Всъщност тази част изобщо не изглежда като ламарина. Някои профили имат поредица от прорези или жлебове, които правят частта да изглежда като горещо кована или екструдирана, но това не е така. Това е профил, произведен с помощта на процес на студено формоване на машина за валцуване, технология, която европейските предприятия на Welser Profile са усъвършенствали и патентовали в САЩ и други страни. Той кандидатства за първия си патент през 2007 г.
„Welser притежава патенти за удебеляване, изтъняване и студено формоване на канали в профили“, каза Джонсън. „Това не е машинна обработка, не е термоформоване. Много малко хора в САЩ го правят или дори опитват.
Тъй като профилирането е много зряла технология, мнозина не очакват да видят изненади в тази област. Във FABTECH® хората се усмихват и поклащат глави, когато видят изключително мощни влакнести лазери, които режат с главоломна скорост, или автоматизирани системи за огъване, коригиращи несъответствията на материалите. С целия напредък в тези производствени технологии през последните години, те очакваха приятна изненада. Те не очакваха, че валцоването ще ги изненада. Но, както подсказва изявлението на инженерите „покажете ми цветя“, профилирането все още надхвърля очакванията.
През 2018 г. Welser навлезе на американския пазар с придобиването на Superior Roll Forming във Вали Сити, Охайо. Джонсън каза, че този ход е стратегически не само за разширяване на присъствието на Welser в Северна Америка, но и защото Superior Roll Forming споделя много от културните и стратегически визии на Welser.
И двете компании се стремят да завладеят специализирани области на пазара на студено валцуване с малко конкуренти. И двете организации работят и за задоволяване на нуждите на индустрията от по-леко тегло. Частите трябва да правят повече, да са по-здрави и да тежат по-малко.
Superior се фокусира върху автомобилния сектор; докато и двете компании обслужват широк кръг клиенти, Welser се фокусира върху други индустрии като строителство, селско стопанство, слънчева енергия и рафтове. Лекото тегло в автомобилната индустрия винаги се е фокусирало върху високоякостните материали, което също е предимство на Superior. Сравнително простата геометрия на огънатия профил остава незабелязана, докато инженерите не видят здравината на огънатия материал. Превъзходните инженери често разработват програми за детайли, използвайки материали с якост на опън от 1400 или дори 1700 MPa. Това е почти 250 KSI. В Европа инженерите на Welser Profile също обърнаха внимание на проблема с лекотата, но освен с използването на материали с висока якост, те го решиха и със сложно формоване.
Патентованият процес на студено формоване на Welser Profile е подходящ за материали с ниска якост, но геометрията, създадена от машината за формоване на ролки, помага да се намали теглото на целия комплект. Геометрията може да позволи на профила да изпълнява множество функции, като същевременно намалява броя на частите (да не говорим за парите, изразходвани за производство). Например, профилираните жлебове могат да създадат свързващи връзки, които елиминират заваряването или крепежните елементи. Или формата на профила може да направи цялата конструкция по-твърда. Може би най-важното е, че Welser може да създаде профили, които са по-дебели на някои места и по-тънки на други, осигурявайки здравина, където е необходимо, като същевременно намалява общото тегло.
Инженерите и дизайнерите на традиционното оформяне следват правило за обработваемост, продължило десетилетие: избягвайте малки радиуси, къси разклонения, 90-градусови завои, дълбоки вътрешни геометрии и т.н. „Разбира се, винаги сме имали трудни 90-те“, каза Джонсън.
Профилът изглежда като екструдиран, но всъщност е студено формован от Welser Profile.
Разбира се, инженерите изискват машините за формоване на ролки да нарушават тези правила за технологичност и това е мястото, където инструменталната екипировка и инженерните възможности на цеха за ролки влизат в действие. Колкото повече инженерите могат да усъвършенстват процеса (формиране на по-плътни 90-градусови, по-дълбоки вътрешни геометрии), като същевременно минимизират разходите за инструменти и променливостта на процеса, толкова по-конкурентоспособна ще бъде машината за формоване на руло.
Но както обяснява Джонсън, студеното формоване във валцова мелница е много повече от това. Този процес ви позволява да получите профили на части, които повечето инженери дори не биха помислили да използват профилиране. „Представете си лента от ламарина, която е преминала през процеса на валцуване, може би с дебелина 0,100 инча. Можем да направим Т-образен слот в долния център на този профил. трябва да бъдат горещо валцувани или машинно обработени в зависимост от допуските и другите изисквания за частите, но ние можем лесно да валцуваме тази геометрия.“
Детайлите зад процеса са собственост на компанията и Welser не разкрива модела на цветята. Но Джонсън очертава обосновката за няколко процеса.
Нека първо разгледаме операцията по щамповане на преса за щамповане. „Когато компресирате, вие също се разтягате или компресирате. Така че разтягате материала и го премествате в различни области на инструмента [повърхността], точно както попълвате радиуси на инструмент. Но [в профилирането] Този процес на студено формоване] е като за запълване на радиуси на стероиди.
Студената обработка укрепва материала в определени области, това може да бъде проектирано в полза на дизайнера. Профилиращата машина обаче трябва да вземе предвид и тези промени в свойствата на материала. „Можете да видите значително увеличение на производителността, понякога до 30 процента“, казва Джонсън, добавяйки, че това увеличение трябва да бъде вградено в приложението от самото начало.
Студеното формоване на Welser Profile обаче може да включва допълнителни операции като зашиване и заваряване. Както при конвенционалното профилиране, пробиването може да се направи преди, по време или след профилирането, но използваните инструменти трябва да вземат предвид ефектите от студената обработка по време на целия процес.
Студеноформованият материал в европейското съоръжение на Welser Profile не е толкова здрав, колкото валцованият материал с висока якост в съоръжението Superior, Охайо. В зависимост от приложението, компанията може да произвежда материал за студено формоване при налягане до 450 MPa. Но не става въпрос само за избор на материал с определена якост на опън.
„Не можете да направите това с високоякостни материали с ниско съдържание на сплави“, каза Джонсън и добави: „Ние често обичаме да използваме микролегирани материали, които помагат за предотвратяване на счупване. Очевидно изборът на материал е важна част.“
За да илюстрира основите на процеса, Джонсън описва дизайна на телескопичната тръба. Едната тръба е вкарана в другата и не може да се върти, така че всяка тръба има оребрен жлеб на определено място около обиколката. Това не са просто усилващи елементи с радиуси, те предизвикват известно въртене, когато една тръба влиза в друга. Тези тръби с плътен толеранс трябва да бъдат точно поставени и прибрани плавно с малко въртеливо движение. Освен това външният диаметър на външната тръба трябва да бъде точно същият, без кофражни издатини по вътрешния диаметър. За тази цел тези тръби имат истински канали, които на пръв поглед изглеждат като екструдирани, но не са. Произвеждат се чрез студено формоване на валцоващи машини.
За да образува жлебове, инструментът за валцуване изтънява материала в определени точки по обиколката на тръбата. Инженерите проектират процеса така, че да могат точно да предскажат потока на материала от тези „тънки“ жлебове към останалата част от обиколката на тръбата. Потокът на материала трябва да бъде прецизно контролиран, за да се осигури постоянна дебелина на стената на тръбата между тези жлебове. Ако дебелината на стената на тръбата не е постоянна, компонентите няма да се вместят правилно.
Процесът на студено формоване в европейските заводи за ролформиране на Welser Profile позволява някои части да бъдат направени по-тънки, други по-дебели и жлебовете да бъдат поставени на други места.
Отново, инженер гледа част и може да си помисли, че е екструзия или горещо коване, а това е проблем с всяка производствена технология, която се противопоставя на конвенционалната мъдрост. Много инженери не са обмисляли разработването на такава част, вярвайки, че ще бъде твърде скъпо или невъзможно за производство. По този начин Джонсън и неговият екип разпространяват информацията не само за възможностите на процеса, но и за ползите от включването на инженерите на Welser Profile в профилирането на ранен етап от процеса на проектиране.
Инженерите по дизайн и ролка работят заедно върху избора на материал, стратегически избирайки дебелината и подобрявайки структурата на зърната, отчасти задвижвани от инструменталната екипировка и точно къде се случва студеното формоване (т.е. удебеляване и изтъняване) при формирането на цветя. пълен профил. Това е много по-сложна задача от простото свързване на модулните части на валцуващ инструмент (профилът Welser използва почти изключително модулни инструменти).
С над 2500 служители и над 90 линии за формоване на рула, Welser е една от най-големите семейни компании за формоване на руло в света, с голяма работна сила, посветена на инструменти и инженери, използващи същите инструменти, които са били използвани досега. в продължение на много години Die библиотека. Профилиране на над 22 500 различни профила.
„В момента имаме на склад над 700 000 [модулни] ролкови инструменти“, каза Джонсън.
„Строителите на завода не знаеха защо искаме определени спецификации, но те изпълниха изискванията ни“, каза Джонсън, добавяйки, че тези „необичайни корекции“ в завода са помогнали на Welser да подобри своя процес на студено формоване.
И така, откога Welzer е в бизнеса със стомана? Джонсън се усмихна. — О, почти винаги. Той се шегуваше само наполовина. Основаването на компанията датира от 1664 г. „Честно казано, компанията се занимава със стоманен бизнес. Започна като леярна и започна да валцува и формира в края на 1950 г. и оттогава се разраства.“
Семейство Welser управлява бизнеса от 11 поколения. „Главният изпълнителен директор е Томас Уелсър“, каза Джонсън. „Неговият дядо започна компания за профилиране, а баща му всъщност беше предприемач, който разшири размера и обхвата на бизнеса.“ Днес годишният доход в световен мащаб надхвърля 700 милиона долара.
Джонсън продължи: „Докато бащата на Томас изграждаше компанията в Европа, Томас наистина се интересуваше от международни продажби и бизнес развитие. Той чувства, че това е неговото поколение и е време той да направи компанията глобална.
Придобиването на Superior беше част от тази стратегия, другата част беше въвеждането на технологията за студено валцуване в САЩ. Към момента на писане, процесът на студено формоване се извършва в европейските съоръжения на Welser Profile, откъдето компанията изнася продукти за световните пазари. Не са обявени планове за пренасяне на технологията в САЩ, поне засега. Джонсън каза, че както всичко останало, валцовият цех планира да разшири капацитета си въз основа на търсенето.
Флоралният модел на традиционния ролков профил показва етапите на образуване на материала, докато преминава през валцоващата станция. Тъй като детайлите зад процеса на студено формоване на Welser Profile са патентовани, той не произвежда флорални дизайни.
Welser Profile и нейното дъщерно дружество Superior предлагат традиционно профилиране, но и двете са специализирани в области, където не се изисква спецификация. За Superior това е материал с висока якост, за Welser Profile формоването е сложна форма, която в много случаи се конкурира не с други валцоващи машини, а с екструдери и друго специално производствено оборудване.
Всъщност Джонсън каза, че екипът му следва стратегия за алуминиев екструдер. „В началото на 80-те години на миналия век алуминиевите компании излязоха на пазара и казаха: „Ако вие можете да го мечтаете, ние можем да го изстискаме“. Те бяха много добри в предоставянето на опции на инженерите. Ако можете просто да мечтаете за това, плащате малка такса за инструментите. Ние можем да го произведем срещу заплащане. Това освобождава инженерите, защото те буквално могат да начертаят всичко. Сега правим нещо подобно – само че вече с профилиране.
Тим Хестън е старши редактор на списание FABRICATOR и е в индустрията за производство на метали от 1998 г., започвайки кариерата си със списанието Welding Magazine на Американското дружество по заваряване. Оттогава той се занимава с целия процес на производство на метал, от щамповане, огъване и рязане до шлайфане и полиране. Присъединява се към FABRICATOR през октомври 2007 г.
FABRICATOR е водещото списание за щамповане и производство на метали в Северна Америка. Списанието публикува новини, технически статии и истории за успех, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно. FABRICATOR е в индустрията от 1970 г.
Вече е наличен пълен цифров достъп до FABRICATOR, осигуряващ лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Вече е наличен пълен цифров достъп до Tubing Magazine, което ви дава лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Пълният цифров достъп до The Fabricator en Español вече е наличен, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
От основаването на Detroit Bus Company през 2011 г. Анди Дидороши продължава да работи без прекъсване...
Време на публикуване: 22 август 2023 г