Ve skutečnosti tento díl vůbec nevypadá, jako by byl z plechu. Některé profily mají řadu zářezů nebo drážek, díky nimž díl vypadá, jako by byl kovaný nebo vytlačovaný za tepla, ale není tomu tak. Jedná se o profil vyrobený pomocí procesu tváření za studena na válcovém tvářecím stroji, což je technologie, kterou evropské podniky Welser Profile zdokonalily a patentovaly v USA a dalších zemích. O svůj první patent požádal v roce 2007.
„Welser je držitelem patentů na zesílení, ztenčení a tváření drážek v profilech za studena,“ řekl Johnson. „Není to obrábění, není to tvarování za tepla. Jen velmi málo lidí v USA to dělá nebo se o to dokonce snaží.
Vzhledem k tomu, že profilování je velmi vyspělá technologie, mnozí neočekávají, že v této oblasti uvidí překvapení. Na FABTECH® se lidé usmívají a kroutí hlavou, když vidí extrémně výkonné vláknové lasery, které řežou závratnou rychlostí nebo automatizované ohýbací systémy opravující nesoulad materiálu. Se všemi pokroky v těchto výrobních technologiích v posledních letech očekávali příjemné překvapení. Neočekávali, že je tvarování rolí překvapí. Ale jak naznačuje prohlášení inženýrů „ukaž mi květiny“, profilování stále předčí očekávání.
V roce 2018 vstoupil Welser na americký trh akvizicí společnosti Superior Roll Forming ve Valley City, Ohio. Johnson uvedl, že tento krok je strategický, nejen kvůli rozšíření přítomnosti Welseru v Severní Americe, ale také proto, že společnost Superior Roll Forming sdílí mnoho kulturních a strategických vizí Welseru.
Obě společnosti mají za cíl dobýt specializované oblasti trhu válcování za studena s malým počtem konkurentů. Obě organizace také pracují na tom, aby uspokojily potřebu průmyslu po nižší hmotnosti. Díly musí dělat více, být silnější a váží méně.
Superior se zaměřuje na automobilový sektor; zatímco obě společnosti slouží širokému spektru zákazníků, Welser se zaměřuje na další průmyslová odvětví, jako je stavebnictví, zemědělství, solární systémy a regály. Nízká hmotnost v automobilovém průmyslu se vždy zaměřovala na vysokopevnostní materiály, což je také výhoda Superior. Relativně jednoduchá geometrie ohýbaného profilu zůstane nepovšimnuta, dokud inženýři neuvidí sílu ohýbaného materiálu. Špičkoví inženýři často vyvíjejí programy dílů s použitím materiálů s pevností v tahu 1400 nebo dokonce 1700 MPa. To je skoro 250 KSI. V Evropě se inženýři Welser Profile zabývali také otázkou lehkosti, ale kromě použití vysoce pevných materiálů ji řešili i složitým lisováním.
Patentovaný proces tváření za studena Welser Profile je vhodný pro materiály s nízkou pevností, ale geometrie vytvořená válcovacím strojem pomáhá snížit hmotnost celé sestavy. Geometrie může umožnit profilu vykonávat více funkcí a zároveň snížit počet dílů (nemluvě o penězích vynaložených na výrobu). Například profilované drážky mohou vytvářet do sebe zapadající spoje, které eliminují svařování nebo spojovací prvky. Nebo tvar profilu může učinit celou konstrukci tužší. Snad nejdůležitější je, že Welser dokáže vytvářet profily, které jsou na některých místech tlustší a na jiných tenčí, čímž poskytují pevnost tam, kde je potřeba, a zároveň snižují celkovou hmotnost.
Tradiční tvaroví inženýři a designéři se řídí desetiletým pravidlem zpracovatelnosti: vyvarujte se malých poloměrů, krátkých větví, 90stupňových ohybů, hlubokých vnitřních geometrií atd. „Samozřejmě jsme vždy měli tvrdá 90. léta,“ řekl Johnson.
Profil vypadá jako výlisek, ale ve skutečnosti je tvarován za studena pomocí Welser Profile.
Inženýři samozřejmě požadují, aby stroje na válcování porušovaly tato pravidla vyrobitelnosti, a zde vstupují do hry nástroje a inženýrské schopnosti válcovny. Čím dále mohou inženýři pokročit v procesu (tvarování hustějších 90stupňových, hlubších vnitřních geometrií) a zároveň minimalizovat náklady na nástroje a variabilitu procesu, tím konkurenceschopnější bude stroj pro válcování.
Jak ale Johnson vysvětluje, tváření za studena ve válcovací stolici je mnohem víc než to. Tento proces vám umožňuje získat profily součástí, o kterých by většina inženýrů ani neuvažovala o použití profilování. „Představte si pás plechu, který prošel procesem válcování, o tloušťce možná 0,100 palce. U tohoto profilu můžeme dole uprostřed vytvořit T-drážku. musí být válcovány za tepla nebo obrobeny v závislosti na tolerancích a dalších požadavcích na součást, ale tuto geometrii můžeme snadno válcovat.“
Podrobnosti procesu jsou majetkem společnosti a Welser nezveřejňuje květinový vzor. Johnson však nastiňuje zdůvodnění několika procesů.
Podívejme se nejprve na operaci ražení na razicím lisu. „Když stlačujete, zároveň se protahujete nebo stlačujete. Materiál tedy natahujete a přesouváte do různých oblastí nástroje [povrch], stejně jako vyplňujete poloměry na nástroji. Ale [v profilování] Tento proces tváření za studena je jako při plnění poloměrů na steroidech.“
Opracování za studena zpevňuje materiál v určitých oblastech, což může být navrženo tak, aby bylo výhodné pro konstruktéra. Profilovací stroj však musí počítat i s těmito změnami materiálových vlastností. „Můžete vidět výrazný nárůst výkonu, někdy až o 30 procent,“ říká Johnson a dodává, že toto zvýšení by mělo být zabudováno do aplikace od samého začátku.
Tváření profilu Welser za studena však může zahrnovat další operace, jako je šití a svařování. Stejně jako u konvenčního profilování může být děrování provedeno před, během nebo po profilování, ale použité nástroje musí brát v úvahu účinky tváření za studena v průběhu celého procesu.
Materiál tvářený za studena v evropském závodě Welser Profile není zdaleka tak pevný jako válcovaný vysokopevnostní materiál v závodě Superior v Ohiu. V závislosti na aplikaci může společnost vyrábět materiál tvářený za studena při tlacích až 450 MPa. Nejde ale jen o výběr materiálu s určitou pevností v tahu.
„To nemůžete udělat s vysoce pevnými, nízkolegovanými materiály,“ řekl Johnson a dodal: „Často rádi používáme mikrolegované materiály, které pomáhají předcházet rozbití. Důležitou součástí je samozřejmě výběr materiálu.“
Pro ilustraci základů procesu popisuje Johnson konstrukci teleskopické trubice. Jedna trubka je vložena do druhé a nemůže se otáčet, takže každá trubka má na určitém místě po obvodu žebrovanou drážku. Nejsou to jen výztuhy s poloměry, způsobují určitou rotační vůli, když jedna trubka vstupuje do druhé. Tyto trubky s těsnou tolerancí musí být přesně vloženy a zasouvány hladce s malou rotační vůlí. Kromě toho musí být vnější průměr vnější trubky naprosto stejný, bez výstupků bednění na vnitřním průměru. Za tímto účelem mají tyto trubky skutečné drážky, které se na první pohled zdají být extrudované, ale nejsou. Vyrábějí se tvářením za studena na válcovacích strojích.
Pro vytvoření drážek válcovací nástroj ztenčuje materiál v určitých bodech po obvodu trubky. Inženýři navrhli proces tak, aby mohli přesně předvídat tok materiálu z těchto „tenkých“ drážek do zbytku obvodu potrubí. Tok materiálu musí být přesně řízen, aby byla zajištěna konstantní tloušťka stěny trubky mezi těmito drážkami. Pokud tloušťka stěny trubky není konstantní, součásti se nebudou správně zasouvat.
Proces tváření za studena v evropských závodech na válcování Welser Profile umožňuje vyrobit některé díly tenčí, jiné silnější a drážky umístit na jiná místa.
Znovu, inženýr se podívá na součást a může si myslet, že jde o vytlačování nebo kování za tepla, a to je problém jakékoli výrobní technologie, která se vymyká konvenčnímu názoru. Mnoho inženýrů neuvažovalo o vývoji takové části, protože věřili, že by byla příliš drahá nebo nemožná na výrobu. Tímto způsobem Johnson a jeho tým šíří informace nejen o schopnostech procesu, ale také o výhodách zapojení inženýrů Welser Profile do profilování v rané fázi procesu návrhu.
Konstrukční a válcovací inženýři spolupracují na výběru materiálu, strategicky vybírají tloušťku a zlepšují strukturu zrna, částečně řízenou nástroji, a přesně tam, kde dochází k tvarování za studena (tj. ztluštění a ztenčování) při tvorbě květů. kompletní profil. Jedná se o mnohem složitější úkol než pouhé spojení modulárních částí válcovacího nástroje (profil Welser používá téměř výhradně modulární nástroje).
S více než 2 500 zaměstnanci a více než 90 válcovacími linkami je Welser jednou z největších rodinných společností na válcování na světě, s velkou pracovní silou věnovanou nástrojům a inženýrům používajícím stejné nástroje, jaké se používaly doposud. po mnoho let Die library. Profilování více než 22 500 různých profilů.
„V současné době máme na skladě více než 700 000 [modulárních] válečkových nástrojů,“ řekl Johnson.
„Stavitelé závodu nevěděli, proč jsme žádali o určité specifikace, ale splnili naše požadavky,“ řekl Johnson a dodal, že tyto „neobvyklé úpravy“ v závodě pomohly společnosti Welser zlepšit proces tváření za studena.
Jak dlouho tedy Welzer podniká s ocelí? Johnson se usmál. "Ach, skoro vždy." Žertoval jen napůl. Založení společnosti se datuje do roku 1664. „Upřímně řečeno, společnost podniká v ocelářském průmyslu. Začalo to jako slévárna a na konci padesátých let začalo válcovat a tvarovat a od té doby roste.“
Rodina Welserů řídí podnik již 11 generací. "Výkonným ředitelem je Thomas Welser," řekl Johnson. "Jeho dědeček založil profilovací společnost a jeho otec byl ve skutečnosti podnikatel, který rozšířil velikost a rozsah podnikání." Dnes celosvětový roční příjem přesahuje 700 milionů dolarů.
Johnson pokračoval: „Zatímco Thomasův otec budoval společnost v Evropě, Thomas se skutečně věnoval mezinárodnímu prodeji a rozvoji podnikání. Cítí, že toto je jeho generace a je načase, aby společnost pojal globální.“
Součástí této strategie byla akvizice společnosti Superior, další částí bylo zavedení technologie válcování za studena do USA. V době psaní tohoto článku probíhá proces tváření za studena v evropských závodech Welser Profile, odkud společnost vyváží produkty na světové trhy. Žádné plány na převoz technologie do USA nebyly oznámeny, alespoň zatím. Johnson řekl, že stejně jako všechno ostatní, válcovna plánuje rozšíření kapacity na základě poptávky.
Květinový vzor tradičního profilu role ukazuje fáze tvorby materiálu, když prochází válcovací stanicí. Protože detaily procesu tváření za studena Welser Profile jsou chráněné, nevytváří květinové vzory.
Welser Profile a její dceřiná společnost Superior nabízí tradiční profilování, ale obě se specializují na oblasti, kde není vyžadována specifikace. Pro Superior jde o vysoce pevný materiál, pro Welser Profile je výlisek složitým tvarem, který v mnoha případech nekonkuruje jiným válcovacím strojům, ale extruderům a dalším speciálním výrobním zařízením.
Ve skutečnosti Johnson řekl, že jeho tým sleduje strategii hliníkových extruderů. „Na začátku 80. let minulého století vstoupily na trh hliníkářské společnosti a řekly: ‚Pokud o tom dokážete snít, můžeme to vytlačit.' Byli velmi dobří v tom, že dali inženýrům možnosti. Pokud o tom můžete jen snít, zaplatíte malý poplatek za nástroje. Můžeme ho vyrobit za poplatek. To uvolňuje inženýry, protože mohou kreslit doslova cokoliv. Nyní děláme něco podobného – pouze nyní s profilováním.
Tim Heston je hlavním redaktorem časopisu FABRICATOR Magazine a v oboru kovovýroby se pohybuje od roku 1998, svou kariéru zahájil v časopise Welding Magazine American Welding Society. Od té doby se zabývá celým procesem kovovýroby, od lisování, ohýbání a řezání až po broušení a leštění. Do The FABRICATOR se připojil v říjnu 2007.
FABRICATOR je přední časopis pro lisování a kovovýrobu v Severní Americe. Časopis publikuje novinky, technické články a příběhy o úspěchu, které výrobcům umožňují dělat jejich práci efektivněji. FABRICATOR působí v oboru od roku 1970.
Nyní je k dispozici plný digitální přístup k FABRICATOR, který poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Nyní je k dispozici plně digitální přístup k časopisu Tubing Magazine, který vám poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Nyní je k dispozici plně digitální přístup k The Fabricator en Español, který poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Od založení společnosti Detroit Bus Company v roce 2011 Andy Didoroshi nadále funguje bez přerušení…
Čas odeslání: 22. srpna 2023