Lemezfeldolgozás Új ragyogású fémlemez - INDUSTRIAL Production ONLINE
A tervezőkkel szemben támasztott igények folyamatosan nőnek: fejlesztéseinek könnyebbé és költséghatékonyabbá kell válnia - és ugyanakkor gyorsabban kell gyártani. Lehetetlen? Hajo Stotz főszerkesztő leírja, hogy miként érhető el ez a kör négyzet.
Bleh ócska németül csillogó, fényes jelentést jelentett. A mai fémlemez szó erre az eredetre nyúlik vissza. A lepedők mindig fémből készülnek - az ókorban többnyire aranyból, ezüstből vagy bronzból. Kézzel fáradságosan kalapáltak ki egy tömbből, néha hosszabbak és laposabbak voltak a hetek munkája során, amíg el nem érte a kívánt vastagságot. Ezután ékszerek, de bútorok és háztartási cikkek, művészeti tárgyak, páncélok és fegyverek készítésére is használták. Az anyag feldolgozása kész végtermékké gyakran olyan művészet volt, amelyet csak kevesen sajátítottak el tökéletesen. Ma a fémlemez egy iparilag előállított, hengerelt acélcsík, amely a modern világ nélkülözhetetlen részévé vált, de amely ritkán vált ki csillogó vagy művészi társulásokat.
Ennek megfelelően a fémlemez a mindennapi nyelvben is elvesztette fényét. Enyhén becsmérlő hangnem szólal meg a szólásokban: ha hülyeségeket mondasz, ónról beszélsz, a tisztátalan hang ónos, és az ónozott tálakat és az ón lavinákat is jobb elkerülni. De a fémlemez jó úton halad a fényének visszaszerzésén: a könnyű konstrukció annak a fényezőanyagnak a neve, amely stabilitást és funkcionalitást ígér csökkentett súly mellett - és megtartja azt. Feltéve, hogy elsajátítják a megfelelő eljárások használatának művészetét.
Társaság a cikkért
A cikk témái
A fémlemez acélból készül, de mégis könnyű - mert vékony. Helyesen megtervezve sok alkatrész készülhet fémlemezből, csövekből vagy profilokból, amelyeket korábban megmunkáltak vagy műanyagból készítettek. És nem csak: A lézer hasznosan kiegészítheti a marást és esztergálást, és új feldolgozási lehetőségeket nyithat meg. Ily módon az okos lemezlemez-konstrukciók költségeket, súlyt vagy teljes gyártási lépéseket takarítanak meg. Ahogy a gép- és rendszergyártó Krones AG esetében is.
Megtakarítja a költségeket, a súlyt és a gyártási lépéseket
Gyorsaknak kell lenniük, a Krones töltőrendszerén az üvegeket lezáró sapkáknak. A döntő tényező itt a súly: ha egy lemezjátszóra vannak felszerelve, akkor nem sokat nyomhatnak, hogy gyorsan el tudjanak forogni. "Csak a súlyra optimalizált rendszerek működnek igazán gyorsan" - számol be Martina Wrede, a Krones tervezőmérnöke. Az általa kifejlesztett lemezrésszel "jelentősen csökkentettük a zárógépünk súlyát".
Számos korábban használt marott és esztergált alkatrész adott helyet egy olyan lemezrésznek, amelyet lézerrel vágnak, majd hajlítanak meg. A fejlesztési folyamat részeként közelebb a felére csökkenthető a zárógéphez szükséges alkatrészek száma. Az eredmény: 38 százalékkal kisebb súly és lényegesen kevesebb marási és fúrási erő. Mivel az élelmiszeriparban higiéniai okokból nem szabad hézagolni, a lézert hegesztésre is használják. Nagy sebességgel lezárja a hézagokat, és alig okoz torzulásokat az alkatrészben.
A Krones nemcsak azt használja ki, hogy a fémlemez megmunkálása viszonylag olcsó, ha a varrókat illeti. A palackok biztonságos szállítását biztosító oldalsó határok már nem őrölt műanyagból készülnek, mint régen, hanem lemezből. Mivel sokféle üveg van, és nem kevesebb az ügyfélspecifikus terem elrendezés, az alkatrészeket sokféle változatban, a lehető leggyorsabban és nagy programozási erőfeszítések nélkül kell gyártani. A marás nem felelt meg ezeknek a követelményeknek.
A Trumpf szerszámgépgyártó saját gépeit is optimalizálni tudta lemezszerkezetekkel. Például a Trulaser 5030 háztartójánál két megmunkált egyforma alkatrészt alakítottak lemezrésszé, amelyet egyszerű kialakításának köszönhetően már nem kell hegeszteni. Arra használják, hogy az energialánc házát a kereszttaghoz rögzítsék, és az új változat 85 százalékkal olcsóbb, mint korábban.
Magát a kereszttartót is optimalizálták, amelynek a lehető legmerevebbnek és torziósabbnak kell lennie. Mivel a kereszttag merevsége és méretpontossága végső soron befolyásolja a lézervágó gép működési pontosságát és ezáltal a gyártandó alkatrészek pontosságát. Az integrált bordákkal ellátott zárt dobozos szerkezetnek köszönhetően ezek a követelmények nem csak teljesülhetnek, hanem a kereszttag is lényegesen könnyebb, mint korábban. A lézer pontosan és kis hőtorzítással hegeszti a dobozt. A hegesztés utáni egyengetés és vakolás ezért felesleges, és a megmunkálási ráta 60 százalékkal csökkenthető.
A lemezszerkezet 85 százalékkal olcsóbb
A Voith Turbo H + L Hydraulic hidraulikagyártó képes volt csökkenteni egy hidraulikus vezérlőblokk méretét is, amelyet már nem egy darabból mar, hanem ehelyett az úgynevezett többrétegű technológiát alkalmazza: a rétegeket külön-külön lézerrel vágják vagy lyukasztják. A belőle keményen forrasztott tömböt végül megmunkálják, hogy megszerezzék a szükséges szerelési illesztéseket, felcsavarható felületeket és meneteket. A többrétegű felépítés nemcsak csökkenti az alkatrész méretét, hanem minimalizálja a hidraulikaolaj áramlási ellenállását is. „Az új kialakítás kompakt, áramlásra optimalizált hidraulikus megoldásokat tesz lehetővé. A szóban forgó gépek teljesítménye 25 százalékkal nőtt ”- számol be Bert Brahmer, a Voith Turbo H + L Hydraulik műszaki igazgatója.
Elvileg a fémlemez alkatrészek felépítése nem különbözik más félkész termékek alkatrészeitől, például szilárd anyagtól, profiloktól, öntvényektől vagy kovácsmunkáktól. Amikor azonban egy alkatrészt fémlemezből terveznek, gyakran több alkatrész kapcsolódik egymáshoz. És csak akkor tudja elérni a célt: egy funkcionális, hatékonyan előállított alkatrész, ha ismeri a lemez jellemzőit és a modern lemezfeldolgozás előnyeit, és ezeket figyelembe veszi a lemezelemek tervezésénél.
A bélyegzett és hajlított termékek általában gazdaságosabbak a megfelelő furatos és marott alkatrészekhez képest, nemcsak az alacsonyabb gépi ár miatt. Csakúgy, mint a lézervágott és hegesztett alkatrészek, az az előnyük is, hogy gyorsabban előállíthatók, alacsonyabb anyagköltséget és kevesebb felszerelést igényelnek.
Általánosságban a következõk érvényesek: Annak érdekében, hogy a fémlemez alkatrészek elérjék a kívánt stabilitást, ezeket már intelligensen kell megtervezni, az összes rendelkezésre álló feldolgozási módszer felhasználásával. A lemezlemezek alacsonyabb merevségét gyöngyökkel vagy más deformációkkal könnyen kompenzálhatjuk. A lapos fém alkatrészek vagy a doboz alakú tartályok nagy stabilitást kapnak, ha a présfékre nyomják. A lézeres hegesztés ebben a kontextusban is fontos szerepet játszik, mert kevéssé deformálódik, és a fémlemezeket összeköti egymással. Az egyéb csatlakozási folyamatokhoz szükséges anyagi ráfordításokra, amelyek szükségtelenül megnehezítik az alkatrészt, nincs szükség.
Az elején mindig felmerül a kérdés: Mikor érdemes fémlemez alkatrészeket használni? A válasz: gyakrabban, mint gondolnád. A klasszikus alkatrészek a burkolatok és burkolatok, konzolok és szögek, tálcák és profilok, valamint a gép alkatrészei, amelyeknek könnyűnek kell lenniük. Ezekben az esetekben a fémlemezre vonatkozó döntés nyilvánvaló. A fémlemez alkatrészeket azonban egyre gyakrabban használják ott, ahol más gyártási eljárások a legkorszerűbbek voltak. Ennek két oka van: pontosság és méret. A fémlemez megmunkálásához használt gyártási folyamatok ma olyan pontosak, hogy a szükséges tűréseket el lehet érni. Erre példa a hajlítás. Ha csak egy lemezből álló két integrált alkatrész lyukának pontosan egymás tetején kell feküdnie több kúp után, az egyes szögeknek pontosan derékszögnek kell lenniük. Ugyanez vonatkozik arra az esetre is, ha több él találkozik, amelyeket később hegesztő robotok zárnak le.
A teljesítmény 25 százalékkal nőtt
Ezen tűrések elérése érdekében az ACB érzékelő rendszert Trumpf fejlesztette ki. Folyamatosan méri a hajlítási szöget a hajlítási folyamat során, és felismeri, ha az anyag teljesen visszaugrott. Ha a hajlított szög nem egyezik meg a beprogramozott szöggel, az érzékelő rendszer újrahajlítási folyamatot indít el.
A megemelkedett acélár is a pontos szögérzékelők mellett szól. A gyártás pontossága elkerüli a költséges elutasításokat. De az acél ára drágábbá teszi a masszív alkatrészeket is, amelyeket szilárd anyagból marnak. Az anyag nagy része itt vesz el chipek formájában. A vállalatok ezért egyre inkább keresik a gazdasági alternatívákat.
A fémlemeznek megvan az az előnye is, hogy az alkatrészeket sokkal gyorsabban gyártják, mint az öntött alkatrészeket, ahol az első alkatrész előállítása előtt először elő kell állítani a modellt és az alakot. A darabszám is fontos tényező: a fémlemez olcsóbb a kis és közepes tételeknél. Csak akkor öntik meg a kovácsolt alkatrészeket, ha ezrek száma ezres, és olcsóbbá és gyorsabbá válik. Mindig ellenőrizni kell, hogy egy fémlemez alkatrész használható-e egy masszív megmunkált alkatrész pótlására, ha egy alkatrészt a semmiből fejlesztenek ki, vagy ha egy meglévő alkatrészt meg kell változtatni, amelyet korábban a teljes anyagból dolgozott.
A tervező szemléletét azonban gyakran az alakítja, amit az ember már ismer, látott vagy olvasott. A „fémlemezben való gondolkodás” elvein és új stratégiáin kívül, amelyeket Trumpf például speciális műhelyekben tanít, a kreativitás a döntő - akárcsak elődeink esetében -, hogy az építkezés ragyogó eredmény-e. hs