Den californiske producent ACPT Inc. arbejdede sammen med maskinleverandøren om at etablere en innovativ semi-automatisk produktionslinje udstyret med en automatisk filamentviklingsmaskine.#workinprogress #Automation
ACPT's kulfiber komposit drivaksler bruges i en række industrier.Fotokilde, alle billeder: Roth Composite Machinery
I mange år har kompositmaterialeproducenten Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Californien, USA) været forpligtet til at udvikle og perfektionere designet af sit kulfiber komposit drivaksel-kulfiber kompositmateriale eller store metalrør, der forbinder for- og bagdele Drivsystemet under de fleste køretøjer.Selvom de oprindeligt blev brugt i bilindustrien, er disse multifunktionelle komponenter også meget brugt i marine, kommerciel, vindenergi, forsvar, rumfart og industrielle applikationer.I årenes løb har ACPT oplevet en støt stigning i efterspørgslen efter kulfiber komposit drivaksler.Da efterspørgslen fortsatte med at vokse, anerkendte ACPT behovet for at fremstille et større antal drivaksler med højere produktionseffektivitet - hundredvis af de samme aksler hver uge - hvilket førte til nye innovationer inden for automatisering og i sidste ende etablering af nye faciliteter.
Ifølge ACPT er årsagen til den øgede efterspørgsel efter drivaksler, at kulfiber drivaksler har en unik kombination af funktioner sammenlignet med metal drivaksler, såsom højere drejningsmomentkapacitet, højere omdrejningstal, bedre pålidelighed, lettere vægt, og det har tendens til at nedbrydes til relativt harmløse kulfiber under høj påvirkning og reducere støj, vibrationer og ruhed (NVH).
Derudover rapporteres det, sammenlignet med traditionelle stål drivaksler, at kulfiber drivaksler i biler og lastbiler kan øge hestekræfterne på baghjulene på køretøjer med mere end 5%, hovedsageligt på grund af den lettere roterende masse af kompositmaterialer.Sammenlignet med stål kan den lette kulfiber drivaksel absorbere mere stød og have en højere drejningsmomentkapacitet, som kan overføre mere motorkraft til hjulene uden at få dækkene til at glide eller adskilles fra vejen.
I mange år har ACPT produceret kulfiber komposit drivaksler gennem filamentvikling på sin fabrik i Californien.For at udvide til det nødvendige niveau er det nødvendigt at øge omfanget af faciliteter, forbedre produktionsudstyret og forenkle proceskontrol og kvalitetskontrol ved at flytte ansvar fra menneskelige teknikere til automatiserede processer så meget som muligt.For at nå disse mål besluttede ACPT at bygge endnu et produktionsanlæg og udstyre det med et højere niveau af automatisering.
ACPT samarbejder med kunder i bil-, forsvars-, marine- og industriindustrien for at designe drivaksler efter deres behov.
ACPT etablerede denne nye produktionsfacilitet i Schofield, Wisconsin, USA for at minimere afbrydelsen af drivakselproduktionen i løbet af den 1,5-årige proces med design, konstruktion, indkøb og installation af nye fabrikker og produktionsudstyr, hvoraf 10 måneder er dedikeret til byggeri, levering og installation af automatiske filamentviklingssystemer.
Hvert trin i den sammensatte drivakselproduktionsproces evalueres automatisk: filamentvikling, harpiksindhold og befugtningskontrol, ovnhærdning (inklusive tids- og temperaturkontrol), fjernelse af dele fra dornen og bearbejdning mellem hvert trin Dornprocessen.Men på grund af budgetmæssige årsager og ACPT's behov for et mindre permanent, mobilt system til at tillade et begrænset antal F&U-eksperimenter, hvis det var nødvendigt, nægtede det at bruge overhead- eller gulvstående portalautomatiseringssystemer som en mulighed.
Efter at have forhandlet med flere leverandører, var den endelige løsning et todelt produktionssystem: en type 1, to-akset automatisk filamentspole med flere viklingsvogne fra Roth Composite Machinery (Stephenburg, Tyskland) Winding system;Desuden er det ikke et fast automatiseret system, men et semi-automatisk spindelhåndteringssystem designet af Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, USA).
ACPT udtalte, at en af de vigtigste fordele og krav ved Roth filamentviklingssystemet er dets dokumenterede automatiseringsevne, som er designet til at tillade to spindler at producere dele på samme tid.Dette er især vigtigt i betragtning af, at ACPTs proprietære drivaksel kræver flere materialeændringer.For automatisk og manuelt at skære, tråde og genforbinde forskellige fibre, hver gang materialet skiftes, gør Roths Roving Cut and Attach (RCA) funktion det muligt for viklemaskinen automatisk at skifte materialer gennem sine mange produktionsvogne.Roth harpiksbad og fibertrækningsteknologi kan også sikre et præcist fiber-til-harpiks-befugtningsforhold uden overmætning, hvilket tillader oprulleren at køre hurtigere end traditionelle oprullere uden at spilde for meget harpiks.Efter at viklingen er afsluttet, vil viklingsmaskinen automatisk frakoble dornen og dele fra viklingsmaskinen.
Selve viklingssystemet er automatiseret, men efterlader stadig en stor del af bearbejdningen og bevægelsen af dornen mellem hvert fremstillingstrin, hvilket tidligere blev udført manuelt.Dette omfatter klargøring af de blottede dorner og tilslutning af dem til viklemaskinen, flytning af dornen med de viklede dele til ovnen til hærdning, flytning af dornen med de hærdede dele og fjernelse af delene fra dornen.Som en løsning udviklede Globe Machine Manufacturing Co. en proces, der involverede en række vogne designet til at rumme dornen placeret på vognen.Rotationssystemet i vognen bruges til at placere dornen, så den kan flyttes ind og ud af oprulleren og udtrækkeren, og kontinuerligt rotere, mens delene vædes af harpiksen og hærdes i ovnen.
Disse dornvogne flyttes fra en station til en anden, assisteret af to sæt jordmonterede transportarme - det ene sæt på coileren og det andet sæt i det integrerede udtrækssystem - med dornen. Vognen bevæger sig på en koordineret måde og tager hvileaksen til hver proces.Den tilpassede borepatron på vognen klemmer og frigiver automatisk spindlen, i koordinering med den automatiske borepatron på Roth-maskinen.
Roth to-akset præcisionsharpikstanksamling.Systemet er designet til to hovedaksler af kompositmaterialer og transporteres til en dedikeret materialeviklevogn.
Ud over dette dornoverførselssystem tilbyder Globe også to hærdningsovne.Efter hærdning og dornudtrækning overføres delene til en skæremaskine med præcis længde, efterfulgt af et numerisk kontrolsystem til behandling af rørenderne, og derefter rensning og påføring af klæbemiddel ved hjælp af presfittings.Drejningsmomenttest, kvalitetssikring og produktsporing afsluttes før emballering og forsendelse til slutbrugskunder.
Ifølge ACPT er et vigtigt aspekt af processen dens evne til at spore og registrere data såsom facilitetstemperatur, fugtighedsniveau, fiberspænding, fiberhastighed og harpikstemperatur for hver viklingsgruppe.Disse oplysninger gemmes til produktkvalitetsinspektionssystemer eller produktionssporing og giver operatørerne mulighed for at justere produktionsbetingelserne, når det er nødvendigt.
Hele processen udviklet af Globe beskrives som "semi-automatiseret", fordi en menneskelig operatør stadig skal trykke på en knap for at starte processekvensen og manuelt flytte vognen ind og ud af ovnen.Ifølge ACPT forestiller Globe sig en højere grad af automatisering af systemet i fremtiden.
Roth-systemet omfatter to spindler og tre uafhængige optrækkende biler.Hver rullevogn er designet til automatisk transport af forskellige kompositmaterialer.Kompositmaterialet påføres begge spindler på samme tid.
Efter det første års produktion på det nye anlæg rapporterede ACPT, at udstyret med succes har vist, at det kan nå sine produktionsmål, samtidig med at det sparer arbejdskraft og materialer og leverer produkter af ensartet høj kvalitet.Virksomheden håber at samarbejde med Globe og Roth igen i fremtidige automationsprojekter.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Efter mere end 30 års udvikling er in-situ integration ved at opfylde sit løfte om at fjerne fastgørelseselementer og autoklaver og realisere en integreret multifunktionel krop.
Kravene til høje enhedsvolumener og lave vægtkrav til elektriske busbatterihuse har fremmet udviklingen af TRB Lightweight Structures' dedikerede epoxyharpikssystemer og automatiserede kompositproduktionslinjer.
Pioneren inden for ikke-autoklavebehandling i rumfartsapplikationer svarede et kvalificeret, men entusiastisk svar: Ja!
Indlægstid: Aug-07-2021