Innowacyjne rozwiązania w precyzyjnej obróbce blach

Artykuł ekspercki

Innowacyjne rozwiązania w precyzyjnej obróbce blach

Dzisiejsze przedsiębiorstwo produkcyjne, aby osiągnąć konkurencyjność na rynku musi sprostać najnowszym wyzwaniom technologicznym. Główne wyzwania dla producentów maszyn do precyzyjnej obróbki blach to przede wszystkim osiągnięcie najkrótszego czasu cyklu produkcyjnego oraz najwyższej niezawodności procesowej, zachowując tym samym maksymalną wydajność. Wymagany jest również efektywny przepływ materiałów. Na co szczególnie warto zwrócić uwagę?

Rozwiązania znakomicie sprawdzające się w przeszłości nie są w stanie sprostać potrzebom dnia dzisiejszego. Aby utrzymać tempo oraz wymogi zmieniających się potrzeb rynkowych  maszyny muszą być poddawane nieustannym udoskonaleniom i być ciągle unowocześniane. Nacisk jest przede wszystkim stawiany na integrację maszyn oraz automatyzację produkcji.

Integracja mechanizmów i oszczędność

Łączenie mechanizmów wytwórczych zyskuje coraz większe znaczenie ze względu na możliwość zwiększenia efektywności produkcji oraz oszczędność zarówno energii, jak i miejsca. W branży motoryzacyjnej często wykorzystywane są kombinacje laser-wykrawarka  do precyzyjnego  serwo-elektrycznego formowania i wykrawania w połączeniu z elastycznością lasera, zdolne do wytworzenia detalu o skomplikowanym kształcie. Warte uwagi są dwa rozwiązania laserowe – CO2, stosowane dotychczas jako źródła promieniowania laserowego do wycinania szerokich detali i fiber, którego prędkość cięcia blach płaskich jest nawet kilkukrotnie szybsza od pierwszego rozwiązania. Zastosowanie lasera światłowodowego, czyli fiber  może być bardzo korzystne w produkcji lekkich elementów wykonanych np. z aluminium.

Przy obróbce dużych detali optymalnym rozwiązaniem jest połączenie wykrawarki z gilotyną kątową. Jedną z najpopularniejszych maszyn tego typu jest produkt firmy Prima Power – SGe6 z serii Shear Genius. Dzięki zastosowaniu napędów serwo-elektrycznych można uzyskać większą wydajność i produktywność, wynikającą z oszczędności energii elektrycznej aż do 64% oraz zużycia surowców i zmniejszenia kosztów eksploatacji nawet do 65%.

Nowy Shear Genius daje możliwość szybkiego niblowania (1000 u/min) oraz pełną kontrolę ruchu bijaka podczas operacji tłoczenia, co pozwala wykorzystać szeroki wachlarz narzędzi tłoczących. – Wykorzystując małą powierzchnię hali, za pomocą jednej maszyny można przetworzyć arkusz wyjściowy (1500x3000mm) w gotowy produkt. Shear Genius dzięki swej wszechstronności pozwala na redukcję kosztów produkcji i zużycia materiału nawet o 10% oraz skrócenie samego czasu obróbki nawet o 60% – mówi Roman Padewski, Dyrektor Zarządzający Prima Power. – Tym samym SGe6 pozwala na bardziej ekonomiczną i elastyczną produkcję, znacznie zwiększając wydajność poprzez zastosowanie wielu dodatkowych opcji, które pozwalają gwintować czy grawerować detale  – dodaje.

Głównym celem zintegrowanej wykrawarki rewolwerowej z gilotyną kątową jest dostarczanie jednego systemu do przetworzenia pełnowymiarowego arkusza wyjściowego w gotowy wycięty detal, który może zostać poddany dalszej obróbce. Obecnie technologia SGe jest stosowana w świecie przemysłu jako niezależne urządzenie produkcyjne lub jako jednostka centralna w zintegrowanym systemie produkcji i magazynowania produktów z blachy.

Firma Prima Power jest pionierem w zastosowaniu napędów serwo-elektrycznych na świecie. Po raz pierwszy tego typu rozwiązanie zastosowano w prasach rewolwerowych pod koniec lat 90-tych, a pierwsze hydrauliczne kombinacje wykrawarki z gilotyną kątową powstały w 1987 roku. Obecnie produkowany model jest już kolejną generacją permanentnie ulepszanej wersji SGe. Na świecie pracuje już ponad 2000 maszyn tego typu.

Lasery 3D

Przemysł ciężki, a zwłaszcza sektor motoryzacyjny, rozwija się w zawrotnym tempie. Wydajność współczesnych silników jest znacznie większa niż tych, produkowanych kilka lat temu. Równocześnie rozwijają się technologie ułatwiające wytwarzanie skomplikowanych części, potrzebujących dokładnego cięcia i spawania. Szczególnie szybko ewoluują systemy laserowe, których możliwości wzrastają z dnia na dzień.

Systemy laserów 2D, pomimo swojej funkcjonalności i wysokiej wydajności nie są w stanie  nadążyć za ciągle rosnącymi potrzebami przemysłu motoryzacyjnego, lotniczego czy kosmicznego. Laser 2D umożliwia cięcie blach płaskich, profilów kwadratowych bądź rur o różnych grubościach. Lasery 3D natomiast stwarzają możliwość obróbki detali trójwymiarowych. Innymi słowy system laserów 3D jest w stanie wyciąć absolutnie wszystko. W dodatku innowacyjne systemy zastępują szereg tradycyjnych technologii, np.: wiercenie otworów, frezowanie fasolek lub wybijanie otworów kształtowych. Wszystkie te czynności są wykonywane jednocześnie przez laser 3D.

Wzrastająca moc silników wymaga bardziej wyrafinowanych systemów chłodzenia. Kluczową rolę w konstrukcji silników wysokiej wydajności pełnią otwory chłodzące, które są niezwykle małe, o średnicy  0,5-0,75 mm. W dodatku, muszą być rozmieszczone bardzo gęsto oraz pod odpowiednim kątem do powierzchni elementu silnika. Produkcja takich mechanizmów wymaga najwyższego stopnia precyzji i stanowi trudne wyzwanie. W praktyce jest to możliwe tylko dzięki systemom laserów nowej generacji.

Z myślą o tym powstają coraz bardziej zaawansowane systemy laserów 3D. Jednym z takich jest produkt firmy Prima Power – Laserdyne 795, wieloosiowy system obróbki laserowej do wiercenia, spawania i cięcia precyzyjnych komponentów. Lasery 3D znakomicie się sprawdzają w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie wymagane są ciasne tolerancje podczas obróbki drobnych detali. Godne podkreślenia jest zatem to, że innowacyjne systemy cechuje możliwość obróbki nieograniczonych rozmiarów i kształtów wybranych przedmiotów.

Nowoczesny system laserów 3D dysponuje szybkimi i inteligentnymi sterownikami, charakteryzującymi się wielką szybkością przetwarzania danych. W konsekwencji umożliwia to wykrawanie najbardziej skomplikowanych wzorów oraz ich obróbki – mówi Roman Padewski, Dyrektor Zarządzający Prima Power, niekwestionowanego lidera w zakresie obróbki laserowej 2D i 3D. Ponadto nowe systemy cechuje wytrzymałość i energooszczędność, umożliwiające pracę w najtrudniejszych warunkach fabrycznych – dodaje.

Jedną z głównych przyczyn wdrażania systemów laserowych do obróbki precyzyjnych elementów w sektorze motoryzacyjnym, a także energetycznym jest redukcja zanieczyszczenia podczas procesu produkcji oraz oszczędność energii i co za tym idzie – kosztów wytwarzania. Ważne jest to, że nowoczesne systemy laserów są przyjazne dla środowiska, co w parze z dokładnością zapewnia pożądany efekt dla każdego nowoczesnego przedsiębiorstwa.

Automatyzacja produkcji

Kolejnym wyzwaniem dla producentów maszyn do obróbki blach jest zautomatyzowanie systemu produkcji. Znaczący krok w stronę całkowitej automatyzacji produkcji zrobiła firma Prima Power. Linie produkcyjne z serii The System zawierają cechy wszystkich maszyn używanych w procesie obróbki blachy. Czynności wykrawania, cięcia gilotyną kątową, buforowania oraz gięcia są wykonywane w jednym procesie. System produkcyjny, zautomatyzowany w tak wysokim stopniu niesie za sobą wiele korzyści. Przede wszystkim praca systemu nie wymaga ciągłej obsługi operatora, gdyż większość czasu maszyna pracuje bezobsługowo. Zmiany poszczególnych procesów produkcji dokonują się automatycznie, a co za tym idzie – zmniejsza się czas oczekiwania na zmiany produktów. System automatycznie przechodzi z jednego produktu na inny, zatem czas konfiguracji jest praktycznie zerowy. Sztandarowym produktem serii The System jest PSBB Line. Jest to w pełni automatyczna linia produkcyjna do obróbki surowego arkusza pochodzącego z pakietów lub bezpośrednio z kręgu do gotowych, wygiętych, wysokiej jakości elementów metalowych. Linia PSBB jest doskonałym rozwiązaniem dla produkcji lights-out elementów skomponowanych z różnych materiałów, które mogą być zmieniane automatycznie, zgodnie z programem.

Innym rozwiązaniem z zakresu wprowadzenia automatyzacji do produkcji jest stworzenie dodatkowych systemów do automatycznego załadunku i rozładunku. Takie systemy są dedykowane pod konkretne maszyny. Platino 2.0 Fiber – maszyna do cięcia laserowego została wyposażona w system Compact Server, czyli system automatycznego załadunku i rozładunku. Jest to zaawansowane rozwiązanie, które jest w stanie sprostać najbardziej skomplikowanym zdaniom. Użytkownik ma możliwość wpływać na zachowania maszyny, nie tylko z poziomu programowania, ale również z poziomu konsoli. Nowa, kompaktowa budowa zapewnia jeszcze większą oszczędność miejsca. Innym rozwiązaniem tym razem dedykowanym pod wycinarki rewolwerowe Punch Genius jest Compact Express, które podobnie jak Compact Server wspiera maszynę w procesie automatycznego załadunku i rozładunku. Maszyna jest sterowana numerycznie przez serwo-elektryczne napędy osi, które gwarantują bardzo wysoką wydajność energetyczną, a także szybkość działania. Podstawą produktywności Punch Genius jest instalacja dużej ilości narzędzi, ich szeroki zakres i łatwe przezbrajanie rewolweru. Dzięki połączeniu maszyny z Compact Express użytkownik sam może zdecydować, kiedy i jak dany materiał i obrobiony arkusz ma być załadowany w systemie manualnym, a kiedy w automatycznym.

Ponadto zautomatyzowany system produkcyjny oznacza oszczędność miejsca, gdyż umożliwia wyprodukowanie większej ilości materiału na mniejszej powierzchni. Połączenie kilku czynności produkcyjnych przyspiesza łączny czas wytworzenia produktu, ponieważ produkty nie muszą być magazynowane. A zatem ten sam rozmiar inwestycji gwarantuje większą zdolność przesyłową materiału.