Kalifornský výrobca ACPT Inc. spolupracoval s dodávateľom stroja na vytvorení inovatívnej poloautomatickej výrobnej linky vybavenej automatickým navíjacím strojom na vlákna.#workinprogress #Automatizácia
Hnacie hriadele ACPT z uhlíkových vlákien sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach.Zdroj fotografií, všetky obrázky: Roth Composite Machinery
Po mnoho rokov sa výrobca kompozitných materiálov Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornia, USA) zaviazal vyvíjať a zdokonaľovať dizajn svojho kompozitného hnacieho hriadeľa z uhlíkových vlákien a kompozitného materiálu z uhlíkových vlákien alebo veľkej kovovej rúrky spájajúcej predná a zadná časť Pohonný systém pod väčšinou vozidiel.Hoci sa tieto multifunkčné komponenty pôvodne používali v automobilovom priemysle, široko sa používajú aj v námorných, komerčných, veterných, obranných, kozmických a priemyselných aplikáciách.V priebehu rokov spoločnosť ACPT zaznamenala neustály nárast dopytu po hnacích hriadeľoch z kompozitných uhlíkových vlákien.Keďže dopyt neustále rástol, ACPT uznala potrebu vyrábať väčší počet hnacích hriadeľov s vyššou výrobnou efektivitou – stovky rovnakých hriadeľov každý týždeň – čo viedlo k novým inováciám v automatizácii a v konečnom dôsledku k vytvoreniu nových zariadení.
Podľa ACPT je dôvodom zvýšeného dopytu po hnacích hriadeľoch to, že hnacie hriadele z uhlíkových vlákien majú jedinečnú kombináciu funkcií v porovnaní s kovovými hnacími hriadeľmi, ako je vyššia kapacita krútiaceho momentu, vyššie možnosti otáčok, lepšia spoľahlivosť, nižšia hmotnosť a tendencia aby sa pri veľkom náraze rozložili na relatívne neškodné uhlíkové vlákna a znížili hluk, vibrácie a drsnosť (NVH).
Okrem toho sa v porovnaní s tradičnými oceľovými hnacími hriadeľmi uvádza, že hnacie hriadele z uhlíkových vlákien v osobných a nákladných automobiloch môžu zvýšiť výkon zadných kolies vozidiel o viac ako 5 %, najmä vďaka ľahšej rotujúcej hmote kompozitných materiálov.V porovnaní s oceľou môže ľahký hnací hriadeľ z uhlíkových vlákien absorbovať viac nárazov a má vyššiu kapacitu krútiaceho momentu, čo môže prenášať väčší výkon motora na kolesá bez toho, aby pneumatiky skĺzli alebo sa oddelili od vozovky.
Spoločnosť ACPT už mnoho rokov vyrába hnacie hriadele z uhlíkových vlákien prostredníctvom navíjania vlákna vo svojom závode v Kalifornii.Pre rozšírenie na požadovanú úroveň je potrebné zväčšiť rozsah zariadení, zlepšiť výrobné zariadenia a zjednodušiť procesnú kontrolu a kontrolu kvality presunutím zodpovednosti z ľudských technikov na automatizované procesy.Na dosiahnutie týchto cieľov sa ACPT rozhodla vybudovať druhé výrobné zariadenie a vybaviť ho vyššou úrovňou automatizácie.
ACPT spolupracuje so zákazníkmi v automobilovom, obrannom, námornom a priemyselnom priemysle pri navrhovaní hnacích hriadeľov podľa ich potrieb.
ACPT zriadilo toto nové výrobné zariadenie v Schofielde, Wisconsin, USA, aby minimalizovalo prerušenie výroby hnacieho hriadeľa počas 1,5-ročného procesu navrhovania, konštrukcie, nákupu a inštalácie nových tovární a výrobných zariadení, z ktorých 10 mesiacov je venovaných výstavbe, dodávka a montáž systémov automatického navíjania vlákien.
Každý krok procesu výroby kompozitného hnacieho hriadeľa sa automaticky vyhodnotí: navíjanie vlákna, obsah živice a kontrola zmáčania, vytvrdzovanie v peci (vrátane kontroly času a teploty), odstránenie dielov z tŕňa a spracovanie medzi jednotlivými krokmi Proces tŕňa.Z rozpočtových dôvodov a potreby menej trvalého mobilného systému ACPT, ktorý by v prípade potreby umožnil obmedzený počet výskumných a vývojových experimentov, však ACPT odmietla ako možnosť použiť nadzemné alebo stojace portálové automatizačné systémy.
Po rokovaniach s viacerými dodávateľmi bol konečným riešením dvojdielny výrobný systém: typ 1, dvojosová automatická cievka na vlákno s viacerými navíjacími vozíkmi od Roth Composite Machinery (Stephenburg, Nemecko) Systém navíjania;Navyše nejde o pevný automatizovaný systém, ale o poloautomatický systém manipulácie s vretenom navrhnutý spoločnosťou Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, USA).
ACPT uviedol, že jednou z hlavných výhod a požiadaviek systému navíjania vlákna Roth je jeho overená schopnosť automatizácie, ktorá je navrhnutá tak, aby umožňovala výrobu dielov dvom vretenám súčasne.Toto je obzvlášť dôležité vzhľadom na to, že patentovaný hnací hriadeľ ACPT si vyžaduje viacero zmien materiálu.Aby bolo možné automaticky a ručne odrezať, navliecť a znovu spojiť rôzne vlákna pri každej zmene materiálu, funkcia Roth's Roving Cut and Attach (RCA) umožňuje navíjaciemu stroju automaticky meniť materiály prostredníctvom viacerých výrobných vozíkov.Roth živicový kúpeľ a technológia ťahania vlákien môže tiež zabezpečiť presný pomer zmáčania vlákna k živici bez presýtenia, čo umožňuje navíjačke bežať rýchlejšie ako tradičné navíjačky bez zbytočného plytvania živicou.Po dokončení navíjania navíjačka automaticky odpojí tŕň a diely od navíjacieho stroja.
Samotný navíjací systém je automatizovaný, ale stále ponecháva veľkú časť spracovania a pohybu tŕňa medzi každým výrobným krokom, ktorý sa predtým robil ručne.To zahŕňa prípravu holých tŕňov a ich pripojenie k navíjaciemu stroju, premiestnenie tŕňa s navinutými časťami do pece na vytvrdenie, premiestnenie tŕňa s vytvrdenými časťami a vybratie častí z tŕňa.Ako riešenie vyvinula spoločnosť Globe Machine Manufacturing Co. proces zahŕňajúci sériu vozíkov navrhnutých na umiestnenie tŕňa umiestneného na vozíku.Rotačný systém vo vozíku sa používa na umiestnenie tŕňa tak, aby sa mohol pohybovať dovnútra a von z navíjača a vyťahovača a nepretržite sa otáčať, zatiaľ čo sú diely zmáčané živicou a vytvrdzované v peci.
Tieto vozíky s tŕňom sa presúvajú z jednej stanice na druhú, pričom im pomáhajú dve sady pozemných dopravníkových ramien – jedna sada na navíjačke a druhá sada v integrovanom extrakčnom systéme – s tŕňom Vozík sa pohybuje koordinovaným spôsobom a berie zvyšok osi ku každému procesu.Vlastné skľučovadlo na vozíku automaticky upne a uvoľní vreteno v koordinácii s automatickým skľučovadlom na stroji Roth.
Dvojosová zostava presnej živicovej nádrže Roth.Systém je navrhnutý pre dva hlavné hriadele z kompozitných materiálov a prepravuje sa do vyhradeného vozidla na navíjanie materiálu.
Okrem tohto systému prenosu tŕňa poskytuje Globe aj dve vytvrdzovacie pece.Po vytvrdnutí a extrakcii tŕňa sa diely prenesú do presného stroja na rezanie dĺžky, po ktorom nasleduje numerický riadiaci systém na spracovanie koncov rúr a potom čistenie a nanášanie lepidla pomocou lisovacích tvaroviek.Testovanie krútiaceho momentu, zabezpečenie kvality a sledovanie produktu sú dokončené pred balením a odoslaním pre koncových zákazníkov.
Podľa ACPT je dôležitým aspektom procesu jeho schopnosť sledovať a zaznamenávať údaje, ako je teplota zariadenia, úroveň vlhkosti, napätie vlákna, rýchlosť vlákna a teplota živice pre každú skupinu vinutia.Tieto informácie sa ukladajú pre systémy kontroly kvality produktov alebo sledovanie výroby a umožňujú operátorom v prípade potreby upraviť výrobné podmienky.
Celý proces vyvinutý spoločnosťou Globe je opísaný ako „poloautomatizovaný“, pretože od ľudského operátora sa stále vyžaduje, aby stlačil tlačidlo na spustenie procesnej sekvencie a manuálne presunul vozík do rúry a von z nej.Podľa ACPT si Globe v budúcnosti predstavuje vyšší stupeň automatizácie systému.
Systém Roth zahŕňa dve vretená a tri nezávislé navíjacie autá.Každý navíjací vozík je určený na automatickú dopravu rôznych kompozitných materiálov.Kompozitný materiál sa nanáša na obe vretená súčasne.
Po prvom roku výroby v novom závode ACPT oznámila, že zariadenie úspešne preukázalo, že dokáže dosiahnuť svoje výrobné ciele, pričom šetrí prácu a materiály a poskytuje produkty trvalo vysokej kvality.Spoločnosť dúfa, že bude opäť spolupracovať s Globe a Roth na budúcich projektoch automatizácie.
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).
Po viac ako 30 rokoch vývoja sa in-situ integrácia chystá splniť svoj prísľub eliminovať spojovacie prvky a autoklávy a realizovať integrované multifunkčné telo.
Požiadavky na vysoký objem jednotky a nízku hmotnosť krytov batérií elektrických autobusov podporili vývoj špecializovaných systémov epoxidovej živice TRB Lightweight Structures a automatizovaných výrobných liniek na výrobu kompozitov.
Priekopník neautoklávového spracovania v leteckých aplikáciách odpovedal kvalifikovane, ale s nadšením: Áno!
Čas odoslania: august-07-2021