Kaliforniassa toimiva valmistaja ACPT Inc. työskenteli konetoimittajan kanssa luodakseen innovatiivisen puoliautomaattisen tuotantolinjan, joka on varustettu automaattisella filamentin kelauskoneella. #työskentely #Automaatio
ACPT:n hiilikuitukomposiittikäyttöakseleita käytetään useilla teollisuudenaloilla. Valokuvalähde, kaikki kuvat: Roth Composite Machinery
Komposiittimateriaalien valmistaja Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornia, USA) on useiden vuosien ajan sitoutunut kehittämään ja viimeistelemään hiilikuitukomposiittikäyttöakseli-hiilikuitukomposiittimateriaalinsa tai suuren metalliputken, joka yhdistää etu- ja takaosat Vetojärjestelmä useimpien ajoneuvojen alla. Vaikka näitä monitoimikomponentteja käytettiin alun perin autoteollisuudessa, niitä käytetään laajalti myös meri-, kaupallisissa, tuulienergia-, puolustus-, ilmailu- ja teollisuussovelluksissa. ACPT:n hiilikuitukomposiittikäyttöakseleiden kysyntä on vuosien mittaan kasvanut tasaisesti. Kysynnän kasvun jatkuessa ACPT havaitsi tarpeen valmistaa suurempi määrä käyttöakseleita korkeammalla tuotantotehokkuudella – satoja samoja akseleita joka viikko – mikä johti uusiin innovaatioihin automaatiossa ja viime kädessä uusien laitosten perustamiseen.
ACPT:n mukaan syy käyttöakseleiden lisääntyneeseen kysyntään on se, että hiilikuitukäyttöakseleissa on ainutlaatuinen yhdistelmä toimintoja verrattuna metallisiin käyttöakseleihin, kuten suurempi vääntökapasiteetti, korkeammat kierrosluvut, parempi luotettavuus, kevyempi paino ja hajoaa suhteellisen vaarattomaksi hiilikuiduksi kovan iskun vaikutuksesta ja vähentää melua, tärinää ja karheutta (NVH).
Lisäksi perinteisiin teräksisiin vetoakseleihin verrattuna on raportoitu, että autojen ja kuorma-autojen hiilikuituvetoakselit voivat lisätä ajoneuvojen takapyörien tehoa yli 5 % pääasiassa komposiittimateriaalien kevyemmän pyörivän massan vuoksi. Teräkseen verrattuna kevyt hiilikuituvetoakseli voi vaimentaa enemmän iskua ja sillä on suurempi vääntökapasiteetti, mikä voi siirtää enemmän moottorin tehoa pyöriin ilman, että renkaat luistavat tai irtoavat tiestä.
ACPT on useiden vuosien ajan tuottanut hiilikuitukomposiittikäyttöakseleita filamenttikäämityksen avulla Kalifornian tehtaallaan. Laajentuakseen vaaditulle tasolle on tarpeen kasvattaa tilojen skaalaa, parantaa tuotantolaitteistoa sekä yksinkertaistaa prosessien valvontaa ja laaduntarkastuksia siirtämällä vastuuta mahdollisimman pitkälti henkilöteknikoilta automatisoituihin prosesseihin. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi ACPT päätti rakentaa toisen tuotantolaitoksen ja varustaa sen korkeammalla automaatiolla.
ACPT tekee yhteistyötä auto-, puolustus-, meri- ja teollisuusteollisuuden asiakkaiden kanssa suunnitellakseen vetoakseleita heidän tarpeidensa mukaan.
ACPT perusti tämän uuden tuotantolaitoksen Schofieldiin, Wisconsiniin, Yhdysvaltoihin minimoidakseen käyttöakselin tuotannon keskeytykset 1,5 vuoden aikana, kun suunnitellaan, rakennetaan, ostetaan ja asennetaan uusia tehtaita ja tuotantolaitteita, joista 10 kuukautta on omistettu rakentamiseen. automaattisten filamenttien käämitysjärjestelmien toimitus ja asennus.
Komposiittikäyttöisen akselin valmistusprosessin jokainen vaihe arvioidaan automaattisesti: filamentin käämitys, hartsipitoisuuden ja kostutuksen hallinta, uunikovetus (mukaan lukien ajan ja lämpötilan säätö), osien poistaminen tuurnasta ja käsittely jokaisen vaiheen välillä Karaprosessi. Budjettisyistä ja ACPT:n tarpeesta vähemmän pysyvälle, mobiilille järjestelmälle, joka mahdollistaa tarvittaessa rajoitetun määrän T&K-kokeita, se kuitenkin kieltäytyi käyttämästä yläpuolisia tai lattialla seisovia portaaliautomaatiojärjestelmiä vaihtoehtona.
Useiden toimittajien kanssa käytyjen neuvottelujen jälkeen lopullinen ratkaisu oli kaksiosainen tuotantojärjestelmä: tyyppi 1, kaksiakselinen automaattinen filamenttikela useilla kelauskärryillä Roth Composite Machinerylta (Stephenburg, Saksa) Kelausjärjestelmä; Lisäksi se ei ole kiinteä automatisoitu järjestelmä, vaan puoliautomaattinen karankäsittelyjärjestelmä, jonka on suunnitellut Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, USA).
ACPT totesi, että yksi Roth-filamenttikäämijärjestelmän tärkeimmistä eduista ja vaatimuksista on sen todistettu automaatiokyky, joka on suunniteltu mahdollistamaan kahden karan osien tuottaminen samanaikaisesti. Tämä on erityisen tärkeää, koska ACPT:n oma käyttöakseli vaatii useita materiaalimuutoksia. Jotta eri kuituja voidaan leikata automaattisesti ja manuaalisesti joka kerta, kun materiaalia vaihdetaan, Rothin Roving Cut and Attach (RCA) -toiminto mahdollistaa rullauskoneen automaattisen vaihtamisen materiaalien useiden valmistuskärryjen kautta. Roth-hartsikylpy- ja kuidunvetotekniikka voi myös varmistaa tarkan kuidun ja hartsin kostutussuhteen ilman ylikyllästystä, jolloin kelauskone voi toimia nopeammin kuin perinteiset kelauskoneet tuhlaamatta liikaa hartsia. Kun käämitys on valmis, rullauskone irrottaa karan ja osat automaattisesti rullauskoneesta.
Itse käämitysjärjestelmä on automatisoitu, mutta jättää silti suuren osan tuurnan prosessoinnista ja liikkeestä jokaisen valmistusvaiheen väliin, mikä aiemmin tehtiin manuaalisesti. Tämä sisältää paljaiden karojen valmistelun ja liittämisen rullauskoneeseen, tuurnan siirtämisen kierrettyjen osien kanssa uuniin kovettumista varten, karan siirtämistä kovetettujen osien kanssa ja osien poistamista tuurnasta. Ratkaisuna Globe Machine Manufacturing Co. kehitti prosessin, johon sisältyi sarja vaunuja, jotka on suunniteltu mukautumaan vaunussa olevaan karaan. Kärryssä olevaa pyöritysjärjestelmää käytetään tuurnan asettamiseksi siten, että sitä voidaan siirtää kelauskoneeseen ja poistokoneesta sisään ja ulos, ja se pyörii jatkuvasti samalla kun osat kastuvat hartsilla ja kovettuvat uunissa.
Näitä karakärryjä siirretään asemalta toiselle, ja niitä avustaa kaksi maahan asennettua kuljetinvartta - yksi kelaan ja toinen integroituun poistojärjestelmään - karalla. Kärry liikkuu koordinoidusti ja kestää lepoakseli kullekin prosessille. Kärryssä oleva mukautettu istukka puristaa ja vapauttaa karan automaattisesti yhdessä Roth-koneen automaattisen istukan kanssa.
Rothin kaksiakselinen tarkkuushartsisäiliökokoonpano. Järjestelmä on suunniteltu kahdelle komposiittimateriaalien pääakselille ja kuljetetaan erityiseen materiaalikäämitysvaunuun.
Tämän karansiirtojärjestelmän lisäksi Globe tarjoaa myös kaksi kovetusuunia. Kovettumisen ja karan poistamisen jälkeen osat siirretään tarkan pituiseen leikkauskoneeseen, jota seuraa numeerinen ohjausjärjestelmä putken päiden käsittelyä varten ja sitten puhdistus ja liiman levitys puristusliittimillä. Vääntömomentin testaus, laadunvarmistus ja tuotteen seuranta suoritetaan ennen pakkaamista ja toimitusta loppukäyttöasiakkaille.
ACPT:n mukaan prosessin tärkeä näkökohta on sen kyky seurata ja tallentaa tietoja, kuten laitoksen lämpötila, kosteustaso, kuidun jännitys, kuidun nopeus ja hartsin lämpötila kullekin käämiryhmälle. Nämä tiedot tallennetaan tuotteiden laadunvalvontajärjestelmiä tai tuotannon seurantaa varten, ja niiden avulla käyttäjät voivat tarvittaessa säätää tuotantoolosuhteita.
Koko Globen kehittämää prosessia kuvataan "puoliautomaattiseksi", koska ihmisen on silti painettava painiketta käynnistääkseen prosessin ja siirtämällä kärryä manuaalisesti sisään ja ulos uunista. ACPT:n mukaan Globe suunnittelee järjestelmän korkeampaa automaatioastetta tulevaisuudessa.
Roth-järjestelmä sisältää kaksi karaa ja kolme itsenäistä kelausautoa. Jokainen kelausvaunu on suunniteltu erilaisten komposiittimateriaalien automaattiseen kuljetukseen. Komposiittimateriaali levitetään molempiin karoihin samanaikaisesti.
Ensimmäisen tuotantovuoden jälkeen uudella tehtaalla ACPT ilmoitti, että laitteet ovat onnistuneesti osoittaneet, että ne voivat saavuttaa tuotantotavoitteensa säästäen samalla työvoimaa ja materiaaleja sekä tarjoamalla jatkuvasti korkealaatuisia tuotteita. Yhtiö toivoo voivansa tehdä yhteistyötä Globen ja Rothin kanssa myös tulevissa automaatioprojekteissa.
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).
Yli 30 vuoden kehitystyön jälkeen in situ -integraatio on täyttämässä lupauksensa eliminoida kiinnikkeet ja autoklaavit ja toteuttaa integroidun monitoimirungon.
Sähköväylän akkukoteloiden suuri yksikkötilavuus ja keveys ovat edistäneet TRB Lightweight Structuresin epoksihartsijärjestelmien ja automatisoitujen komposiittituotantolinjojen kehitystä.
Ilmailualan sovellusten ei-autoklaavikäsittelyn edelläkävijä vastasi pätevään mutta innostuneeseen vastaukseen: Kyllä!
Postitusaika: 07.08.2021