Faktisk ser denne del slet ikke ud som om den er lavet af metalplader. Nogle profiler har en række indhak eller riller, der får delen til at se ud som om den var varmsmedet eller ekstruderet, men det er ikke tilfældet. Dette er en profil lavet ved hjælp af en koldformningsproces på en valseformningsmaskine, en teknologi som Welser Profiles europæiske virksomheder har perfektioneret og patenteret i USA og andre lande. Han ansøgte om sit første patent i 2007.
"Welser har patenter på fortykkelse, udtynding og koldformning af riller i profiler," sagde Johnson. "Det er ikke bearbejdning, det er ikke termoformning. Meget få mennesker i USA gør det, eller prøver endda."
Da profilering er en meget moden teknologi, forventer mange ikke at se overraskelser på dette område. Hos FABTECH® smiler og ryster folk på hovedet, når de ser ekstremt kraftige fiberlasere, der skærer med rasende hastighed eller automatiserede bukkesystemer, der korrigerer materialeuoverensstemmelser. Med alle fremskridt inden for disse fremstillingsteknologier i de seneste år, forventede de en behagelig overraskelse. De forventede ikke, at rulleformning ville overraske dem. Men som ingeniørernes "vis mig blomster"-erklæring antyder, overgår profileringen stadig forventningerne.
I 2018 gik Welser ind på det amerikanske marked med købet af Superior Roll Forming i Valley City, Ohio. Johnson sagde, at flytningen er strategisk, ikke kun for at udvide Welsers tilstedeværelse i Nordamerika, men også fordi Superior Roll Forming deler mange af Welsers kulturelle og strategiske visioner.
Begge virksomheder sigter mod at erobre specialiserede områder af koldvalsningsmarkedet med få konkurrenter. Begge organisationer arbejder også på at imødekomme branchens behov for lettere vægt. Dele skal gøre mere, være stærkere og veje mindre.
Superior fokuserer på bilsektoren; mens begge virksomheder betjener en bred vifte af kunder, fokuserer Welser på andre brancher som byggeri, landbrug, solenergi og reoler. Letvægts i bilindustrien har altid fokuseret på højstyrke materialer, hvilket også er en fordel ved Superior. Den relativt enkle geometri af en bøjet profil går ubemærket hen, indtil ingeniører ser styrken af det bøjede materiale. Overlegne ingeniører udvikler ofte delprogrammer ved hjælp af materialer med en trækstyrke på 1400 eller endda 1700 MPa. Det er næsten 250 KSI. I Europa tog Welser Profile ingeniører også fat på spørgsmålet om lethed, men udover at bruge højstyrkematerialer tog de det også op med kompleks støbning.
Welser Profiles patenterede koldformningsproces er velegnet til materialer med lav styrke, men geometrien skabt af rulleformningsmaskinen er med til at reducere vægten af hele samlingen. Geometrien kan tillade profilen at udføre flere funktioner og samtidig reducere antallet af dele (for ikke at nævne pengene brugt på produktion). For eksempel kan profilerede riller skabe sammenlåsende forbindelser, der eliminerer svejsning eller fastgørelsesmidler. Eller profilens form kan gøre hele strukturen mere stiv. Måske vigtigst af alt, kan Welser skabe profiler, der er tykkere nogle steder og tyndere andre, hvilket giver styrke, hvor det er nødvendigt, samtidig med at den samlede vægt reduceres.
Traditionelle formningsingeniører og designere følger en årtier lang bearbejdelighedsregel: undgå små radier, korte grene, 90 graders bøjninger, dybe indre geometrier osv. "Selvfølgelig havde vi altid en hård 90'er," sagde Johnson.
Profilen ligner en ekstrudering, men den er faktisk koldformet af Welser Profile.
Naturligvis kræver ingeniører, at rulleformningsmaskiner bryder disse regler for fremstillingsevne, og det er her, rulleværkstedets værktøjs- og tekniske evner kommer i spil. Jo længere ingeniører kan fremme processen (danning af tættere 90 grader, dybere indre geometrier) og samtidig minimere værktøjsomkostninger og procesvariabilitet, jo mere konkurrencedygtig vil en valseformningsmaskine være.
Men som Johnson forklarer, er koldformning i et valseværk meget mere end det. Denne proces giver dig mulighed for at få delprofiler, som de fleste ingeniører ikke engang ville overveje at bruge profilering. "Forestil dig en strimmel af metalplader, der har gennemgået valseprocessen, måske 0,100 tommer tyk. Vi kan lave en T-slot nederst i midten af denne profil. skal varmvalses eller bearbejdes afhængigt af tolerancer og andre delkrav, men vi kan sagtens rulle denne geometri."
Detaljerne bag processen er virksomhedens ejendom, og Welser oplyser ikke blomstermønsteret. Men Johnson skitserer begrundelsen for flere processer.
Lad os først overveje prægeoperationen på en prægepresse. ”Når du komprimerer, strækker du eller komprimerer du også. Så du strækker materialet og flytter det til forskellige områder af værktøjet [overfladen], ligesom du udfylder radier på et værktøj. Men [i profilering] Denne koldformningsproces] er som at udfylde radier på steroider.”
Koldbearbejdning styrker materialet på visse områder, dette kan konstrueres til designerens fordel. Profileringsmaskinen skal dog også tage højde for disse ændringer i materialeegenskaber. "Du kan se en betydelig stigning i ydeevnen, nogle gange op til 30 procent," siger Johnson og tilføjer, at denne stigning burde være indbygget i applikationen helt fra begyndelsen.
Koldformningen af Welser Profile kan dog involvere yderligere operationer såsom syning og svejsning. Som ved konventionel profilering kan piercing udføres før, under eller efter profilering, men de anvendte værktøjer skal tage hensyn til virkningerne af koldbearbejdning under hele processen.
Det koldformede materiale på Welser Profiles europæiske anlæg er ikke nær så stærkt som det valsede højstyrkemateriale på dets Superior, Ohio anlæg. Afhængigt af anvendelsen kan virksomheden producere koldformningsmateriale ved tryk op til 450 MPa. Men det handler ikke kun om at vælge et materiale med en vis trækstyrke.
"Det kan du ikke gøre med højstyrke, lavlegerede materialer," sagde Johnson og tilføjede: "Vi kan ofte godt lide at bruge mikrolegerede materialer, som hjælper med at forhindre brud. Naturligvis er materialevalg en vigtig del.”
For at illustrere det grundlæggende i processen beskriver Johnson designet af teleskoprøret. Det ene rør er sat ind i det andet og kan ikke rotere, så hvert rør har en ribbet rille på et bestemt sted rundt om omkredsen. Det er ikke kun afstivninger med radier, de forårsager noget rotationsspil, når et rør går ind i et andet. Disse snævre tolerancerør skal indsættes nøjagtigt og trækkes gnidningsløst tilbage med lidt rotationsspil. Yderrørets ydre diameter skal desuden være nøjagtig den samme, uden forskallingsfremspring på den indvendige diameter. Til dette formål har disse rør rigtige riller, der ved første øjekast ser ud til at være ekstruderet, men det er de ikke. De fremstilles ved koldformning på rulleformemaskiner.
For at danne riller tynder rulleværktøjet materialet på bestemte punkter langs rørets omkreds. Ingeniørerne designede processen, så de nøjagtigt kunne forudsige strømmen af materiale fra disse "tynde" riller til resten af rørets omkreds. Materialestrømmen skal styres præcist for at sikre en konstant rørvægstykkelse mellem disse riller. Hvis rørets vægtykkelse ikke er konstant, vil komponenterne ikke indlejre ordentligt.
Koldformningsprocessen på Welser Profiles europæiske valseformningsanlæg gør det muligt at gøre nogle dele tyndere, andre tykkere, og rillerne kan placeres andre steder.
Igen ser en ingeniør på en del og tror måske, det er ekstrudering eller varmsmedning, og det er et problem med enhver produktionsteknologi, der trodser konventionel visdom. Mange ingeniører overvejede ikke at udvikle en sådan del, da de troede, at det ville være for dyrt eller umuligt at fremstille. På denne måde spreder Johnson og hans team ikke kun budskabet om processens muligheder, men også om fordelene ved at få Welser Profile-ingeniører involveret i profilering tidligt i designprocessen.
Design- og rulleingeniører arbejder sammen om materialevalg, strategisk udvælgelse af tykkelse og forbedring af kornstruktur, delvist drevet af værktøj, og præcis hvor koldformning (dvs. fortykkelse og udtynding) finder sted i blomsterdannelsen. komplet profil. Dette er en meget mere kompleks opgave end blot at forbinde de modulære dele af et rullende værktøj (Welser-profilen bruger næsten udelukkende modulære værktøjer).
Med over 2.500 ansatte og over 90 rulleformningslinjer er Welser en af de største familieejede rulleformningsvirksomheder i verden, med en stor arbejdsstyrke dedikeret til værktøjer og ingeniører, der bruger det samme værktøj, som hidtil har været brugt. i mange år Die bibliotek. Profilering af over 22.500 forskellige profiler.
"Vi har i øjeblikket over 700.000 [modulopbyggede] rulleværktøjer på lager," sagde Johnson.
"Anlægsbyggerne vidste ikke, hvorfor vi bad om bestemte specifikationer, men de opfyldte vores krav," sagde Johnson og tilføjede, at disse "usædvanlige justeringer" på fabrikken hjalp Welser med at forbedre sin koldformningsproces.
Så hvor længe har Welzer været i stålbranchen? Johnson smilede. "Åh, næsten altid." Han lavede kun halvt sjov. Grundlæggelsen af virksomheden går tilbage til 1664. “Helt ærligt, virksomheden er i stålbranchen. Det startede som et støberi og begyndte at rulle og danne sig i slutningen af 1950'erne og har været i vækst lige siden."
Familien Welser har drevet virksomheden i 11 generationer. "Den administrerende direktør er Thomas Welser," sagde Johnson. "Hans bedstefar startede et profileringsfirma, og hans far var faktisk en iværksætter, som udvidede virksomhedens størrelse og omfang." I dag overstiger den årlige indkomst på verdensplan 700 millioner dollars.
Johnson fortsatte: "Mens Thomas' far byggede virksomheden i Europa, var Thomas virkelig interesseret i internationalt salg og forretningsudvikling. Han føler, at dette er hans generation, og det er på tide, at han tager virksomheden globalt.”
Købet af Superior var en del af denne strategi, den anden del var introduktionen af koldvalsningsteknologi til USA. I skrivende stund foregår koldformningsprocessen på Welser Profiles europæiske anlæg, hvorfra virksomheden eksporterer produkter til globale markeder. Ingen planer om at bringe teknologien til USA er blevet annonceret, i hvert fald ikke endnu. Johnson sagde, at valseværket som alt andet planlægger at udvide kapaciteten baseret på efterspørgsel.
Blomstermønsteret af den traditionelle rulleprofil viser stadierne af materialedannelsen, når den passerer gennem valsestationen. Fordi detaljerne bag Welser Profiles koldformningsproces er proprietære, producerer den ikke blomsterdesign.
Welser Profile og dets datterselskab Superior tilbyder traditionel profilering, men er begge specialiserede inden for områder, hvor specifikation ikke er påkrævet. For Superior er der tale om et højstyrkemateriale, for Welser Profile er støbningen en kompleks form, der i mange tilfælde ikke konkurrerer med andre valsemaskiner, men med ekstrudere og andet specielt produktionsudstyr.
Faktisk sagde Johnson, at hans team forfølger en aluminiumsekstruderstrategi. "I begyndelsen af 1980'erne kom aluminiumsvirksomhederne ind på markedet og sagde: 'Hvis du kan drømme det, kan vi presse det ud." De var meget gode til at give ingeniørerne muligheder. Hvis du bare kan drømme om det, betaler du et mindre gebyr for værktøjet. Vi kan producere det mod betaling. Dette frigør ingeniører, fordi de bogstaveligt talt kan tegne hvad som helst. Nu laver vi noget lignende – først nu med profilering.
Tim Heston er seniorredaktør på FABRICATOR Magazine og har været i metalindustrien siden 1998, hvor han startede sin karriere hos American Welding Society's Welding Magazine. Siden da har han varetaget hele processen med metalfremstilling, fra stempling, bukning og skæring til slibning og polering. Kom til The FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR er det førende magasin til stempling og metalfremstilling i Nordamerika. Magasinet udgiver nyheder, tekniske artikler og succeshistorier, der gør det muligt for producenterne at udføre deres arbejde mere effektivt. FABRICATOR har været i branchen siden 1970.
Fuld digital adgang til FABRICATOR er nu tilgængelig, hvilket giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Fuld digital adgang til Tubing Magazine er nu tilgængelig, hvilket giver dig nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Fuld digital adgang til The Fabricator en Español er nu tilgængelig, hvilket giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Siden grundlæggelsen af Detroit Bus Company i 2011, har Andy Didoroshi fortsat arbejdet uden afbrydelser...
Indlægstid: 22. august 2023