Kalifornijski proizvođač ACPT Inc. radio je sa dobavljačem mašina na uspostavljanju inovativne poluautomatske proizvodne linije opremljene automatskom mašinom za namatanje filamenta.#workinprogress #Automation
ACPT kompozitna pogonska vratila od karbonskih vlakana koriste se u nizu industrija.Izvor fotografije, sve slike: Roth Composite Machinery
Već dugi niz godina, proizvođač kompozitnih materijala Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornija, SAD) posvećen je razvoju i usavršavanju dizajna svog kompozitnog pogonskog vratila i kompozitnog materijala od karbonskih vlakana ili velike metalne cijevi koja povezuje prednji i stražnji dijelovi Pogonski sistem ispod većine vozila.Iako su se u početku koristile u automobilskoj industriji, ove multifunkcionalne komponente se također široko koriste u pomorstvu, komercijalnim, vjetroenergetskim, odbrambenim, svemirskim i industrijskim aplikacijama.Tokom godina, ACPT je bilježio stalni porast potražnje za pogonskim vratilima od kompozitnih karbonskih vlakana.Kako je potražnja nastavila rasti, ACPT je prepoznao potrebu za proizvodnjom većeg broja pogonskih vratila s većom proizvodnom efikasnošću - stotine istih vratila svake sedmice - što je dovelo do novih inovacija u automatizaciji i, konačno, 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 odnosu na metalna pogonska vratila, kao što su veći kapacitet obrtnog momenta, veće mogućnosti broja okretaja, bolja pouzdanost, manja težina i tendencija da se pod jakim udarom razlažu u relativno bezopasna karbonska vlakna i smanjuju buku, vibracije i hrapavost (NVH).
Osim toga, u usporedbi s tradicionalnim čeličnim pogonskim vratilima, navodi se da pogonska vratila od karbonskih vlakana u automobilima i kamionima mogu povećati snagu stražnjih kotača vozila za više od 5%, uglavnom zbog lakše rotirajuće mase kompozitnih materijala.U poređenju sa čelikom, lagana pogonska osovina od karbonskih vlakana može apsorbirati više udaraca i imati veći kapacitet obrtnog momenta, što može prenijeti više snage motora na kotače bez izazivanja proklizavanja guma ili odvajanja od ceste.
Dugi niz godina, ACPT proizvodi pogonska vratila od kompozitnih karbonskih vlakana kroz namotaje filamenta u svojoj fabrici u Kaliforniji.Da bi se proširio na potreban nivo, potrebno je povećati obim objekata, poboljšati proizvodnu opremu, te pojednostaviti kontrolu procesa i inspekciju kvaliteta tako što se odgovornosti sa ljudskih tehničara što je više moguće prebacuju na automatizovane procese.Kako bi postigao ove ciljeve, ACPT je odlučio izgraditi drugi proizvodni pogon i opremiti ga višim stepenom automatizacije.
ACPT radi sa kupcima u automobilskoj, odbrambenoj, pomorskoj i industrijskoj industriji kako bi dizajnirao pogonska vratila prema njihovim potrebama.
ACPT je osnovao ovaj novi proizvodni pogon u Schofieldu, Wisconsin, SAD kako bi minimizirao prekid proizvodnje pogonskog vratila tokom 1,5-godišnjeg procesa projektovanja, izgradnje, kupovine i instaliranja novih fabrika i proizvodne opreme, od čega je 10 mjeseci posvećeno izgradnji, isporuka i montaža sistema za automatsko namotavanje filamenta.
Svaki korak procesa proizvodnje kompozitnog pogonskog vratila se automatski procjenjuje: namotavanje filamenta, sadržaj smole i kontrola vlaženja, očvršćavanje u pećnici (uključujući kontrolu vremena i temperature), uklanjanje dijelova sa trna i obrada između svakog koraka procesa trna.Međutim, zbog budžetskih razloga i potrebe ACPT-a za manje trajnim, mobilnim sistemom koji bi omogućio ograničen broj R&D eksperimenata ako je potrebno, odbio je da koristi sisteme za automatizaciju nadzemnih ili podnih portala kao opciju.
Nakon pregovora sa više dobavljača, konačno rešenje je bio dvodelni proizvodni sistem: tip 1, dvoosni automatski kolut sa filamentima sa višestrukim kolicima za namotavanje iz Roth Composite Machinery (Stephenburg, Nemačka) Sistem za namotavanje;Štaviše, to nije fiksni automatizovani sistem, već poluautomatski sistem za rukovanje vretenom koji je dizajnirao Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Vašington, SAD).
ACPT je naveo da je jedna od glavnih prednosti i zahtjeva Roth sistema za namotavanje filamenta njegova dokazana sposobnost automatizacije, koja je dizajnirana da omogući dva vretena da proizvode dijelove u isto vrijeme.Ovo je posebno važno s obzirom na to da ACPT-ova vlasnička pogonska osovina zahtijeva višestruke izmjene materijala.U cilju automatskog i ručnog rezanja, navoja i ponovnog povezivanja različitih vlakana svaki put kada se materijal mijenja, Rothova funkcija Roving Cut and Attach (RCA) omogućava mašini za namotavanje da automatski mijenja materijale kroz svoja višestruka proizvodna kolica.Roth kupka od smole i tehnologija izvlačenja vlakana također mogu osigurati precizan omjer vlaženja vlakana i smole bez prezasićenja, omogućavajući namotaču da radi brže od tradicionalnih namatača bez trošenja previše smole.Nakon što je namotavanje završeno, mašina za namotavanje će automatski odvojiti trn i delove od mašine za namotavanje.
Sam sistem namotaja je automatizovan, ali i dalje ostavlja veliki deo obrade i kretanja trna između svakog proizvodnog koraka, što se prethodno radilo ručno.To uključuje pripremu golih trnova i njihovo povezivanje sa mašinom za namotavanje, premeštanje trna sa namotanim delovima u peć na sušenje, pomeranje trna sa osušenim delovima i uklanjanje delova sa trna.Kao rješenje, Globe Machine Manufacturing Co. je razvio proces koji uključuje seriju kolica dizajniranih da prihvate trn koji se nalazi na kolicima.Sistem rotacije u kolicima se koristi za pozicioniranje trna tako da se može pomerati i izvlačiti iz mašine za namotavanje i izvlačenje i kontinuirano se rotira dok se delovi vlaže smolom i stvrdnjavaju u pećnici.
Ova kolica s trnom se premeštaju s jedne stanice na drugu, uz pomoć dva seta transportnih krakova montiranih na zemlju - jedan set na namotaču, a drugi postavljen u integrisani sistem za izvlačenje - sa trnom. Kolica se kreću na koordiniran način i uzimaju os odmora svakom procesu.Prilagođena stezna glava na kolicima automatski steže i oslobađa vreteno, u koordinaciji sa automatskom steznom glavom na Roth mašini.
Roth dvoosni precizan sklop rezervoara smole.Sistem je dizajniran za dva glavna okna od kompozitnih materijala i transportuje se do namenskog automobila za namotavanje materijala.
Pored ovog sistema prenosa trna, Globe takođe nudi dve peći za sušenje.Nakon očvršćavanja i vađenja trna, dijelovi se prenose u mašinu za sečenje precizne dužine, nakon čega slijedi numerički kontrolni sistem za obradu krajeva cijevi, a zatim čišćenje i nanošenje ljepila pomoću pres fitinga.Testiranje obrtnog momenta, osiguranje kvaliteta i praćenje proizvoda su završeni prije pakiranja i otpreme za krajnje korisnike.
Prema ACPT-u, važan aspekt procesa je njegova sposobnost praćenja i snimanja podataka kao što su temperatura objekta, nivo vlažnosti, napetost vlakana, brzina vlakana i temperatura smole za svaku grupu namotaja.Ove informacije se pohranjuju za sisteme kontrole kvaliteta proizvoda ili praćenje proizvodnje i omogućavaju operaterima da prilagode uslove proizvodnje kada je to potrebno.
Cijeli proces koji je razvio Globe opisuje se kao “poluautomatiziran” jer je od ljudskog operatera i dalje potrebno da pritisne dugme kako bi pokrenuo sekvencu procesa i ručno pomjerao kolica u pećnicu i van.Prema ACPT-u, Globe predviđa veći stepen automatizacije sistema u budućnosti.
Roth sistem uključuje dva vretena i tri nezavisna kola za navijanje.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 novom pogonu, ACPT je izvijestio da je oprema uspješno pokazala da može ostvariti svoje proizvodne ciljeve uz uštedu radne snage i materijala i kontinuirano visokokvalitetne proizvode.Kompanija se nada da će ponovo sarađivati sa Globe 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, in-situ integracija će ispuniti svoje obećanje da će eliminirati zatvarače i autoklave, te ostvariti integrirano multifunkcionalno tijelo.
Zahtjevi za veliku jediničnu zapreminu i malu težinu kućišta baterija električnih autobusa promovirali su razvoj TRB Lightweight Structures namjenskih sistema epoksidnih smola i automatiziranih linija za proizvodnju kompozita.
Pionir neautoklavne obrade u vazduhoplovnim aplikacijama odgovorio je na kvalifikovan, ali entuzijastičan odgovor: Da!
Vrijeme objave: 07.08.2021