De fapt, această piesă nu pare deloc făcută din tablă. Unele profile au o serie de crestături sau caneluri care fac piesa să arate ca și cum ar fi fost forjată la cald sau extrudată, dar nu este cazul. Acesta este un profil realizat folosind un proces de formare la rece pe o mașină de formare cu role, o tehnologie pe care întreprinderile europene ale Welser Profile au perfecționat-o și brevetat-o în SUA și în alte țări. A depus primul său brevet în 2007.
„Welser deține brevete pentru îngroșarea, subțierea și formarea la rece a canelurilor din profile”, a spus Johnson. „Nu este prelucrare, nu este termoformare. Foarte puțini oameni din SUA o fac sau chiar încearcă.”
Deoarece profilarea este o tehnologie foarte matură, mulți nu se așteaptă să vadă surprize în acest domeniu. La FABTECH®, oamenii zâmbesc și scutură din cap când văd lasere cu fibră extrem de puternice care taie cu viteză vertiginoasă sau sisteme automate de îndoire care corectează nepotrivirile materialelor. Cu toate progresele înregistrate în aceste tehnologii de fabricație în ultimii ani, se așteptau la o surpriză plăcută. Nu se așteptau ca formarea ruloului să-i surprindă. Dar, după cum sugerează declarația inginerilor „arată-mi flori”, profilarea încă depășește așteptările.
În 2018, Welser a intrat pe piața americană odată cu achiziția Superior Roll Forming din Valley City, Ohio. Johnson a spus că mișcarea este strategică, nu numai pentru a extinde prezența Welser în America de Nord, ci și pentru că Superior Roll Forming împărtășește multe dintre viziunile culturale și strategice ale lui Welser.
Ambele companii își propun să cucerească zone specializate ale pieței de laminare la rece cu puțini concurenți. Ambele organizații lucrează, de asemenea, pentru a satisface nevoia industriei de greutate mai ușoară. Piesele trebuie să facă mai mult, să fie mai puternice și să cântărească mai puțin.
Superior se concentrează pe sectorul auto; în timp ce ambele companii deservesc o gamă largă de clienți, Welser se concentrează pe alte industrii precum construcții, agricultură, solar și rafturi. Greutatea ușoară în industria auto sa concentrat întotdeauna pe materiale de înaltă rezistență, ceea ce este, de asemenea, un avantaj al Superior. Geometria relativ simplă a unui profil îndoit trece neobservată până când inginerii văd rezistența materialului îndoit. Inginerii superiori dezvoltă adesea programe de piese folosind materiale cu o rezistență la tracțiune de 1400 sau chiar 1700 MPa. Adică aproape 250 KSI. În Europa, inginerii Welser Profile au abordat și problema luminozității, dar pe lângă utilizarea materialelor de înaltă rezistență, au abordat-o și prin turnare complexă.
Procesul patentat de formare la rece de la Welser Profile este potrivit pentru materiale cu rezistență redusă, dar geometria creată de mașina de formare cu role ajută la reducerea greutății întregului ansamblu. Geometria poate permite profilului să îndeplinească mai multe funcții, reducând în același timp numărul de piese (ca să nu mai vorbim de banii cheltuiți pentru producție). De exemplu, canelurile profilate pot crea conexiuni de interblocare care elimină sudarea sau elementele de fixare. Sau forma profilului poate face întreaga structură mai rigidă. Poate cel mai important, Welser poate crea profile care sunt mai groase în unele locuri și mai subțiri în altele, oferind rezistență acolo unde este necesar, reducând în același timp greutatea totală.
Inginerii și designerii tradiționali de modelare urmează o regulă de procesabilitate de un deceniu: evitați razele mici, ramurile scurte, îndoirile de 90 de grade, geometriile interne adânci etc. „Desigur, am avut întotdeauna anii 90 duri”, a spus Johnson.
Profilul arată ca o extrudare, dar este de fapt format la rece de Welser Profile.
Desigur, inginerii cer ca mașinile de formare cu role să încalce aceste reguli de fabricabilitate și aici intră în joc capacitățile de scule și inginerie ale atelierului de rulouri. Cu cât inginerii pot avansa în continuare procesul (formând geometrii interne mai dense la 90 de grade, mai adânci), reducând în același timp costurile sculelor și variabilitatea procesului, cu atât mai competitivă va fi o mașină de formare.
Dar, după cum explică Johnson, formarea la rece într-o laminor este mult mai mult decât atât. Acest proces vă permite să obțineți profiluri de piese pe care majoritatea inginerilor nici nu le-ar lua în considerare utilizarea profilării. „Imaginați-vă o bandă de tablă care a trecut prin procesul de laminare, poate cu o grosime de 0,100 inci. Putem face o fantă în T în centrul de jos al acestui profil. trebuie să fie laminate la cald sau prelucrate în funcție de toleranțe și alte cerințe ale pieselor, dar putem rula cu ușurință această geometrie.”
Detaliile din spatele procesului sunt proprietatea companiei, iar Welser nu dezvăluie modelul de flori. Dar Johnson subliniază rațiunea mai multor procese.
Să luăm în considerare mai întâi operația de ștanțare pe o presă de ștanțare. „Când comprimați, de asemenea, vă întindeți sau comprimați. Așa că întindeți materialul și îl mutați în diferite zone ale instrumentului [suprafață], la fel cum completați razele pe o unealtă. Dar [în profilare] Acest proces de formare la rece] este ca pentru umplerea razelor cu steroizi.”
Lucrarea la rece întărește materialul în anumite zone, acest lucru poate fi proiectat în avantajul proiectantului. Cu toate acestea, mașina de profilat trebuie să țină cont și de aceste modificări ale proprietăților materialului. „Puteți observa o creștere semnificativă a performanței, uneori de până la 30 la sută”, spune Johnson, adăugând că această creștere ar trebui inclusă în aplicație încă de la început.
Cu toate acestea, formarea la rece a profilului Welser poate implica operații suplimentare, cum ar fi cusătura și sudarea. Ca și în cazul profilării convenționale, perforarea se poate face înainte, în timpul sau după profilare, dar uneltele utilizate trebuie să țină cont de efectele prelucrării la rece pe tot parcursul procesului.
Materialul format la rece de la instalația europeană a Welser Profile nu este nici pe departe la fel de rezistent ca materialul laminat de înaltă rezistență de la uzina sa din Superior, Ohio. În funcție de aplicație, compania poate produce material de formare la rece la presiuni de până la 450 MPa. Dar nu este vorba doar de alegerea unui material cu o anumită rezistență la tracțiune.
„Nu poți face asta cu materiale de înaltă rezistență, cu aliaje reduse”, a spus Johnson, adăugând: „De multe ori ne place să folosim materiale microaliate, care ajută la prevenirea spargerii. Evident, selecția materialului este o parte importantă.”
Pentru a ilustra elementele de bază ale procesului, Johnson descrie designul tubului telescopic. Un tub este introdus în celălalt și nu se poate roti, astfel încât fiecare tub are o canelură cu nervuri într-o locație specifică în jurul circumferinței. Acestea nu sunt doar rigidizări cu raze, ele provoacă un joc de rotație atunci când un tub intră în altul. Aceste tuburi cu toleranță strânsă trebuie introduse cu precizie și retrase fără probleme, cu un joc de rotație mic. În plus, diametrul exterior al țevii exterioare trebuie să fie exact același, fără proeminențe de cofraj pe diametrul interior. În acest scop, aceste tuburi au caneluri reale care la prima vedere par a fi extrudate, dar nu sunt. Ele sunt produse prin formare la rece pe mașini de profilat.
Pentru a forma caneluri, unealta de rulare subțiază materialul în anumite puncte de-a lungul circumferinței țevii. Inginerii au proiectat procesul astfel încât să poată prezice cu exactitate fluxul de material din aceste caneluri „subțiri” către restul circumferinței țevii. Fluxul de material trebuie controlat cu precizie pentru a asigura o grosime constantă a peretelui conductei între aceste caneluri. Dacă grosimea peretelui țevii nu este constantă, componentele nu se vor cuibăre corect.
Procesul de formare la rece de la fabricile europene de deformare cu role ale Welser Profile permite ca unele piese să fie mai subțiri, altele mai groase, iar canelurile să fie plasate în alte locuri.
Din nou, un inginer se uită la o piesă și ar putea crede că este extrudare sau forjare la cald, iar aceasta este o problemă cu orice tehnologie de fabricație care sfidează înțelepciunea convențională. Mulți ingineri nu au luat în considerare dezvoltarea unei astfel de piese, crezând că ar fi prea scumpă sau imposibil de fabricat. În acest fel, Johnson și echipa sa răspândesc vestea nu numai despre capacitățile procesului, ci și despre beneficiile implicării inginerilor Welser Profile în crearea profilului la începutul procesului de proiectare.
Inginerii de proiectare și rulare lucrează împreună la selecția materialului, selectând strategic grosimea și îmbunătățind structura granulelor, parțial conduse de scule și exact acolo unde are loc formarea la rece (adică îngroșarea și subțierea) în formarea florii. profil complet. Aceasta este o sarcină mult mai complexă decât simpla conectare a părților modulare ale unei scule de rulare (profilul Welser utilizează aproape exclusiv scule modulare).
Cu peste 2.500 de angajați și peste 90 de linii de profilare, Welser este una dintre cele mai mari companii de profilare cu rol de familie din lume, cu o forță de muncă mare dedicată sculelor și inginerilor care folosesc aceleași unelte care au fost folosite până acum. de mulți ani biblioteca Die. Profilarea a peste 22.500 de profiluri diferite.
„Avem în prezent peste 700.000 de unelte cu role [modulare] în stoc”, a spus Johnson.
„Constructorii fabricii nu știau de ce cerem anumite specificații, dar ne-au îndeplinit cerințele”, a spus Johnson, adăugând că aceste „ajustări neobișnuite” la uzină l-au ajutat pe Welser să-și îmbunătățească procesul de formare la rece.
Deci, de cât timp lucrează Welzer în industria siderurgică? Johnson a zâmbit. „Oh, aproape întotdeauna.” Glumea doar pe jumătate. Întemeierea companiei datează din 1664. „Sincer, compania este în domeniul oțelului. A început ca o turnătorie și a început să se ruleze și să se formeze la sfârșitul anilor 1950 și a crescut de atunci.”
Familia Welser conduce afacerea de 11 generații. „Directorul executiv este Thomas Welser”, a spus Johnson. „Bunicul său a început o companie de profilare, iar tatăl său a fost de fapt un antreprenor care a extins dimensiunea și sfera afacerii.” Astăzi, venitul anual la nivel mondial depășește 700 de milioane de dolari.
Johnson a continuat: „În timp ce tatăl lui Thomas construia compania în Europa, Thomas era cu adevărat interesat de vânzările internaționale și dezvoltarea afacerilor. El simte că aceasta este generația lui și este timpul ca el să ducă compania la nivel global.”
Achiziția Superior a făcut parte din această strategie, cealaltă parte a fost introducerea tehnologiei de laminare la rece în SUA. La momentul redactării acestui articol, procesul de formare la rece are loc la unitățile europene ale Welser Profile, de unde compania exportă produse pe piețele globale. Nu au fost anunțate planuri de a aduce tehnologia în SUA, cel puțin nu încă. Johnson a spus că, ca orice altceva, laminoarea intenționează să extindă capacitatea în funcție de cerere.
Modelul floral al profilului tradițional al ruloului arată etapele formării materialului pe măsură ce acesta trece prin stația de laminare. Deoarece detaliile din spatele procesului de formare la rece Welser Profile sunt proprietare, acesta nu produce modele florale.
Welser Profile și filiala sa Superior oferă profiluri tradiționale, dar ambele sunt specializate în domenii în care nu sunt necesare specificații. Pentru Superior, acesta este un material de înaltă rezistență, pentru Welser Profile, turnarea este o formă complexă care în multe cazuri concurează nu cu alte mașini de laminare, ci cu extrudere și alte echipamente speciale de producție.
De fapt, Johnson a spus că echipa sa urmărește o strategie de extrudere de aluminiu. „La începutul anilor 1980, companiile de aluminiu au intrat pe piață și au spus: „Dacă poți visa, putem să-l strângem”. Au fost foarte buni să ofere opțiuni inginerilor. Dacă poți doar să visezi, plătești o mică taxă pentru scule. Îl putem produce contra cost. Acest lucru îi eliberează pe ingineri, deoarece pot desena literalmente orice. Acum facem ceva similar – doar acum cu profilare.
Tim Heston este redactor senior al revistei FABRICATOR și lucrează în industria confecționării metalelor din 1998, începând cariera cu revista de sudură a Societății americane de sudură. De atunci, el s-a ocupat de întregul proces de fabricare a metalelor, de la ștanțare, îndoire și tăiere până la șlefuire și lustruire. S-a alăturat companiei The FABRICATOR în octombrie 2007.
FABRICATOR este cea mai importantă revistă de ștanțare și fabricare a metalelor din America de Nord. Revista publică știri, articole tehnice și povești de succes care permit producătorilor să-și facă treaba mai eficient. FABRICATOR este în industrie din 1970.
Accesul digital complet la FABRICATOR este acum disponibil, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Accesul digital complet la Tubing Magazine este acum disponibil, oferindu-vă acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Accesul digital complet la The Fabricator en Español este acum disponibil, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
De la înființarea Companiei de autobuze din Detroit în 2011, Andy Didoroshi a continuat să funcționeze fără întrerupere...
Ora postării: 22-aug-2023