Zapravo, ovaj dio uopće ne izgleda kao da je napravljen od lima. Neki profili imaju niz ureza ili žljebova koji čine da dio izgleda kao da je toplo kovan ili ekstrudiran, ali to nije slučaj. Ovo je profil napravljen postupkom hladnog oblikovanja na mašini za formiranje valjaka, tehnologijom koju su evropska preduzeća Welser Profile usavršila i patentirala u SAD i drugim zemljama. Svoj prvi patent prijavio je 2007.
“Welser posjeduje patente za zadebljanje, stanjivanje i hladno oblikovanje žljebova u profilima,” rekao je Johnson. “To nije strojna obrada, nije termoformiranje. Vrlo malo ljudi u SAD-u to radi, ili čak pokušava.”
Budući da je profiliranje veoma zrela tehnologija, mnogi ne očekuju iznenađenja u ovoj oblasti. U FABTECH®-u, ljudi se smiješe i odmahuju glavama kada vide izuzetno moćne lasere s vlaknima kako seku vratolomnom brzinom ili automatizirane sisteme za savijanje koji ispravljaju neusklađenost materijala. Uz sav napredak u ovim proizvodnim tehnologijama posljednjih godina, očekivali su ugodno iznenađenje. Nisu očekivali da će ih formiranje role iznenaditi. Ali, kao što sugeriše izjava inženjera „pokaži mi cveće“, profilisanje i dalje prevazilazi očekivanja.
Godine 2018. Welser je ušao na američko tržište kupovinom Superior Roll Forming u Valley Cityju, Ohajo. Johnson je rekao da je ovaj potez strateški, ne samo da proširi Welserovo prisustvo u Sjevernoj Americi, već i zato što Superior Roll Forming dijeli mnoge Welserove kulturne i strateške vizije.
Obje kompanije imaju za cilj da osvoje specijalizovana područja tržišta hladnog valjanja sa malo konkurencije. Obje organizacije takođe rade na tome da zadovolje potrebe industrije za manjom težinom. Dijelovi moraju učiniti više, biti jači i manje teži.
Superior se fokusira na automobilski sektor; dok obje kompanije opslužuju širok spektar 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 Superior-a. Relativno jednostavna geometrija savijenog profila ostaje nezapažena sve dok inženjeri ne uoče snagu savijenog materijala. Vrhunski inženjeri često razvijaju programe dijelova koristeći materijale vlačne čvrstoće od 1400 ili čak 1700 MPa. To je skoro 250 KSI. U Evropi, Welser Profile inženjeri su se takođe pozabavili pitanjem lakoće, ali osim što su koristili materijale visoke čvrstoće, rešili su ga i složenim oblikovanjem.
Welser Profile patentirani proces hladnog oblikovanja pogodan je za materijale male čvrstoće, ali geometrija koju stvara mašina za oblikovanje valjaka pomaže da se smanji težina cijelog sklopa. Geometrija može omogućiti profilu da obavlja više funkcija uz smanjenje broja dijelova (da ne spominjemo novac potrošen na proizvodnju). Na primjer, profilirani žljebovi mogu stvoriti isprepletene veze koje eliminiraju zavarivanje ili pričvršćivače. Ili oblik profila može cijelu strukturu učiniti čvršćom. Možda najvažnije, Welser može kreirati profile koji su na nekim mjestima deblji, a na drugima tanji, pružajući snagu tamo gdje je to potrebno uz smanjenje ukupne težine.
Inženjeri i dizajneri tradicionalnog oblikovanja slijede decenijsko pravilo obradivosti: izbjegavajte male polumjere, kratke grane, krivine od 90 stepeni, duboke unutrašnje geometrije, itd. “Naravno, uvijek smo imali teške 90-e,” rekao je Johnson.
Profil izgleda kao ekstruzija, ali je zapravo hladno oblikovan pomoću Welser profila.
Naravno, inženjeri zahtijevaju da mašine za oblikovanje valjaka krše ova pravila proizvodnosti, i tu dolaze u obzir alatne i inženjerske sposobnosti radionice za valjanje. Što dalje inženjeri mogu unaprediti proces (formiranje gušćih 90 stepeni, dubljih unutrašnjih geometrija) dok minimiziraju troškove alata i varijabilnost procesa, to će mašina za formiranje valjaka biti konkurentnija.
Ali kako Džonson objašnjava, hladno oblikovanje u valjaonici je mnogo više od toga. Ovaj proces vam omogućava da dobijete profile delova za koje većina inženjera ne bi ni razmišljala o korišćenju profilisanja. “Zamislite traku od lima koja je prošla proces valjanja, debljine možda 0,100 inča. U donjem centru ovog profila možemo napraviti T-prorez. moraju biti toplo valjani ili obrađeni u zavisnosti od tolerancija i drugih zahtjeva za dijelove, ali ovu geometriju možemo lako valjati.”
Detalji koji stoje iza procesa vlasništvo su kompanije i Welser ne otkriva cvjetni uzorak. Ali Džonson iznosi razloge za nekoliko procesa.
Razmotrimo prvo operaciju utiskivanja na preši za štancanje. “Kada komprimirate, također se rastežete ili stisnete. Dakle, rastežete materijal i premještate ga na različite dijelove alata [površine], baš kao što popunjavate radijuse na alatu. Ali [u profiliranju] Ovaj proces hladnog oblikovanja] je kao za punjenje radijusa na steroidima.”
Hladna obrada jača materijal u određenim područjima, što se može konstruirati u korist dizajnera. Međutim, mašina za profilisanje takođe mora uzeti u obzir ove promene u svojstvima materijala. “Možete vidjeti značajno povećanje performansi, ponekad i do 30 posto”, kaže Johnson, dodajući da ovo povećanje treba ugraditi u aplikaciju od samog početka.
Međutim, hladno oblikovanje Welser profila može uključivati dodatne operacije kao što su šivanje i zavarivanje. Kao i kod konvencionalnog profilisanja, bušenje se može obaviti prije, za vrijeme ili nakon profiliranja, ali alati koji se koriste moraju uzeti u obzir efekte hladne obrade tokom cijelog procesa.
Hladno oblikovani materijal u evropskom pogonu Welser Profile nije ni blizu tako jak kao valjani materijal visoke čvrstoće u njegovom pogonu Superior, Ohajo. Ovisno o primjeni, kompanija može proizvesti materijal za hladno oblikovanje pod pritiscima do 450 MPa. Ali ne radi se samo o odabiru materijala s određenom vlačnom čvrstoćom.
„To ne možete učiniti sa materijalima visoke čvrstoće i niske legure“, rekao je Džonson i dodao: „Često volimo da koristimo mikrolegirane materijale, koji pomažu u sprečavanju lomljenja. Očigledno, odabir materijala je važan dio.”
Da bi ilustrovao osnove procesa, Johnson opisuje dizajn teleskopske cijevi. Jedna cijev je umetnuta unutar druge i ne može se rotirati, tako da svaka cijev ima rebrasti žljeb na određenoj lokaciji po obodu. Ovo nisu samo elementi za ukrućenje sa radijusima, oni uzrokuju rotaciju kada jedna cijev uđe u drugu. Ove uske tolerancijske cijevi moraju biti precizno umetnute i glatko uvučene uz malo rotacijskog hoda. Osim toga, vanjski promjer vanjske cijevi mora biti potpuno isti, bez izbočina oplate na unutrašnjem promjeru. U tu svrhu, ove cijevi imaju prave žljebove koji na prvi pogled izgledaju kao ekstrudirani, ali nisu. Proizvode se hladnim oblikovanjem na mašinama za oblikovanje valjaka.
Za formiranje žljebova, alat za valjanje razrjeđuje materijal na određenim mjestima duž obima cijevi. Inženjeri su dizajnirali proces tako da su mogli precizno predvidjeti protok materijala iz ovih „tankih“ žljebova do ostatka obima cijevi. Protok materijala mora biti precizno kontroliran kako bi se osigurala konstantna debljina stijenke cijevi između ovih žljebova. Ako debljina stijenke cijevi nije konstantna, komponente se neće pravilno ugnijezditi.
Proces hladnog oblikovanja u evropskim postrojenjima za oblikovanje valjaka Welser Profile omogućava da se neki dijelovi naprave tanji, drugi deblji i da se žljebovi postave na druga mjesta.
Opet, inženjer pogleda dio i može pomisliti da je to ekstruzija ili vruće kovanje, a to je problem sa bilo kojom proizvodnom tehnologijom koja prkosi konvencionalnoj mudrosti. Mnogi inženjeri nisu razmišljali o razvoju takvog dijela, vjerujući da bi bio preskup ili nemoguć za proizvodnju. Na ovaj način, Johnson i njegov tim šire vest ne samo o mogućnostima procesa, već i o prednostima uključivanja inženjera Welser Profile u profilisanje u ranoj fazi procesa dizajna.
Inženjeri dizajna i valjanja rade zajedno na odabiru materijala, strateški birajući debljinu i poboljšavajući strukturu zrna, djelimično vođeni alatima, i tačno gdje se hladno oblikovanje (tj. zgušnjavanje i stanjivanje) javlja u formiranju cvijeta. kompletan profil. Ovo je mnogo složeniji zadatak od jednostavnog povezivanja modularnih dijelova alata za valjanje (Welser profil koristi gotovo isključivo modularne alate).
Sa preko 2.500 zaposlenih i preko 90 linija za formiranje valjaka, Welser je jedna od najvećih kompanija za formiranje valjaka u porodičnom vlasništvu na svetu, sa velikom radnom snagom posvećenom alatima i inženjerima koji koriste iste alate koji su korišćeni do sada. dugi niz godina Die biblioteka. Profilisanje preko 22.500 različitih profila.
“Trenutno imamo preko 700.000 [modularnih] alata na zalihama,” rekao je Johnson.
„Izrađivači postrojenja nisu znali zašto tražimo određene specifikacije, ali su ispunili naše zahtjeve“, rekao je Johnson, dodajući da su ova „neobična prilagođavanja“ u fabrici pomogla Welseru da poboljša svoj proces hladnog oblikovanja.
Dakle, koliko dugo je Welzer u poslu sa čelikom? Johnson se nasmiješio. “Oh, skoro uvijek.” Samo se napola šalio. Osnivanje kompanije datira iz 1664. godine. „Iskreno, kompanija se bavi čelikom. Počelo je kao livnica, a počelo se valjati i formirati kasnih 1950-ih i od tada raste.”
Porodica Welser vodi posao već 11 generacija. "Glavni izvršni direktor je Thomas Welser", rekao je Johnson. “Njegov djed je pokrenuo kompaniju za profiliranje, a otac je zapravo bio poduzetnik koji je proširio veličinu i obim poslovanja.” Danas godišnji prihod širom svijeta premašuje 700 miliona dolara.
Johnson je nastavio: „Dok je Thomasov otac gradio kompaniju u Evropi, Thomas se zaista bavio međunarodnom prodajom i razvojem poslovanja. Osjeća kao da je ovo njegova generacija i da je vrijeme da kompaniju povede globalno.”
Kupovina Superiora bila je dio ove strategije, drugi dio je bio uvođenje tehnologije hladnog valjanja u SAD. U vrijeme pisanja ovog teksta, proces hladnog oblikovanja odvija se u evropskim pogonima Welser Profile, odakle kompanija izvozi proizvode na svjetska tržišta. Nisu objavljeni nikakvi planovi da se tehnologija donese u SAD, barem ne još. Johnson je rekao da, kao i sve ostalo, valjaonica planira proširenje kapaciteta na osnovu potražnje.
Cvjetni uzorak tradicionalnog profila role pokazuje faze formiranja materijala dok prolazi kroz stanicu za valjanje. Budući da su detalji iza procesa hladnog oblikovanja Welser Profile vlasnički, on ne proizvodi cvjetne dizajne.
Welser Profile i njegova podružnica Superior nude tradicionalno profiliranje, ali su oba specijalizirana za područja gdje specifikacija nije potrebna. Za Superior, ovo je materijal visoke čvrstoće, za Welser Profile, kalup je složenog oblika koji se u mnogim slučajevima ne nadmeće s drugim mašinama za valjanje, već sa ekstruderima i drugom specijalnom proizvodnom opremom.
Zapravo, Johnson je rekao da njegov tim slijedi strategiju ekstrudera aluminija. “Početkom 1980-ih, aluminijske kompanije su došle na tržište i rekle: 'Ako to možete sanjati, mi to možemo istisnuti.' Bili su veoma dobri u davanju mogućnosti inženjerima. Ako možete samo sanjati o tome, plaćate malu naknadu za alat. Možemo ga proizvesti uz naknadu. To oslobađa inženjere jer oni doslovno mogu nacrtati bilo šta. Sada radimo nešto slično – samo sada sa profilisanjem.
Tim Heston je viši urednik FABRICATOR Magazina i u industriji proizvodnje metala je od 1998. godine, započevši svoju karijeru u časopisu za zavarivanje Američkog društva za zavarivanje. Od tada je vodio čitav proces izrade metala, od štancanja, savijanja i rezanja do brušenja i poliranja. Pridružio se The FABRICATOR-u u oktobru 2007.
FABRICATOR je vodeći časopis za štancanje i izradu metala u Sjevernoj Americi. Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i priče o uspjehu koji omogućavaju proizvođačima da efikasnije rade svoj posao. FABRICATOR je u industriji od 1970. godine.
Potpun digitalni pristup FABRICATOR-u je sada dostupan, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpun digitalni pristup časopisu Tubing Magazine je sada dostupan, pružajući vam lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpun digitalni pristup The Fabricator en Español je sada dostupan, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Od osnivanja Detroit Bus Company 2011. godine, Andy Didoroshi je nastavio da posluje bez prekida…
Vrijeme objave: 22.08.2023