V skutočnosti táto časť vôbec nevyzerá ako z plechu. Niektoré profily majú sériu zárezov alebo drážok, vďaka ktorým diel vyzerá, akoby bol kovaný alebo extrudovaný za tepla, ale nie je to tak. Ide o profil vyrobený pomocou procesu tvárnenia za studena na valcovacom stroji, čo je technológia, ktorú európske podniky Welser Profile zdokonalili a patentovali v USA a iných krajinách. O svoj prvý patent požiadal v roku 2007.
„Welser vlastní patenty na zahusťovanie, stenčovanie a tvarovanie drážok v profiloch za studena,“ povedal Johnson. „Nie je to obrábanie, nie je to tvarovanie za tepla. Len veľmi málo ľudí v USA to robí alebo sa o to dokonca pokúša.
Keďže profilovanie je veľmi vyspelá technológia, mnohí neočakávajú, že v tejto oblasti uvidia prekvapenia. Na FABTECH® sa ľudia usmievajú a krútia hlavami, keď vidia extrémne výkonné vláknové lasery, ktoré rezajú závratnou rýchlosťou alebo automatizované ohýbacie systémy opravujúce nesúlad materiálu. So všetkým pokrokom v týchto výrobných technológiách za posledné roky čakali príjemné prekvapenie. Nečakali, že ich tvarovanie zvitkov prekvapí. Ako však naznačuje vyhlásenie inžinierov „ukážte mi kvety“, profilovanie stále prekračuje očakávania.
V roku 2018 vstúpil Welser na americký trh akvizíciou spoločnosti Superior Roll Forming vo Valley City, Ohio. Johnson povedal, že tento krok je strategický, nielen kvôli rozšíreniu prítomnosti Welseru v Severnej Amerike, ale aj preto, že spoločnosť Superior Roll Forming zdieľa mnohé z kultúrnych a strategických vízií Welseru.
Cieľom oboch spoločností je dobyť špecializované oblasti trhu valcovania za studena s malým počtom konkurentov. Obe organizácie tiež pracujú na tom, aby uspokojili potrebu priemyslu po nižšej hmotnosti. Časti musia robiť viac, byť pevnejšie a vážiť menej.
Superior sa zameriava na automobilový sektor; zatiaľ čo obe spoločnosti slúžia širokému spektru zákazníkov, Welser sa zameriava na iné odvetvia, ako je stavebníctvo, poľnohospodárstvo, solárne panely a regály. Nízka hmotnosť v automobilovom priemysle sa vždy zameriavala na vysokopevnostné materiály, čo je tiež výhoda Superior. Relatívne jednoduchá geometria ohnutého profilu zostáva nepovšimnutá, kým inžinieri neuvidia silu ohnutého materiálu. Špičkoví inžinieri často vyvíjajú programy dielov s použitím materiálov s pevnosťou v ťahu 1400 alebo dokonca 1700 MPa. To je takmer 250 KSI. V Európe riešili inžinieri Welser Profile aj otázku ľahkosti, no okrem použitia vysokopevnostných materiálov ju riešili aj zložitým lisovaním.
Patentovaný proces tvárnenia za studena od spoločnosti Welser Profile je vhodný pre materiály s nízkou pevnosťou, ale geometria vytvorená valcovacím strojom pomáha znižovať hmotnosť celej zostavy. Geometria umožňuje profilu vykonávať viacero funkcií a zároveň znižovať počet dielov (nehovoriac o peniazoch vynaložených na výrobu). Napríklad profilované drážky môžu vytvárať do seba zapadajúce spojenia, ktoré eliminujú zváranie alebo upevňovacie prvky. Alebo tvar profilu môže spôsobiť, že celá konštrukcia bude pevnejšia. Azda najdôležitejšie je, že Welser dokáže vytvárať profily, ktoré sú na niektorých miestach hrubšie a na iných tenšie, čím poskytujú pevnosť tam, kde je to potrebné, a zároveň znižujú celkovú hmotnosť.
Tradiční tvaroví inžinieri a dizajnéri sa riadia desaťročným pravidlom spracovateľnosti: vyhýbajte sa malým polomerom, krátkym vetvám, 90-stupňovým ohybom, hlbokým vnútorným geometriám atď. „Samozrejme, vždy sme mali ťažké 90. roky,“ povedal Johnson.
Profil vyzerá ako extrúzia, ale v skutočnosti je tvarovaný za studena pomocou Welser Profile.
Inžinieri samozrejme požadujú, aby stroje na valcovanie porušili tieto pravidlá vyrobiteľnosti, a práve tu vstupujú do hry nástroje a inžinierske schopnosti valcovne. Čím ďalej môžu inžinieri pokročiť v procese (tvarovanie hustejších 90-stupňových, hlbších vnútorných geometrií) a zároveň minimalizovať náklady na nástroje a variabilitu procesu, tým konkurencieschopnejší bude stroj na valcovanie.
Ako však Johnson vysvetľuje, tvárnenie za studena vo valcovni je oveľa viac. Tento proces vám umožňuje získať profily dielov, o ktorých by väčšina inžinierov ani neuvažovala o použití profilovania. „Predstavte si pás plechu, ktorý prešiel procesom valcovania, s hrúbkou možno 0,100 palca. V strede spodnej časti tohto profilu môžeme urobiť T-drážku. musia byť valcované za tepla alebo opracované v závislosti od tolerancií a iných požiadaviek na diely, ale túto geometriu môžeme ľahko valcovať.“
Podrobnosti procesu sú majetkom spoločnosti a Welser nezverejňuje kvetinový vzor. Johnson však načrtáva zdôvodnenie niekoľkých procesov.
Uvažujme najskôr o operácii razenia na raziacom lise. „Keď stláčate, zároveň sa naťahujete alebo stláčate. Takže materiál natiahnete a presuniete do rôznych oblastí nástroja [povrch], rovnako ako vypĺňate polomery na nástroji. Ale [v profilovaní] Tento proces tvarovania za studena je ako pri plnení polomerov steroidmi.“
Opracovanie za studena spevňuje materiál v určitých oblastiach, čo môže byť navrhnuté tak, aby bolo výhodné pre dizajnéra. Profilovací stroj však musí brať do úvahy aj tieto zmeny vlastností materiálu. „Môžete vidieť výrazný nárast výkonu, niekedy až o 30 percent,“ hovorí Johnson a dodáva, že toto zvýšenie by malo byť zabudované do aplikácie od úplného začiatku.
Avšak tvárnenie Welser Profile za studena môže zahŕňať dodatočné operácie, ako je šitie a zváranie. Rovnako ako pri bežnom profilovaní, piercing môže byť vykonaný pred, počas alebo po profilovaní, ale použité nástroje musia brať do úvahy účinky spracovania za studena počas celého procesu.
Materiál tvarovaný za studena v európskom závode Welser Profile nie je ani zďaleka taký pevný ako valcovaný vysokopevný materiál v závode Superior v Ohiu. V závislosti od aplikácie môže spoločnosť vyrábať materiál na tvárnenie za studena pri tlakoch až 450 MPa. Nie je to však len o výbere materiálu s určitou pevnosťou v ťahu.
„To nemôžete urobiť s vysoko pevnými, nízkolegovanými materiálmi,“ povedal Johnson a dodal: „Často radi používame mikrolegované materiály, ktoré pomáhajú predchádzať rozbitiu. Je zrejmé, že výber materiálu je dôležitou súčasťou.“
Na ilustráciu základov procesu Johnson opisuje konštrukciu teleskopickej trubice. Jedna trubica je vložená do druhej a nemôže sa otáčať, takže každá trubica má na určitom mieste po obvode rebrovanú drážku. Nie sú to len výstuhy s polomermi, ale spôsobujú určitú rotačnú vôľu, keď jedna rúrka vstupuje do druhej. Tieto rúrky s tesnou toleranciou sa musia presne vkladať a zasúvať hladko s malou vôľou pri otáčaní. Okrem toho musí byť vonkajší priemer vonkajšieho potrubia úplne rovnaký, bez výstupkov debnenia na vnútornom priemere. Na tento účel majú tieto rúrky skutočné drážky, ktoré sa na prvý pohľad zdajú byť vytlačené, ale nie sú. Vyrábajú sa tvárnením za studena na valcovacích strojoch.
Na vytvorenie drážok valcovací nástroj stenčuje materiál v určitých bodoch pozdĺž obvodu rúry. Inžinieri navrhli proces tak, aby mohli presne predpovedať tok materiálu z týchto „tenkých“ drážok do zvyšku obvodu potrubia. Tok materiálu musí byť presne kontrolovaný, aby sa zabezpečila konštantná hrúbka steny rúry medzi týmito drážkami. Ak hrúbka steny rúry nie je konštantná, komponenty nebudú správne zapadať.
Proces tvárnenia za studena v európskych závodoch na valcovanie Welser Profile umožňuje vyrobiť niektoré diely tenšie, iné hrubšie a umiestniť drážky na iné miesta.
Inžinier sa opäť pozrie na súčiastku a môže si myslieť, že ide o extrúziu alebo kovanie za tepla, a to je problém akejkoľvek výrobnej technológie, ktorá popiera konvenčnú múdrosť. Mnohí inžinieri neuvažovali o vývoji takejto časti, pretože verili, že by bola príliš drahá alebo nemožná na výrobu. Týmto spôsobom Johnson a jeho tím šíria informácie nielen o schopnostiach procesu, ale aj o výhodách zapojenia inžinierov Welser Profile do profilovania už v ranom štádiu procesu návrhu.
Konštruktéri a inžinieri valcovania spolupracujú na výbere materiálu, strategicky vyberajú hrúbku a zlepšujú štruktúru zŕn, čiastočne poháňané nástrojmi a presne tam, kde dochádza k formovaniu za studena (tj zahusťovanie a stenčovanie) pri tvorbe kvetov. kompletný profil. Ide o oveľa zložitejšiu úlohu ako jednoduché spájanie modulárnych častí valcovacieho nástroja (profil Welser využíva takmer výlučne modulárne nástroje).
S viac ako 2 500 zamestnancami a viac ako 90 valcovacími linkami je Welser jednou z najväčších rodinných spoločností na valcovanie na svete s veľkou pracovnou silou venovanou nástrojom a inžinierom používajúcim rovnaké nástroje, aké sa používali doteraz. na mnoho rokov Die library. Profilovanie viac ako 22 500 rôznych profilov.
„V súčasnosti máme na sklade viac ako 700 000 [modulárnych] valčekových nástrojov,“ povedal Johnson.
„Konštruktéri závodu nevedeli, prečo sme žiadali určité špecifikácie, ale splnili naše požiadavky,“ povedal Johnson a dodal, že tieto „nezvyčajné úpravy“ v závode pomohli spoločnosti Welser zlepšiť proces tvárnenia za studena.
Ako dlho teda Welzer pôsobí v oceliarskom priemysle? Johnson sa usmial. "Ach, takmer vždy." Žartoval len napoly. Založenie spoločnosti sa datuje do roku 1664. „Úprimne povedané, spoločnosť podniká v oceliarstve. Začalo to ako zlievareň a koncom 50-tych rokov začalo valcovanie a tvarovanie a odvtedy rastie.“
Rodina Welserovcov vedie podnik už 11 generácií. "Výkonným riaditeľom je Thomas Welser," povedal Johnson. "Jeho starý otec založil profilovaciu spoločnosť a jeho otec bol v skutočnosti podnikateľ, ktorý rozšíril veľkosť a rozsah podnikania." Dnes celosvetový ročný príjem presahuje 700 miliónov dolárov.
Johnson pokračoval: „Kým Thomasov otec budoval spoločnosť v Európe, Thomas sa skutočne zaujímal o medzinárodný predaj a rozvoj podnikania. Cíti, že toto je jeho generácia a je načase, aby spoločnosť pojal globálne.“
Súčasťou tejto stratégie bola akvizícia spoločnosti Superior, ďalšou časťou bolo zavedenie technológie valcovania za studena do USA. V čase písania tohto článku prebieha proces tvárnenia za studena v európskych závodoch Welser Profile, odkiaľ spoločnosť vyváža produkty na svetové trhy. Žiadne plány na uvedenie technológie do USA neboli oznámené, aspoň zatiaľ nie. Johnson povedal, že tak ako všetko ostatné, aj valcovňa plánuje rozširovanie kapacity na základe dopytu.
Kvetinový vzor tradičného profilu valca zobrazuje fázy tvorby materiálu, keď prechádza valcovacou stanicou. Pretože detaily procesu tvárnenia za studena Welser Profile sú patentované, nevytvára kvetinové vzory.
Welser Profile a jej dcérska spoločnosť Superior ponúkajú tradičné profilovanie, ale obe sa špecializujú na oblasti, kde nie je potrebná špecifikácia. Pre Superior ide o vysokopevnostný materiál, pre Welser Profile je výliskom zložitý tvar, ktorý v mnohých prípadoch nekonkuruje iným valcovacím strojom, ale extrudérom a iným špeciálnym výrobným zariadeniam.
V skutočnosti Johnson povedal, že jeho tím sleduje stratégiu extrudovania hliníka. „Začiatkom 80. rokov minulého storočia prišli na trh hliníkárske spoločnosti a povedali: 'Ak o tom dokážete snívať, môžeme to vytlačiť.' Veľmi dobre dávali inžinierom možnosti. Ak o tom môžete len snívať, zaplatíte malý poplatok za náradie. Vieme ho vyrobiť za poplatok. To oslobodzuje inžinierov, pretože môžu nakresliť doslova čokoľvek. Teraz robíme niečo podobné – len teraz s profilovaním.
Tim Heston je hlavný redaktor časopisu FABRICATOR Magazine a v odvetví výroby kovov pôsobí od roku 1998, pričom svoju kariéru začal v časopise Welding Magazine Americkej zváračskej spoločnosti. Odvtedy sa zaoberal celým procesom výroby kovov, od razenia, ohýbania a rezania až po brúsenie a leštenie. Do The FABRICATOR sa pripojil v októbri 2007.
FABRICATOR je popredný časopis o razení a výrobe kovov v Severnej Amerike. Časopis publikuje novinky, technické články a príbehy o úspechoch, ktoré umožňujú výrobcom robiť svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR pôsobí v tomto odvetví od roku 1970.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k FABRICATOR, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k časopisu Tubing Magazine, ktorý vám poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k The Fabricator en Español, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Od založenia spoločnosti Detroit Bus Company v roku 2011 Andy Didoroshi pokračuje v prevádzke bez prerušenia…
Čas odoslania: 22. augusta 2023