovanje utora u profilima", rekao je Johnson. “To nije strojna obrada, nije termooblikovanje. Vrlo malo ljudi u SAD-u to radi ili čak pokušava.”
Budući da je profiliranje vrlo zrela tehnologija, mnogi ne očekuju iznenađenja u ovom području. U FABTECH®-u ljudi se smiješe i odmahuju glavama kada vide izuzetno snažne fiber lasere koji režu vrtoglavom brzinom ili automatizirane sustave za savijanje koji ispravljaju nepodudarnosti materijala. Uz sav napredak u tim proizvodnim tehnologijama posljednjih godina, očekivali su ugodno iznenađenje. Nisu očekivali da će ih oblikovanje valjaka iznenaditi. No, kao što sugerira izjava inženjera "pokažite mi cvijeće", profiliranje još uvijek premašuje očekivanja.
Godine 2018. Welser je ušao na tržište SAD-a akvizicijom tvrtke Superior Roll Forming u Valley Cityju, Ohio. Johnson je rekao da je ovaj potez strateški, ne samo radi proširenja Welserove prisutnosti u Sjevernoj Americi, već i zato što Superior Roll Forming dijeli mnoge Welserove kulturne i strateške vizije.
Obje tvrtke imaju za cilj osvojiti specijalizirana područja tržišta hladnog valjanja s nekoliko konkurenata. Obje organizacije također rade na zadovoljavanju potreba industrije za manjom težinom. Dijelovi moraju raditi više, biti jači i manje težiti.
Superior se fokusira na automobilski sektor; dok obje tvrtke opslužuju širok raspon kupaca, Welser se fokusira na druge industrije kao što su građevinarstvo, poljoprivreda, solarna energija i police. Mala težina u automobilskoj industriji uvijek se fokusirala na materijale visoke čvrstoće, što je također prednost Superiora. Relativno jednostavna geometrija savijenog profila ostaje nezapažena sve dok inženjeri ne vide snagu savijenog materijala. Vrhunski inženjeri često razvijaju programe dijelova koristeći materijale vlačne čvrstoće od 1400 ili čak 1700 MPa. To je gotovo 250 KSI. Inženjeri tvrtke Welser Profile također su se u Europi pozabavili pitanjem lakoće, no uz korištenje materijala visoke čvrstoće, riješili su ga i složenim kalupljenjem.
Patentirani postupak hladnog oblikovanja tvrtke Welser Profile prikladan je za materijale niske čvrstoće, ali geometrija koju stvara stroj za oblikovanje valjaka pomaže smanjiti težinu cijelog sklopa. Geometrija može omogućiti profilu da obavlja višestruke funkcije uz smanjenje broja dijelova (da ne spominjemo novac potrošen na proizvodnju). Na primjer, profilirani utori mogu stvoriti međusobne spojeve koji eliminiraju zavarivanje ili pričvršćivače. Ili oblik profila može cijelu strukturu učiniti čvršćom. Ono što je možda najvažnije, Welser može stvoriti profile koji su na nekim mjestima deblji, a na drugim tanji, dajući snagu gdje je to potrebno, a istovremeno smanjujući ukupnu težinu.
Inženjeri i dizajneri tradicionalnog oblikovanja slijede pravilo obradivosti dugo desetljeće: izbjegavajte male radijuse, kratke grane, zavoje od 90 stupnjeva, duboke unutarnje geometrije itd. "Naravno, uvijek smo imali teške 90-e", rekao je Johnson.
Profil izgleda kao ekstruzija, ali je zapravo hladno oblikovan Welser Profile.
Naravno, inženjeri zahtijevaju da strojevi za oblikovanje valjaka krše ova pravila proizvodnosti, a tu na scenu stupaju alatne i inženjerske mogućnosti radionice za valjanje. Što više inženjeri mogu unaprijediti proces (formiranje gušćih 90 stupnjeva, dubljih unutarnjih geometrija) uz smanjenje troškova alata i varijabilnosti procesa, to će stroj za oblikovanje valjaka biti konkurentniji.
No, kako objašnjava Johnson, hladno oblikovanje u valjaonici puno je više od toga. Ovaj proces vam omogućuje da dobijete profile dijelova za koje većina inženjera ne bi ni razmišljala da koriste profiliranje. “Zamislite traku metalnog lima koja je prošla kroz proces valjanja, debljine možda 0,100 inča. Možemo napraviti T-utor u donjem središtu ovog profila. moraju biti vruće valjani ili strojno obrađeni ovisno o tolerancijama i drugim zahtjevima za dijelove, ali ovu geometriju možemo lako valjati."
Pojedinosti iza procesa vlasništvo su tvrtke i Welser ne otkriva cvjetni uzorak. Ali Johnson ocrtava razloge za nekoliko procesa.
Razmotrimo prvo operaciju utiskivanja na preši za žigosanje. “Kad sabijate, također se rastežete ili sabijate. Tako rastežete materijal i premještate ga na različita područja alata [površine], baš kao što ispunjavate radijuse na alatu. Ali [u profiliranju] Ovaj proces hladnog oblikovanja] je kao za punjenje radijusa na steroidima.”
Hladna obrada ojačava materijal na određenim područjima, što se može projektirati u korist dizajnera. Međutim, stroj za profiliranje također mora uzeti u obzir ove promjene svojstava materijala. "Možete vidjeti značajno povećanje performansi, ponekad i do 30 posto", kaže Johnson, dodajući da bi ovo povećanje trebalo biti ugrađeno u aplikaciju od samog početka.
Međutim, hladno oblikovanje Welser profila može uključivati dodatne operacije kao što su šivanje i zavarivanje. Kao i kod konvencionalnog profiliranja, bušenje se može napraviti prije, tijekom ili nakon profiliranja, ali alati koji se koriste moraju uzeti u obzir učinke hladne obrade tijekom cijelog procesa.
Hladno oblikovani materijal u europskom pogonu tvrtke Welser Profile nije ni blizu tako jak kao valjani materijal visoke čvrstoće u pogonu tvrtke Superior u Ohaju. Ovisno o primjeni, tvrtka može proizvoditi materijal za hladno oblikovanje pri tlaku do 450 MPa. Ali ne radi se samo o odabiru materijala s određenom vlačnom čvrstoćom.
„To ne možete učiniti s materijalima visoke čvrstoće s niskim sadržajem legura,” rekao je Johnson, dodajući: „Često volimo koristiti mikrolegirane materijale koji pomažu u sprječavanju loma. Očito je odabir materijala važan dio.”
Kako bi ilustrirao osnove procesa, Johnson opisuje dizajn teleskopske cijevi. Jedna cijev je umetnuta u drugu i ne može se okretati, tako da svaka cijev ima rebrasti utor na određenom mjestu po obodu. Ovo nisu samo ukrutitelji s polumjerima, oni uzrokuju rotacijsku zračnost kada jedna cijev ulazi u drugu. Ove uske cijevi s tolerancijom moraju se precizno umetnuti i uvući glatko s malom rotacijskom zračnošću. Osim toga, vanjski promjer vanjske cijevi mora biti potpuno isti, bez izbočina oplate na unutarnjem promjeru. U tu svrhu, ove cijevi imaju prave utore koji se na prvi pogled čine kao da su istisnuti, ali nisu. Proizvode se hladnim oblikovanjem na strojevima za valjanje.
Za oblikovanje utora, alat za kotrljanje stanji materijal na određenim točkama duž oboda cijevi. Inženjeri su osmislili proces tako da mogu točno predvidjeti protok materijala iz ovih "tankih" utora do ostatka opsega cijevi. Protok materijala mora biti precizno kontroliran kako bi se osigurala stalna debljina stijenke cijevi između ovih utora. Ako debljina stijenke cijevi nije konstantna, komponente se neće pravilno ugnijezditi.
Proces hladnog oblikovanja u europskim tvornicama za valjanje tvrtke Welser Profile omogućuje da neki dijelovi budu tanji, drugi deblji, a utori se postavljaju na druga mjesta.
Opet, inženjer gleda dio i može pomisliti da se radi o ekstruziji ili vrućem kovanju, a to je problem s bilo kojom proizvodnom tehnologijom koja prkosi konvencionalnoj mudrosti. Mnogi inženjeri nisu razmatrali razvoj takvog dijela, vjerujući da bi bio preskup ili nemoguć za proizvodnju. Na ovaj način Johnson i njegov tim šire vijest ne samo o mogućnostima procesa, već io prednostima uključivanja inženjera Welser Profilea u profiliranje rano u procesu dizajna.
Inženjeri dizajna i valjanja rade zajedno na odabiru materijala, strateški odabiru debljinu i poboljšavaju strukturu zrna, djelomično vođeno alatom, i točno gdje se hladno oblikovanje (tj. zadebljanje i stanjivanje) pojavljuje u formiranju cvijeta. kompletan profil. To je puno složeniji zadatak od jednostavnog povezivanja modularnih dijelova alata za kotrljanje (profil Welser koristi gotovo isključivo modularne alate).
S više od 2500 zaposlenika i preko 90 linija za oblikovanje valjaka, Welser je jedna od najvećih obiteljskih tvrtki za oblikovanje valjaka na svijetu, s velikom radnom snagom posvećenom alatima i inženjerima koji koriste iste alate koji su se do sada koristili. već dugi niz godina Die knjižnica. Profiliranje preko 22.500 različitih profila.
"Trenutno imamo preko 700.000 [modularnih] valjkastih alata na zalihama", rekao je Johnson.
"Graditelji tvornice nisu znali zašto tražimo određene specifikacije, ali ispunili su naše zahtjeve", rekao je Johnson, dodajući da su te "neuobičajene prilagodbe" u tvornici pomogle Welseru da poboljša svoj proces hladnog oblikovanja.
Dakle, koliko dugo je Welzer u poslu s čelikom? Johnson se nasmiješio. "Oh, gotovo uvijek." Samo se napola šalio. Osnivanje tvrtke datira iz 1664. godine. „Iskreno rečeno, tvrtka se bavi čelikom. Počelo je kao ljevaonica, a počelo se valjati i oblikovati kasnih 1950-ih i od tada raste.”
Obitelj Welser vodi posao već 11 generacija. "Glavni izvršni direktor je Thomas Welser", rekao je Johnson. "Njegov djed je pokrenuo tvrtku za profiliranje, a njegov otac je zapravo bio poduzetnik koji je proširio veličinu i opseg poslovanja." Danas godišnji prihod u svijetu premašuje 700 milijuna dolara.
Johnson je nastavio: “Dok je Thomasov otac gradio tvrtku u Europi, Thomas je stvarno bio u međunarodnoj prodaji i razvoju poslovanja. Osjeća se kao da je ovo njegova generacija i da je vrijeme da tvrtku preuzme globalno.”
Akvizicija Superiora bila je dio ove strategije, a drugi dio bilo je uvođenje tehnologije hladnog valjanja u SAD. U vrijeme pisanja ovog teksta, proces hladnog oblikovanja odvija se u europskim pogonima Welser Profilea, odakle tvrtka izvozi proizvode na globalna tržišta. Nisu objavljeni nikakvi planovi za donošenje tehnologije u SAD, barem ne još. Johnson je rekao da, kao i sve ostalo, valjaonica planira proširiti kapacitete na temelju potražnje.
Cvjetni uzorak tradicionalnog valjkastog profila pokazuje faze formiranja materijala dok prolazi kroz valjaonicu. Budući da su detalji koji stoje iza procesa hladnog oblikovanja tvrtke Welser Profile zaštićeni, on ne proizvodi cvjetne dizajne.
Welser Profile i njegova podružnica Superior nude tradicionalno profiliranje, ali su obje specijalizirane za područja gdje specifikacija nije potrebna. Za Superior, ovo je materijal visoke čvrstoće, za Welser Profile, kalup je složen oblik koji se u mnogim slučajevima ne natječe s drugim strojevima za valjanje, već s ekstruderima i drugom posebnom proizvodnom opremom.
Zapravo, Johnson je rekao da njegov tim slijedi strategiju ekstrudera aluminija. “Ranih 1980-ih, aluminijske tvrtke su došle na tržište i rekle, 'Ako vi to možete sanjati, mi to možemo istisnuti'. Bili su vrlo dobri u davanju opcija inženjerima. Ako možete samo sanjati o tome, plaćate malu naknadu za alat. Možemo ga proizvesti uz naknadu. Ovo oslobađa inženjere jer mogu doslovno nacrtati bilo što. Sada radimo nešto slično – samo sada s profiliranjem.
Tim Heston je viši urednik časopisa FABRICATOR iu industriji proizvodnje metala je od 1998. godine, a karijeru je započeo u časopisu Welding Magazine Američkog društva za zavarivanje. Od tada je upravljao cijelim procesom proizvodnje metala, od štancanja, savijanja i rezanja do brušenja i poliranja. Pridružio se FABRICATORU u listopadu 2007.
FABRICATOR je vodeći časopis za žigosanje i proizvodnju metala u Sjevernoj Americi. Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i priče o uspjehu koji proizvođačima omogućuju učinkovitije obavljanje posla. FABRICATOR je u industriji od 1970. godine.
Potpuni digitalni pristup FABRICATOR-u je sada dostupan, pružajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu Tubing Magazine sada je dostupan, što vam daje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup The Fabricator en Español sada je dostupan, pružajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Otkako je 2011. osnovao Detroit Bus Company, Andy Didoroshi je nastavio s radom bez prekida...
Vrijeme objave: 22. kolovoza 2023