قالب گیری خودکار

ریخته گری ها به طور فزاینده اتوماسیون فرآیند داده محور را برای دستیابی به اهداف بلند مدت با کیفیت بالاتر ، زباله کمتر ، حداکثر به روز و حداقل هزینه ها اتخاذ می کنند. هماهنگ سازی دیجیتالی کاملاً یکپارچه فرآیندهای ریختن و قالب گیری (ریخته گری یکپارچه) به ویژه برای ریخته گری هایی که با چالش های تولید فقط به موقع ، کاهش زمان چرخه و تغییر مدل های مکرر ارزشمند است ، بسیار ارزشمند است. با استفاده از سیستم های قالب بندی و ریخته گری خودکار که یکپارچه به هم پیوند می خورند ، فرآیند ریخته گری سریعتر می شود و قطعات با کیفیت بالاتر به طور مداوم تولید می شوند. فرآیند ریختن خودکار شامل نظارت بر دمای ریختن و همچنین تغذیه مواد تلقیح و بررسی هر قالب است. این باعث بهبود کیفیت هر ریخته گری شده و میزان قراضه را کاهش می دهد. این اتوماسیون جامع همچنین نیاز به اپراتورها را با سالها تجربه تخصصی کاهش می دهد. عملیات نیز ایمن تر می شود زیرا تعداد کمتری کارگران درگیر هستند. این دیدگاه چشم انداز آینده نیست ؛ این اکنون اتفاق می افتد. ابزارهایی مانند اتوماسیون ریخته گری و روباتیک ، جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها طی چند دهه تکامل یافته است ، اما اخیراً پیشرفت با توسعه محاسبات با کارایی بالا و صنعت پیشرفته 4.0 سنسورهای شبکه ای و سیستم های کنترل سازگار تسریع شده است. راه حل ها و شرکا در حال حاضر وجودی را قادر می سازد تا زیرساخت های قوی و هوشمندانه ای را برای پشتیبانی از پروژه های بلندپروازانه تر ایجاد کنند و چندین فرآیند فرعی قبلاً مستقل را برای هماهنگی تلاش های خود جمع کنند. ذخیره و تجزیه و تحلیل داده های فرآیند جمع آوری شده توسط این سیستم های یکپارچه و یکپارچه همچنین در یک چرخه فضیلت از بهبود مداوم داده ها را باز می کند. ریخته گری ها می توانند پارامترهای فرآیند را با بررسی داده های تاریخی جمع آوری و تجزیه و تحلیل کنند تا همبستگی بین آنها و نتایج پردازش پیدا کنند. فرایند خودکار سپس محیطی شفاف را فراهم می کند که در آن هرگونه پیشرفت مشخص شده توسط تجزیه و تحلیل را می توان به طور کامل و به سرعت آزمایش کرد ، تأیید شد و در صورت امکان اجرا شد.
چالش های قالب گیری یکپارچه به دلیل گرایش به سمت تولید فقط در زمان ، مشتریانی که از خطوط قالب گیری Disamatic® استفاده می کنند ، اغلب باید مدل ها را به طور مکرر بین دسته های کوچک تغییر دهند. با استفاده از تجهیزات مانند تعویض پودر اتوماتیک (APC) یا یک تعویض پودر سریع (QPC) از DISA ، می توان قالب ها را به اندازه یک دقیقه تغییر داد. با تغییر الگوی سرعت بالا ، تنگنا در این فرآیند تمایل به تغییر به سمت ریختن دارد-زمان لازم برای حرکت دستی Tundish برای ریختن پس از تغییر الگوی. ریخته گری یکپارچه بهترین راه برای بهبود این مرحله از فرآیند ریخته گری است. اگرچه ریخته گری اغلب به طور جزئی خودکار است ، اتوماسیون کامل نیاز به ادغام یکپارچه سیستم های کنترل خط قالب و تجهیزات پر کننده دارد به طوری که آنها در تمام شرایط عملیاتی ممکن کاملاً همزمان عمل می کنند. برای دستیابی به این قابل اطمینان ، واحد ریختن باید دقیقاً بداند که می توان قالب بعدی را بریزید و در صورت لزوم موقعیت واحد پر کردن را تنظیم کنید. دستیابی به پر کردن خودکار کارآمد در یک فرآیند تولید پایدار از همان قالب چندان دشوار نیست. هر بار که یک قالب جدید درست می شود ، ستون قالب همان فاصله (ضخامت قالب) را حرکت می دهد. به این ترتیب ، واحد پر کردن می تواند در همان موقعیت باقی بماند ، آماده پر کردن قالب خالی بعدی پس از متوقف شدن خط تولید. فقط تنظیمات جزئی در موقعیت ریخته شده برای جبران تغییرات در ضخامت قالب ناشی از تغییر در تراکم پذیری شن و ماسه مورد نیاز است. نیاز به این تنظیمات خوب اخیراً به لطف ویژگی های جدید خط قالب که باعث می شود موقعیت های ریختن در طول تولید مداوم سازگار تر باشند ، کاهش یافته است. پس از اتمام هر ریختن ، خط قالب گیری دوباره یک سکته مغزی حرکت می کند و قالب خالی بعدی را در جای خود قرار می دهد تا ریختن بعدی را شروع کند. در حالی که این اتفاق می افتد ، دستگاه پر کردن قابل استفاده مجدد است. هنگام تغییر مدل ، ضخامت قالب ممکن است تغییر کند ، که به اتوماسیون پیچیده نیاز دارد. بر خلاف فرآیند ماسهبازی افقی ، که در آن ارتفاع ماسهبازی ثابت است ، فرآیند عمودی غیرفعال می تواند ضخامت قالب را به ضخامت دقیق مورد نیاز برای هر مجموعه از مدل ها تنظیم کند تا یک ماسه ثابت به نسبت آهن حفظ شود و ارتفاع مدل را به خود اختصاص دهد. این یک مزیت مهم در اطمینان از کیفیت بهینه ریخته گری و استفاده از منابع است ، اما ضخامت های مختلف قالب باعث می شود کنترل بازیگران خودکار به چالش کشیده تر شود. پس از تغییر مدل ، دستگاه Disamatic® شروع به تولید دسته بعدی قالب با همان ضخامت می کند ، اما دستگاه پر کردن روی خط هنوز قالب های مدل قبلی را پر می کند ، که ممکن است ضخامت قالب متفاوتی داشته باشد. برای مقابله با این ، خط قالب گیری و گیاه پر کننده باید یکپارچه به عنوان یک سیستم هماهنگ کار کند و قالب های یک ضخامت را تولید کند و با خیال راحت دیگری را بریزد. ریختن یکپارچه پس از تغییر الگوی. پس از تغییر الگوی ، ضخامت قالب باقیمانده بین دستگاه های قالب گیری یکسان است. واحد ریختن ساخته شده از مدل قبلی یکسان است ، اما از آنجا که قالب جدید که از دستگاه قالب گیری بیرون می آید ممکن است ضخیم تر یا نازک تر باشد ، کل رشته می تواند در مسافت های مختلف در هر چرخه - به ضخامت فرم جدید - پیشرفت کند. این بدان معنی است که با هر سکته مغزی از دستگاه قالب گیری ، سیستم ریخته گری یکپارچه باید موقعیت ریخته گری را در آماده سازی برای بازیگران بعدی تنظیم کند. پس از ریختن دسته قبلی قالب ها ، ضخامت قالب دوباره ثابت می شود و تولید پایدار از سر گرفته می شود. به عنوان مثال ، اگر قالب جدید به جای قالب ضخامت 200 میلی متری که قبلاً ریخته می شد ، ضخامت 150 میلی متر داشته باشد ، دستگاه ریختن باید 50 میلی متر را به سمت دستگاه قالب گیری با هر سکته مغزی از دستگاه قالب گیری حرکت دهد تا در حالت صحیح ریختن قرار بگیرد. بشر برای اینکه یک گیاه در حال ریختن آماده شود تا هنگام حرکت ستون قالب ، بریزد ، کنترل کننده گیاه پر کننده باید دقیقاً بداند که چه قالب را در آن می ریزد و از کجا و از کجا و به منطقه ریختن می رسد. با استفاده از یک مدل جدید که هنگام ریختن قالب های نازک قالب های ضخیم تولید می کند ، سیستم باید بتواند دو قالب را در یک چرخه ریخته کند. به عنوان مثال ، هنگام تهیه قالب به قطر 400 میلی متر و ریختن قالب قطر 200 میلی متر ، دستگاه ریختن باید 200 میلی متر از دستگاه قالب گیری برای هر قالب ساخته شده فاصله داشته باشد. در بعضی از مواقع ، سکته مغزی 400 میلی متری دو قالب قطر 200 میلی متری پر نشده را از ناحیه ریختن احتمالی خارج می کند. در این حالت ، دستگاه قالب گیری باید منتظر بماند تا دستگاه پر کننده قبل از حرکت به سکته مغزی بعدی ، دو قالب 200 میلی متری را به پایان برساند. یا در هنگام ساخت قالب های نازک ، ریخته باید بتواند در حالی که هنوز قالب های ضخیم می ریزد ، ریخته را کاملاً در چرخه پر کند. به عنوان مثال ، هنگام تهیه قالب قطر 200 میلی متری و ریختن قالب قطر 400 میلی متر ، قرار دادن یک قالب جدید به قطر 400 میلی متر در ناحیه ریختن به این معنی است که باید دو قالب قطر 200 میلی متری تهیه شود. ردیابی ، محاسبات و تبادل داده مورد نیاز برای یک سیستم یکپارچه سازی و ریختن یکپارچه برای تهیه ریختن خودکار بدون دردسر ، همانطور که در بالا توضیح داده شد ، در گذشته چالش هایی را برای بسیاری از تأمین کنندگان تجهیزات ارائه داده است. اما به لطف ماشینهای مدرن ، سیستم های دیجیتال و بهترین شیوه ها ، ریختن یکپارچه می تواند با حداقل راه اندازی به سرعت (و به سرعت) حاصل شود. شرط اصلی نوعی "حسابداری" فرآیند است و اطلاعاتی در مورد موقعیت مکانی هر فرم در زمان واقعی ارائه می دهد. سیستم DISA Monitizer® | CIM (ماژول یکپارچه رایانه) با ضبط هر قالب ساخته شده و ردیابی حرکت خود از طریق خط تولید ، این هدف را به دست می آورد. به عنوان یک تایمر فرآیند ، یک سری از جریان داده های با مهر و موم ایجاد می کند که موقعیت هر قالب و نازل آن را در هر ثانیه محاسبه می کند. در صورت لزوم ، برای دستیابی به هماهنگ سازی دقیق ، داده ها را در زمان واقعی با سیستم کنترل گیاه و سایر سیستم ها مبادله می کند. سیستم DISA داده های مهمی را برای هر قالب از پایگاه داده CIM مانند ضخامت قالب استخراج می کند و نمی توان آن را ریخت و آن را به سیستم کنترل گیاه پر می کند. با استفاده از این داده های دقیق (تولید شده پس از انتشار قالب) ، ریخته می تواند قبل از رسیدن قالب ، مونتاژ ریختن را به حالت صحیح منتقل کند و سپس در حالی که قالب هنوز در حال حرکت است ، باز کردن میله جلوی را شروع کنید. قالب به موقع می رسد تا آهن را از گیاه ریخته دریافت کند. این زمان ایده آل بسیار مهم است ، یعنی ذوب به طور دقیق به جام ریختن می رسد. Pour Time یک تنگنای بهره وری رایج است و با زمان بندی کامل شروع ریختن ، زمان چرخه را می توان با چندین دهم ثانیه کاهش داد. سیستم قالب گیری DISA همچنین داده های مربوطه را از دستگاه قالب گیری ، مانند اندازه قالب فعلی و فشار تزریق و همچنین داده های فرآیند گسترده تر مانند تراکم شن و ماسه ، به Monitizer® | CIM منتقل می کند. به نوبه خود ، Monitizer® | CIM پارامترهای مهم و مهم را برای هر قالب از گیاه پر کننده ، مانند دمای ریختن ، ریختن زمان و موفقیت فرآیندهای ریختن و تلقیح دریافت و ذخیره می کند. این اجازه می دهد تا فرم های فردی به عنوان بد و از هم جدا شوند قبل از مخلوط کردن در سیستم لرزش. علاوه بر اتوماسیون دستگاه های قالب ریزی ، خطوط قالب بندی و ریخته گری ، Monitizer® | CIM یک چارچوب سازگار با صنعت 4.0 برای خرید ، ذخیره ، گزارش و تجزیه و تحلیل را فراهم می کند. مدیریت ریخته گری می تواند گزارش های مفصل را مشاهده کرده و برای ردیابی مسائل کیفیت و پیشرفت های احتمالی ، به داده ها متناسب باشد. تجربه بازیگران یکپارچه Ortrander Ortrander Eisenhütte یک ریخته گری خانوادگی در آلمان است که در تولید بازیگران آهنی با کیفیت بالا ، با کیفیت بالا برای اجزای خودرو ، غده های چوبی سنگین و زیرساخت ها و قطعات ماشین آلات عمومی تخصص دارد. ریخته گری آهن خاکستری ، آهن انعطاف پذیر و آهن گرافیتی فشرده تولید می کند و تقریباً 27000 تن ریخته گری با کیفیت بالا در سال تولید می کند و دو شیفت را پنج روز در هفته کار می کند. Ortrander چهار کوره ذوب القایی 6 تنی و سه خط قالب گیری DISA را اداره می کند و تقریباً 100 تن ریخته گری در روز تولید می کند. این شامل تولید کوتاه یک ساعته ، گاهی اوقات برای مشتری های مهم کمتر است ، بنابراین الگوی باید مرتباً تغییر کند. برای بهینه سازی کیفیت و کارآیی ، مدیرعامل Bernd H. Williams-Book منابع قابل توجهی را در اجرای اتوماسیون و تجزیه و تحلیل سرمایه گذاری کرده است. اولین قدم برای خودکارسازی فرآیند ذوب و دوز آهن ، به روزرسانی سه کوره ریخته گری موجود با استفاده از آخرین سیستم Pourtech ، که شامل فناوری لیزر سه بعدی ، جوجه کشی و کنترل دما است. کوره ها ، قالب های قالب ریزی و ریخته گری اکنون به صورت دیجیتالی کنترل و هماهنگ شده اند و تقریباً به طور خودکار کار می کنند. هنگامی که مدل ماشین قالب تغییر می کند ، کنترلر Pourtech Pour Controller سیستم DISA Monitizer® | CIM را برای ابعاد جدید قالب ارائه می دهد. بر اساس داده های DISA ، کنترلر POUR محاسبه می کند که در آن گره ریخته را برای هر ریخته قرار دهید. دقیقاً می داند چه زمانی اولین قالب جدید به گیاه پر کننده می رسد و به طور خودکار به دنباله ریختن جدید تغییر می کند. اگر جیگ در هر زمان به انتهای سکته مغزی خود برسد ، دستگاه انکاریک متوقف می شود و جیگ به طور خودکار برمی گردد. هنگامی که اولین قالب جدید از دستگاه خارج می شود ، به اپراتور هشدار می یابد تا بتواند بصری بررسی کند که در موقعیت صحیح قرار دارد. فواید فرآیندهای ریخته گری سنتی یکپارچه یا سیستم های خودکار پیچیده کمتر می تواند منجر به زمان تولید از دست رفته در طول تغییر مدل شود ، که حتی با تغییر سریع قالب در دستگاه قالب گیری اجتناب ناپذیر است. تنظیم مجدد دستی قالب های ریخته و ریختن کندتر است ، به اپراتورهای بیشتری احتیاج دارد و مستعد خطاهایی مانند شعله ور است. اورتاندر دریافت که هنگام بطری با دست ، کارمندانش سرانجام خسته شدند ، تمرکز خود را از دست دادند و اشتباه کردند ، مانند خاموش کردن. ادغام یکپارچه قالب و ریختن در ضمن کاهش زباله و خرابی ، فرآیندهای سریعتر ، سازگارتر و با کیفیت بالاتر را امکان پذیر می کند. با استفاده از Ortrander ، پر کردن اتوماتیک سه دقیقه قبلی را که برای تنظیم موقعیت واحد پر کردن در طی تغییرات مدل مورد نیاز است ، از بین می برد. آقای ویلیامز کتاب گفت: کل روند تبدیل به 4.5 دقیقه طول می کشد. امروز کمتر از دو دقیقه. با تغییر بین 8 تا 12 مدل در هر شیفت ، کارمندان Ortrander اکنون حدود 30 دقیقه در هر شیفت ، نیمی از گذشته می گذرانند. کیفیت از طریق قوام بیشتر و توانایی بهینه سازی مداوم فرآیندها افزایش می یابد. Ortrander با معرفی ریخته گری یکپارچه ، تقریباً 20 ٪ زباله ها را کاهش داد. علاوه بر کاهش خرابی در هنگام تغییر مدل ها ، کل خط قالب و ریختن به جای سه مورد قبلی فقط به دو نفر نیاز دارد. در برخی از شیفت ها ، سه نفر می توانند دو خط تولید کامل را اداره کنند. نظارت تقریباً همه این کارگران است: به غیر از انتخاب مدل بعدی ، مدیریت مخلوط های ماسه ای و حمل ذوب ، آنها کارهای دستی کمی دارند. فایده دیگر ، کاهش نیاز به کارمندان باتجربه است که یافتن آنها دشوار است. اگرچه اتوماسیون به برخی از آموزش های اپراتور نیاز دارد ، اما اطلاعات مربوط به فرآیند مهم را برای تصمیم گیری های خوب در اختیار افراد قرار می دهد. در آینده ، ماشین ها ممکن است تمام تصمیمات را بگیرند. سودهای داده از ریخته گری یکپارچه هنگام تلاش برای بهبود یک فرآیند ، اغلب می گویند: "ما همین کار را به همان روش انجام می دهیم ، اما با نتایج متفاوت." بنابراین آنها به مدت 10 ثانیه در همان دما و سطح بازی می کنند ، اما برخی از ریخته گری ها خوب و برخی بد هستند. با افزودن سنسورهای خودکار ، جمع آوری داده های با مهر و موم شده در هر پارامتر فرآیند و نتایج نظارت ، یک سیستم ریخته گری یکپارچه یکپارچه ، زنجیره ای از داده های فرآیند مرتبط را ایجاد می کند و باعث می شود هنگام شروع کیفیت ، علل ریشه را آسان تر کنید. به عنوان مثال ، اگر اجزاء غیر منتظره در یک دسته از دیسک های ترمز رخ دهد ، مدیران می توانند به سرعت بررسی کنند که پارامترها در حد قابل قبولی هستند. از آنجا که کنترل کننده های دستگاه قالب گیری ، گیاهان ریخته گری و سایر کارکردها مانند کوره ها و میکسرهای ماسه ای به صورت هماهنگ کار می کنند ، داده های تولید شده آنها را می توان برای شناسایی روابط در طول فرآیند ، از خواص شن گرفته تا کیفیت سطح نهایی ریخته گری تجزیه و تحلیل کرد. یک مثال ممکن است که چگونه سطح و دما بر روی پر کردن قالب برای هر مدل جداگانه تأثیر می گذارد. پایگاه داده حاصل همچنین پایه و اساس استفاده آینده از تکنیک های تجزیه و تحلیل خودکار مانند یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (AI) را برای بهینه سازی فرایندها فراهم می کند. Ortrander داده های فرآیند را در زمان واقعی از طریق رابط های دستگاه ، اندازه گیری سنسور و نمونه های آزمایش جمع می کند. برای هر ریخته گری قالب ، حدود هزار پارامتر جمع آوری می شود. پیش از این ، فقط زمان لازم برای هر ریختگی را ثبت می کرد ، اما اکنون دقیقاً می داند که سطح نازل ریختن هر ثانیه چیست و به پرسنل باتجربه این امکان را می دهد تا بررسی کنند که چگونه این پارامتر بر سایر شاخص ها و همچنین کیفیت نهایی ریخته گری تأثیر می گذارد. آیا در حالی که قالب پر می شود ، مایع از نازل ریختن تخلیه می شود ، یا آیا نازل ریختن در هنگام پر کردن به یک سطح تقریبا ثابت پر می شود؟ Ortrander سه تا پنج میلیون قالب در سال تولید می کند و داده های زیادی را جمع آوری کرده است. Ortrander همچنین در صورت بروز مسائل مربوط به کیفیت ، چندین تصویر از هر ریخته شده را در پایگاه داده Pourtech ذخیره می کند. یافتن راهی برای ارزیابی خودکار این تصاویر یک هدف آینده است. نتیجه گیری تشکیل و ریختن خودکار همزمان منجر به فرآیندهای سریعتر ، کیفیت سازگارتر و زباله های کمتر می شود. با تغییر رنگ آمیزی صاف و الگوی اتوماتیک ، خط تولید به طور موثری به طور مستقل عمل می کند و فقط به حداقل تلاش دستی نیاز دارد. از آنجا که اپراتور نقش نظارتی را ایفا می کند ، تعداد کمتری به پرسنل مورد نیاز است. ریخته گری یکپارچه اکنون در بسیاری از نقاط جهان استفاده می شود و می تواند برای همه ریخته گری های مدرن اعمال شود. هر ریخته گری به یک راه حل کمی متفاوت متناسب با نیازهای خود نیاز دارد ، اما فناوری برای اجرای آن به خوبی اثبات شده است ، در حال حاضر از DISA و شریک زندگی خود در حال ریختن فناوری AB است و نیازی به کار زیادی ندارد. کار سفارشی را می توان انجام داد. افزایش استفاده از هوش مصنوعی و اتوماسیون هوشمند در ریخته گری ها هنوز در مرحله آزمایش است ، اما همانطور که ریخته گری ها و OEM ها داده ها و تجربه های بیشتری را در طی دو تا سه سال آینده جمع می کنند ، انتقال به اتوماسیون به میزان قابل توجهی تسریع می کند. این راه حل در حال حاضر اختیاری است ، با این حال ، به عنوان هوش داده بهترین راه برای بهینه سازی فرایندها و بهبود سودآوری ، اتوماسیون بیشتر و جمع آوری داده ها به جای یک پروژه آزمایشی به یک روش استاندارد تبدیل می شود. در گذشته ، بزرگترین دارایی یک ریخته گری مدل آن و تجربه کارمندان آن بود. اکنون که ریخته گری یکپارچه با سیستم های بیشتر اتوماسیون و صنعت 4.0 ترکیب شده است ، داده ها به سرعت در حال تبدیل شدن به ستون سوم موفقیت ریخته گری هستند.
-ما صمیمانه از Pour-Tech و Ortrander Eisenhütte بخاطر اظهار نظرشان در هنگام تهیه این مقاله تشکر می کنیم.
بله ، من می خواهم خبرنامه دو هفته ای را با تمام اخبار ، آزمایشات و گزارش ها در مورد محصولات و مواد دریافت کنم. به علاوه خبرنامه های ویژه - همه با لغو رایگان در هر زمان.