در واقع این قسمت اصلا شبیه به ورق فلزی نیست. برخی از پروفیل ها دارای یک سری بریدگی یا شیار هستند که باعث می شود قطعه به نظر برسد که فورج گرم یا اکسترود شده است، اما اینطور نیست. این پروفیلی است که با استفاده از فرآیند شکل‌دهی سرد بر روی دستگاه رول‌فرمینگ ساخته شده است، فناوری که شرکت‌های اروپایی Welser Profile آن را در ایالات متحده و سایر کشورها تکمیل و ثبت کرده‌اند. او اولین پتنت خود را در سال 2007 درخواست کرد.
جانسون گفت: "ولسر دارای حق ثبت اختراع برای ضخیم شدن، نازک شدن و شکل دهی سرد شیارها در پروفیل ها است." "این ماشینکاری نیست، ترموفرمینگ نیست. افراد بسیار کمی در ایالات متحده این کار را انجام می دهند یا حتی تلاش می کنند.
از آنجایی که پروفایل سازی یک فناوری بسیار بالغ است، بسیاری انتظار ندارند در این زمینه شگفتی هایی ببینند. در FABTECH®، مردم با دیدن لیزرهای فیبر بسیار قدرتمند که با سرعت سرسام‌آور برش می‌دهند یا سیستم‌های خمشی خودکار که عدم تطابق مواد را اصلاح می‌کنند، لبخند می‌زنند و سرشان را تکان می‌دهند. با تمام پیشرفت هایی که در سال های اخیر در این فناوری های تولیدی صورت گرفته است، آنها منتظر یک شگفتی خوشایند بودند. آنها انتظار نداشتند که رول فرمینگ آنها را غافلگیر کند. اما، همانطور که بیانیه مهندسان «گل‌ها را به من نشان بده» نشان می‌دهد، نمایه‌سازی همچنان فراتر از انتظارات است.
در سال 2018، ولسر با خرید Superior Roll Forming در ولی سیتی، اوهایو وارد بازار ایالات متحده شد. جانسون گفت این اقدام استراتژیک است، نه تنها برای گسترش حضور ولسر در آمریکای شمالی، بلکه به این دلیل که Superior Roll Forming در بسیاری از دیدگاه‌های فرهنگی و استراتژیک ولسر مشترک است.
هدف هر دو شرکت تسخیر مناطق تخصصی بازار نورد سرد با رقبای اندک است. هر دو سازمان همچنین در تلاش هستند تا نیاز صنعت به وزن سبک تر را برآورده کنند. قطعات باید بیشتر انجام دهند، قوی تر و وزن کمتری داشته باشند.
Superior بر بخش خودرو تمرکز دارد. در حالی که هر دو شرکت به طیف گسترده ای از مشتریان خدمات ارائه می دهند، ولسر بر صنایع دیگری مانند ساخت و ساز، کشاورزی، خورشیدی و قفسه بندی تمرکز می کند. وزن سبک در صنعت خودروسازی همواره بر روی مواد با مقاومت بالا متمرکز بوده است که این نیز از مزایای Superior است. هندسه نسبتا ساده پروفیل خمیده تا زمانی که مهندسان استحکام مواد خم شده را نبینند مورد توجه قرار نمی گیرد. مهندسان برتر اغلب برنامه های قطعه را با استفاده از موادی با مقاومت کششی 1400 یا حتی 1700 مگاپاسکال توسعه می دهند. این تقریباً 250 KSI است. در اروپا مهندسان Welser Profile نیز به موضوع سبکی پرداختند، اما علاوه بر استفاده از مواد با مقاومت بالا، آن را با قالب گیری پیچیده نیز حل کردند.
فرآیند شکل دهی سرد ثبت شده ولسر پروفیل برای مواد کم استحکام مناسب است، اما هندسه ایجاد شده توسط دستگاه رول فرمینگ به کاهش وزن کل مجموعه کمک می کند. هندسه می تواند به پروفیل اجازه دهد تا عملکردهای متعددی را انجام دهد و در عین حال تعداد قطعات را کاهش دهد (بدون ذکر هزینه صرف شده برای تولید). به عنوان مثال، شیارهای پروفیلی می توانند اتصالات به هم پیوسته ای ایجاد کنند که جوش یا بست ها را حذف می کند. یا شکل پروفیل می تواند کل ساختار را سفت تر کند. شاید مهم‌تر از همه، Welser می‌تواند پروفیل‌هایی ایجاد کند که در برخی مکان‌ها ضخیم‌تر و در برخی جاها نازک‌تر هستند، و در صورت نیاز، در عین کاهش وزن کلی، استحکام را فراهم می‌کنند.
مهندسان و طراحان شکل‌دهی سنتی از یک قانون فرآیندپذیری یک دهه پیروی می‌کنند: از شعاع‌های کوچک، شاخه‌های کوتاه، خمیدگی‌های 90 درجه، هندسه‌های عمیق داخلی و غیره اجتناب کنید. جانسون گفت: «البته، ما همیشه دهه 90 سختی داشتیم.
نمایه شبیه یک اکستروژن به نظر می رسد، اما در واقع توسط Welser Profile به صورت سرد شکل می گیرد.
البته مهندسان از ماشین‌های رول‌فرمینگ می‌خواهند که این قوانین ساخت‌پذیری را زیر پا بگذارند و اینجاست که قابلیت‌های ابزارسازی و مهندسی رول شاپ وارد عمل می‌شود. هر چه مهندسان بیشتر بتوانند فرآیند را پیش ببرند (تشکیل هندسه های داخلی 90 درجه متراکم تر و عمیق تر) و در عین حال هزینه های ابزار و تنوع فرآیند را به حداقل برسانند، ماشین رول فرمینگ رقابتی تر خواهد بود.
اما همانطور که جانسون توضیح می دهد، شکل گیری سرد در یک آسیاب نورد بسیار بیشتر از این است. این فرآیند به شما امکان می‌دهد تا پروفایل‌هایی را دریافت کنید که اکثر مهندسان حتی استفاده از پروفایل را در نظر نمی‌گیرند. «نواری از ورق فلز را تصور کنید که فرآیند نورد را طی کرده است، شاید 0.100 اینچ ضخامت داشته باشد. ما می توانیم یک شکاف T در مرکز پایین این پروفایل ایجاد کنیم. بسته به تلورانس ها و سایر نیازهای قطعات باید نورد گرم یا ماشینکاری شود، اما ما به راحتی می توانیم این هندسه را رول کنیم.
جزئیات این فرآیند متعلق به شرکت است و ولسر الگوی گل را فاش نمی کند. اما جانسون منطق چندین فرآیند را تشریح می کند.
اجازه دهید ابتدا عملیات منبت کاری بر روی پرس مهر زنی را در نظر بگیریم. هنگامی که فشرده می کنید، کشش یا فشرده سازی را نیز انجام می دهید. بنابراین مواد را کشیده و به نواحی مختلف ابزار [سطح] منتقل می‌کنید، درست مانند پر کردن شعاع روی ابزار. اما [در نمایه‌سازی] این فرآیند شکل‌گیری سرد مانند پر کردن شعاع روی استروئیدها است.
کار سرد باعث تقویت مواد در مناطق خاصی می شود، این می تواند به نفع طراح مهندسی شود. با این حال، ماشین پروفیل باید این تغییرات در خواص مواد را نیز در نظر بگیرد. جانسون می‌گوید: «می‌توانید شاهد افزایش قابل توجهی در عملکرد، گاهی اوقات تا 30 درصد باشید»، و افزود که این افزایش باید از همان ابتدا در برنامه گنجانده شود.
با این حال، شکل دهی سرد پروفیل Welser ممکن است شامل عملیات اضافی مانند دوخت و جوش باشد. مانند پروفیل معمولی، سوراخ کردن را می توان قبل، در حین یا بعد از پروفیل انجام داد، اما ابزارهای مورد استفاده باید اثرات کار سرد را در طول فرآیند در نظر بگیرند.
مواد تشکیل‌دهنده سرد در تأسیسات اروپایی Welser Profile به اندازه مواد نورد شده با استحکام بالا در تأسیسات Superior، اوهایو، قوی نیست. بسته به کاربرد، این شرکت می تواند مواد تشکیل دهنده سرد را با فشار تا 450 مگاپاسکال تولید کند. اما موضوع فقط انتخاب ماده ای با مقاومت کششی مشخص نیست.
جانسون گفت: «شما نمی توانید این کار را با مواد با استحکام بالا و کم آلیاژ انجام دهید،» و افزود: «ما اغلب دوست داریم از مواد میکرو آلیاژی استفاده کنیم که به جلوگیری از شکستگی کمک می کند. بدیهی است که انتخاب مواد یک بخش مهم است.
برای نشان دادن اصول اولیه این فرآیند، جانسون طراحی لوله تلسکوپی را توصیف می کند. یکی از لوله ها داخل دیگری قرار می گیرد و نمی تواند بچرخد، بنابراین هر لوله دارای شیار آجدار در یک مکان خاص در اطراف محیط است. اینها فقط سفت کننده هایی با شعاع نیستند، بلکه زمانی که یک لوله وارد لوله دیگری می شود، باعث بازی چرخشی می شوند. این لوله های تحمل محکم باید با دقت وارد شده و به آرامی با بازی چرخشی کمی جمع شوند. علاوه بر این، قطر خارجی لوله بیرونی باید دقیقاً یکسان باشد، بدون برآمدگی قالب روی قطر داخلی. برای این منظور، این لوله ها دارای شیارهای واقعی هستند که در نگاه اول به نظر می رسد که اکسترود شده اند، اما اینطور نیست. آنها از طریق فرم دهی سرد بر روی دستگاه های رول فرمینگ تولید می شوند.
برای ایجاد شیارها، ابزار نورد مواد را در نقاط خاصی در امتداد محیط لوله نازک می کند. مهندسان این فرآیند را طوری طراحی کردند که بتوانند جریان مواد را از این شیارهای نازک به بقیه محیط لوله پیش بینی کنند. جریان مواد باید دقیقاً کنترل شود تا ضخامت دیواره لوله بین این شیارها ثابت باشد. اگر ضخامت دیواره لوله ثابت نباشد، قطعات به درستی لانه نخواهند کرد.
فرآیند شکل‌دهی سرد در کارخانه‌های رول‌فرمینگ اروپایی Welser Profile باعث می‌شود برخی از قطعات نازک‌تر، برخی دیگر ضخیم‌تر شوند و شیارها در مکان‌های دیگر قرار گیرند.
باز هم، یک مهندس به یک قطعه نگاه می کند و ممکن است فکر کند که اکستروژن یا آهنگری داغ است، و این یک مشکل با هر فناوری تولیدی است که عقل متعارف را به چالش می کشد. بسیاری از مهندسان توسعه چنین قطعه ای را در نظر نگرفتند، زیرا معتقد بودند ساخت آن بسیار گران یا غیرممکن است. به این ترتیب، جانسون و تیم او نه تنها در مورد قابلیت‌های این فرآیند، بلکه در مورد مزایای مشارکت مهندسان Welser Profile در پروفایل‌سازی در مراحل اولیه طراحی نیز صحبت می‌کنند.
مهندسان طراح و رول روی انتخاب مواد با هم کار می‌کنند، ضخامت را به‌طور استراتژیک انتخاب می‌کنند و ساختار دانه را بهبود می‌بخشند، که تا حدی توسط ابزار کار هدایت می‌شود، و دقیقاً جایی که شکل‌دهی سرد (یعنی ضخیم شدن و نازک شدن) در تشکیل گل اتفاق می‌افتد. مشخصات کامل این کار بسیار پیچیده‌تر از اتصال ساده بخش‌های مدولار یک ابزار نورد است (پروفایل Welser تقریباً منحصراً از ابزارهای مدولار استفاده می‌کند).
ولسر با بیش از 2500 کارمند و بیش از 90 خط رول فرمینگ، یکی از بزرگترین شرکت های رول فرمینگ متعلق به خانواده در جهان است که نیروی کار زیادی را به ابزارها و مهندسان اختصاص داده است که از همان ابزارهایی استفاده می کنند که تاکنون استفاده شده است. برای چندین سال کتابخانه Die. نمایه سازی بیش از 22500 پروفایل مختلف.
جانسون گفت: «در حال حاضر بیش از 700000 ابزار غلتکی [مژولار] در انبار داریم.
جانسون گفت: «سازندگان کارخانه نمی‌دانستند چرا ما مشخصات خاصی را می‌خواهیم، اما آنها شرایط ما را برآورده می‌کنند،» و افزود که این «تعدیل‌های غیرمعمول» در کارخانه به ولسر کمک کرد تا فرآیند شکل‌دهی سرد خود را بهبود بخشد.
بنابراین، ولزر چه مدت در تجارت فولاد بوده است؟ جانسون لبخند زد. "اوه، تقریبا همیشه." فقط نیمی از شوخی بود. تأسیس شرکت به سال 1664 برمی گردد. «راستش را بخواهید، این شرکت در تجارت فولاد است. به عنوان یک کارخانه ریخته گری شروع شد و در اواخر دهه 1950 شروع به نورد و شکل گیری کرد و از آن زمان تا کنون رشد کرده است.
خانواده Welser این کسب و کار را برای 11 نسل اداره کرده است. جانسون گفت: «مدیر اجرایی توماس ولسر است. پدربزرگ او یک شرکت پروفایل راه اندازی کرد و پدرش در واقع یک کارآفرین بود که اندازه و دامنه تجارت را گسترش داد. امروزه درآمد سالانه در سراسر جهان بیش از 700 میلیون دلار است.
جانسون ادامه داد: «در حالی که پدر توماس مشغول ساخت شرکت در اروپا بود، توماس واقعاً به فروش بین‌المللی و توسعه تجارت مشغول بود. او احساس می کند که این نسل اوست و زمان آن فرا رسیده که شرکت را جهانی کند.»
خرید Superior بخشی از این استراتژی بود، بخش دیگر معرفی فناوری نورد سرد به ایالات متحده بود. در زمان نگارش این مقاله، فرآیند شکل‌دهی سرد در تأسیسات اروپایی Welser Profile انجام می‌شود، جایی که این شرکت محصولات را به بازارهای جهانی صادر می‌کند. هیچ برنامه ای برای آوردن این فناوری به ایالات متحده، حداقل هنوز اعلام نشده است. جانسون گفت که مانند هر چیز دیگری، کارخانه نورد قصد دارد ظرفیت خود را بر اساس تقاضا افزایش دهد.
الگوی گل پروفیل رول سنتی مراحل تشکیل مواد را هنگام عبور از ایستگاه نورد نشان می دهد. از آنجایی که جزئیات پشت فرآیند شکل دهی سرد Welser Profile اختصاصی است، طرح های گل تولید نمی کند.
Welser Profile و زیرمجموعه آن Superior پروفایل سنتی را ارائه می دهند، اما هر دو در زمینه هایی تخصص دارند که نیازی به مشخصات نیست. برای Superior، این یک ماده با مقاومت بالا است، برای Welser Profile، قالب گیری شکل پیچیده ای است که در بسیاری از موارد نه با سایر ماشین های نورد، بلکه با اکسترودرها و سایر تجهیزات تولید ویژه رقابت می کند.
در واقع، جانسون گفت که تیم او استراتژی اکسترودر آلومینیوم را دنبال می کند. در اوایل دهه 1980، شرکت‌های آلومینیومی وارد بازار شدند و گفتند: "اگر می‌توانید رویای آن را داشته باشید، ما می‌توانیم آن را حذف کنیم." آنها در دادن گزینه به مهندسان بسیار خوب بودند. اگر فقط می توانید در مورد آن رویاپردازی کنید، هزینه کمی برای ابزارسازی می پردازید. ما می توانیم آن را با هزینه ای تولید کنیم. این کار مهندسان را آزاد می کند زیرا آنها به معنای واقعی کلمه می توانند هر چیزی را ترسیم کنند. اکنون ما در حال انجام کاری مشابه هستیم - فقط اکنون با نمایه سازی.
تیم هستون سردبیر ارشد مجله FABRICATOR است و از سال 1998 در صنعت ساخت فلز فعالیت می کند و کار خود را با مجله جوش انجمن جوش آمریکا آغاز کرده است. از آن زمان، او کل فرآیند ساخت فلز، از مهر زنی، خم کردن و برش را تا سنگ زنی و پرداخت را انجام داده است. در اکتبر 2007 به فابریکاتور پیوست.
FABRICATOR مجله برجسته مهر زنی و ساخت فلز در آمریکای شمالی است. این مجله اخبار، مقالات فنی و داستان های موفقیت آمیز را منتشر می کند که تولید کنندگان را قادر می سازد تا کار خود را به نحو احسن انجام دهند. FABRICATOR از سال 1970 وارد صنعت شده است.
دسترسی دیجیتالی کامل به FABRICATOR اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
دسترسی دیجیتالی کامل به مجله Tubing اکنون در دسترس است و به شما امکان دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را می دهد.
دسترسی دیجیتال کامل به The Fabricator en Español اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
از زمان تأسیس شرکت اتوبوس دیترویت در سال 2011، اندی دیدروشی بدون وقفه به فعالیت خود ادامه داده است.
زمان ارسال: اوت-22-2023