Dökümhaneler, daha yüksek kalite, daha az atık, maksimum çalışma süresi ve minimum maliyet gibi uzun vadeli hedeflere ulaşmak için giderek daha fazla veri odaklı süreç otomasyonunu benimsiyor. Döküm ve kalıplama süreçlerinin tamamen entegre dijital senkronizasyonu (kusursuz döküm), tam zamanında üretim, azaltılmış çevrim süreleri ve daha sık model değişiklikleri gibi zorluklarla karşılaşan dökümhaneler için özellikle değerlidir. Kusursuz bir şekilde birbirine bağlanan otomatik kalıplama ve döküm sistemleri sayesinde döküm süreci daha hızlı hale gelir ve daha yüksek kaliteli parçalar daha tutarlı bir şekilde üretilir. Otomatik döküm süreci, döküm sıcaklığının izlenmesini, aşı malzemesinin beslenmesini ve her kalıbın kontrol edilmesini içerir. Bu, her dökümün kalitesini artırır ve hurda oranını düşürür. Bu kapsamlı otomasyon, uzun yıllara dayanan uzmanlığa sahip operatör ihtiyacını da azaltır. Ayrıca, genel olarak daha az işçi çalıştığı için operasyonlar daha güvenli hale gelir. Bu vizyon, geleceğe dair bir vizyon değildir; bu vizyon şu anda gerçekleşiyor. Dökümhane otomasyonu ve robotik, veri toplama ve analizi gibi araçlar on yıllar içinde gelişti, ancak uygun fiyatlı yüksek performanslı bilgi işlem, gelişmiş Endüstri 4.0 ağ bağlantılı sensörler ve uyumlu kontrol sistemlerinin geliştirilmesiyle son zamanlarda ilerleme hızlandı. Çözümler ve ortaklar artık dökümhanelerin daha iddialı projeleri desteklemek için güçlü ve akıllı bir altyapı oluşturmalarını sağlayarak, daha önce bağımsız olan birden fazla alt süreci bir araya getirerek çalışmalarını koordine etmelerini sağlıyor. Bu otomatik ve entegre sistemler tarafından toplanan süreç verilerinin depolanması ve analiz edilmesi, veri odaklı sürekli iyileştirmenin verimli bir döngüsünün de kapısını açıyor. Dökümhaneler, geçmiş verileri inceleyerek süreç parametrelerini toplayıp analiz ederek, bunlar ile süreç sonuçları arasındaki ilişkileri bulabilirler. Otomatik süreç daha sonra, analizle tespit edilen tüm iyileştirmelerin kapsamlı ve hızlı bir şekilde test edilebileceği, doğrulanabileceği ve mümkünse uygulanabileceği şeffaf bir ortam sağlar.
Kusursuz Kalıplama Zorlukları Tam zamanında üretime yönelik eğilim nedeniyle, DISAMATIC® kalıplama hatlarını kullanan müşteriler genellikle küçük partiler arasında sık sık model değiştirmek zorunda kalır. DISA'nın Otomatik Toz Değiştirici (APC) veya Hızlı Toz Değiştirici (QPC) gibi ekipmanları kullanılarak şablonlar bir dakika gibi kısa bir sürede değiştirilebilir. Yüksek hızlı kalıp değişiklikleri meydana geldikçe, süreçteki darboğaz döküme doğru kayma eğilimindedir; kalıp değişikliğinden sonra döküm için tundişi manuel olarak hareket ettirmek için gereken süre. Kusursuz döküm, döküm sürecinin bu adımını iyileştirmenin en iyi yoludur. Döküm genellikle kısmen otomatikleştirilmiş olsa da, tam otomasyon, kalıplama hattının kontrol sistemlerinin ve dolum ekipmanının kusursuz entegrasyonunu gerektirir; böylece tüm olası çalışma koşullarında tamamen senkronize çalışabilirler. Bunu güvenilir bir şekilde başarmak için, döküm ünitesi bir sonraki kalıbı dökmenin güvenli olduğu yeri tam olarak bilmeli ve gerekirse dolum ünitesinin konumunu ayarlamalıdır. Aynı kalıbın istikrarlı bir üretim sürecinde verimli bir otomatik dolum sağlamak o kadar da zor değildir. Her yeni kalıp üretildiğinde, kalıp kolonu aynı mesafeyi (kalıp kalınlığını) hareket ettirir. Bu şekilde, dolum ünitesi aynı pozisyonda kalabilir ve üretim hattı durdurulduktan sonra bir sonraki boş kalıbı doldurmaya hazır hale gelir. Kum sıkıştırılabilirliğindeki değişikliklerden kaynaklanan kalıp kalınlığındaki değişiklikleri telafi etmek için döküm pozisyonunda yalnızca küçük ayarlamalar gereklidir. Tutarlı üretim sırasında döküm pozisyonlarının daha tutarlı kalmasını sağlayan yeni kalıplama hattı özellikleri sayesinde bu ince ayarlamalara olan ihtiyaç daha da azaltılmıştır. Her döküm tamamlandıktan sonra, kalıplama hattı bir hareket daha hareket ederek bir sonraki boş kalıbı yerine yerleştirir ve bir sonraki döküme başlar. Bu sırada dolum cihazı yeniden doldurulabilir. Model değiştirilirken, kalıbın kalınlığı değişebilir ve bu da karmaşık bir otomasyon gerektirir. Kumlama havuzunun yüksekliğinin sabit olduğu yatay kumlama havuzu işleminin aksine, dikey DISAMATIC® işlemi, sabit bir kum-demir oranını korumak ve modelin yüksekliğini hesaba katmak için kalıbın kalınlığını her model seti için gereken tam kalınlığa ayarlayabilir. Bu, optimum döküm kalitesi ve kaynak kullanımı sağlamada önemli bir avantajdır, ancak değişen kalıp kalınlıkları otomatik döküm kontrolünü daha da zorlaştırır. Bir model değişikliğinden sonra, DISAMATIC® makinesi aynı kalınlıktaki bir sonraki kalıp partisini üretmeye başlar, ancak hattaki dolum makinesi, farklı bir kalıp kalınlığına sahip olabilecek önceki modelin kalıplarını doldurmaya devam eder. Bu sorunu çözmek için, kalıplama hattı ve dolum tesisi, tek bir senkronize sistem gibi sorunsuz bir şekilde çalışarak belirli bir kalınlıkta kalıplar üretirken, diğerini güvenli bir şekilde dökmelidir. Model değişikliğinden sonra sorunsuz döküm. Model değişikliğinden sonra, kalıplama makineleri arasında kalan kalıbın kalınlığı aynı kalır. Önceki modelden üretilen döküm ünitesi aynı kalır, ancak kalıplama makinesinden çıkan yeni kalıp daha kalın veya daha ince olabileceğinden, tüm dizi her döngüde farklı mesafelerde ilerleyebilir - yeni formun kalınlığına. Bu, kalıplama makinesinin her vuruşunda, kusursuz döküm sisteminin bir sonraki döküme hazırlık olarak döküm konumunu ayarlaması gerektiği anlamına gelir. Önceki kalıp partisi döküldükten sonra, kalıp kalınlığı tekrar sabit hale gelir ve istikrarlı üretim devam eder. Örneğin, yeni kalıp daha önce dökülmekte olan 200 mm kalınlığındaki kalıp yerine 150 mm kalınlığındaysa, döküm cihazı, kalıplama makinesinin her vuruşunda doğru döküm pozisyonuna gelmek için kalıplama makinesine doğru 50 mm geriye hareket etmelidir. Bir döküm tesisinin kalıp sütunu hareket etmeyi bıraktığında döküme hazırlanabilmesi için, dolum tesisi kontrolörü tam olarak hangi kalıba döküm yapacağını ve döküm alanına ne zaman ve nerede varacağını bilmelidir. İnce kalıplar dökerken kalın kalıplar üreten yeni bir model kullanılarak, sistem tek çevrimde iki kalıp dökebilmelidir. Örneğin, 400 mm çapında bir kalıp yaparken ve 200 mm çapında bir kalıp dökerken, döküm cihazı, yapılan her kalıp için kalıplama makinesinden 200 mm uzakta olmalıdır. Bir noktada 400 mm'lik vuruş, iki adet doldurulmamış 200 mm çapındaki kalıbı olası döküm alanının dışına itecektir. Bu durumda, kalıplama makinesi, bir sonraki adıma geçmeden önce dolum cihazının iki 200 mm'lik kalıbı dökmeyi bitirmesini beklemelidir. Veya ince kalıplar yaparken, dökücü kalın kalıpları dökerken döngüde dökümü tamamen atlayabilmelidir. Örneğin, 200 mm çapında bir kalıp yapıp 400 mm çapında bir kalıp dökerken, döküm alanına yeni bir 400 mm çapında kalıp yerleştirmek, iki adet 200 mm çapında kalıp yapılması gerektiği anlamına gelir. Yukarıda açıklandığı gibi, sorunsuz otomatik döküm sağlamak için entegre bir kalıplama ve döküm sisteminin gerektirdiği izleme, hesaplamalar ve veri alışverişi, geçmişte birçok ekipman tedarikçisi için zorluklar yaratmıştır. Ancak modern makineler, dijital sistemler ve en iyi uygulamalar sayesinde, minimum kurulumla sorunsuz döküm hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir (ve gerçekleştirilmiştir). Temel gereksinim, her bir formun konumu hakkında gerçek zamanlı bilgi sağlayan sürecin bir tür "hesabının" tutulmasıdır. DISA'nın Monitizer®|CIM (Bilgisayar Entegre Modülü) sistemi, üretilen her kalıbı kaydederek ve üretim hattındaki hareketini izleyerek bu hedefe ulaşır. Bir işlem zamanlayıcısı olarak, her kalıbın ve nozulunun üretim hattındaki konumunu her saniye hesaplayan bir dizi zaman damgalı veri akışı oluşturur. Gerektiğinde, hassas bir senkronizasyon sağlamak için dolum tesisi kontrol sistemi ve diğer sistemlerle gerçek zamanlı veri alışverişinde bulunur. DISA sistemi, her kalıp için CIM veritabanından kalıp kalınlığı ve dökülebilir/dökülemez gibi önemli verileri çıkarır ve dolum tesisi kontrol sistemine gönderir. Bu doğru verileri (kalıp ekstrüde edildikten sonra oluşturulur) kullanarak, dökümcü kalıp gelmeden önce döküm tertibatını doğru konuma getirebilir ve kalıp hala hareket halindeyken durdurucu çubuğu açmaya başlayabilir. Kalıp, döküm tesisinden demiri almak için zamanında gelir. Bu ideal zamanlama çok önemlidir, yani eriyik döküm kabına doğru bir şekilde ulaşır. Döküm süresi yaygın bir verimlilik darboğazıdır ve döküm başlangıcının mükemmel zamanlamasını sağlayarak çevrim süreleri saniyenin onda biri kadar kısaltılabilir. DISA kalıplama sistemi ayrıca kalıplama makinesinden mevcut kalıp boyutu ve enjeksiyon basıncı gibi ilgili verileri ve kum sıkıştırılabilirliği gibi daha geniş süreç verilerini Monitizer®|CIM'e aktarır. Monitizer®|CIM ise dolum tesisinden her kalıp için döküm sıcaklığı, döküm süresi ve döküm ve aşılama süreçlerinin başarısı gibi kalite açısından kritik parametreleri alır ve depolar. Bu sayede, çalkalama sisteminde karıştırılmadan önce her bir kalıp kötü olarak işaretlenip ayrılabilir. Kalıplama makinelerini, kalıplama hatlarını ve dökümü otomatikleştirmenin yanı sıra Monitizer®|CIM, edinim, depolama, raporlama ve analiz için Endüstri 4.0 uyumlu bir çerçeve sunar. Dökümhane yönetimi, ayrıntılı raporları görüntüleyebilir ve kalite sorunlarını izlemek ve potansiyel iyileştirmeleri yönlendirmek için verileri derinlemesine inceleyebilir. Ortrander'ın Kusursuz Döküm Deneyimi Ortrander Eisenhütte, otomotiv bileşenleri, ağır hizmet tipi odun sobaları, altyapı ve genel makine parçaları için orta hacimli, yüksek kaliteli demir döküm üretiminde uzmanlaşmış, Almanya'da bulunan bir aile dökümhanesidir. Dökümhane, gri dökme demir, sünek dökme demir ve sıkıştırılmış grafitli dökme demir üretmekte ve haftada beş gün iki vardiya halinde çalışarak yılda yaklaşık 27.000 ton yüksek kaliteli döküm üretmektedir. Ortrander, dört adet 6 tonluk indüksiyon eritme fırını ve üç adet DISA kalıplama hattı işletmekte ve günde yaklaşık 100 ton döküm üretmektedir. Bu, bazen önemli müşteriler için daha kısa süren, bir saatlik kısa üretim süreçlerini de kapsamaktadır, bu nedenle şablonun sık sık değiştirilmesi gerekmektedir. Kalite ve verimliliği optimize etmek için CEO Bernd H. Williams-Book, otomasyon ve analitiği uygulamaya önemli kaynaklar yatırmıştır. İlk adım, 3D lazer teknolojisi, inkübasyon ve sıcaklık kontrolü içeren en yeni pourTECH sistemini kullanarak mevcut üç döküm fırınını yükselterek demir eritme ve dozajlama sürecini otomatikleştirmekti. Fırınlar, kalıplama ve döküm hatları artık dijital olarak kontrol ediliyor ve senkronize ediliyor ve neredeyse tamamen otomatik olarak çalışıyor. Kalıplama makinesi model değiştirdiğinde, pourTECH döküm kontrolörü yeni kalıp boyutları için DISA Monitizer®|CIM sistemine sorgu gönderir. Döküm kontrolörü, DISA verilerine dayanarak her döküm için döküm düğümünün nereye yerleştirileceğini hesaplar. İlk yeni kalıbın dolum tesisine ne zaman ulaştığını tam olarak bilir ve otomatik olarak yeni döküm sırasına geçer. Jig herhangi bir anda strokunun sonuna ulaşırsa, DISAMATIC® makinesi durur ve jig otomatik olarak geri döner. İlk yeni kalıp makineden çıkarıldığında, operatör görsel olarak doğru konumda olduğunu kontrol edebilmesi için uyarılır. Kusursuz dökümün faydaları Geleneksel elle döküm işlemleri veya daha az karmaşık otomatik sistemler, model değişiklikleri sırasında üretim süresi kaybına neden olabilir; bu, bir kalıplama makinesinde hızlı kalıp değişikliklerinde bile kaçınılmazdır. Dökücüyü ve döküm kalıplarını manuel olarak sıfırlamak daha yavaştır, daha fazla operatör gerektirir ve parlama gibi hatalara açıktır. Ortrander, elle şişeleme yaparken çalışanlarının sonunda yorulduğunu, konsantrasyonlarını kaybettiğini ve gevşeklik gibi hatalar yaptığını fark etti. Kalıplama ve dökümün kusursuz entegrasyonu, israfı ve duruş süresini azaltırken daha hızlı, daha tutarlı ve daha yüksek kaliteli süreçler sağlar. Ortrander ile otomatik dolum, model değişiklikleri sırasında dolum ünitesinin konumunu ayarlamak için gereken üç dakikayı ortadan kaldırıyor. Bay Williams-Book, tüm dönüştürme sürecinin eskiden 4,5 dakika sürdüğünü söyledi. Bugün iki dakikadan az. Vardiya başına 8 ila 12 model değiştirerek, Ortrander çalışanları artık vardiya başına yaklaşık 30 dakika harcıyor; bu da öncekinin yarısı kadar. Daha fazla tutarlılık ve süreçleri sürekli olarak optimize etme becerisiyle kalite artırılıyor. Ortrander, kusursuz dökümü uygulamaya koyarak israfı yaklaşık %20 oranında azalttı. Model değiştirirken yaşanan duruş süresini azaltmanın yanı sıra, tüm kalıplama ve döküm hattı önceki üç kişi yerine yalnızca iki kişi gerektiriyor. Bazı vardiyalarda, üç kişi iki tam üretim hattını çalıştırabiliyor. İzleme, bu işçilerin yaptığı neredeyse tek şeydir: bir sonraki modeli seçmek, kum karışımlarını yönetmek ve eriyiği taşımak dışında çok az manuel görevleri vardır. Bir diğer avantajı da bulunması zor olan deneyimli çalışanlara olan ihtiyacın azalmasıdır. Otomasyon bir miktar operatör eğitimi gerektirse de, insanlara iyi kararlar almaları için ihtiyaç duydukları kritik süreç bilgilerini sağlar. Gelecekte, makineler tüm kararları verebilir. Kusursuz dökümden elde edilen veri temettüleri Bir süreci iyileştirmeye çalışırken, dökümhaneler genellikle "Aynı şeyi aynı şekilde yapıyoruz, ancak farklı sonuçlarla" derler. Yani 10 saniye boyunca aynı sıcaklık ve seviyede döküm yaparlar, ancak bazı dökümler iyi bazıları kötüdür. Otomatik sensörler ekleyerek, her bir süreç parametresi için zaman damgalı verileri toplayarak ve sonuçları izleyerek, entegre bir kusursuz döküm sistemi ilgili süreç verilerinden oluşan bir zincir oluşturur ve kalite bozulmaya başladığında temel nedenleri belirlemeyi kolaylaştırır. Örneğin, bir fren diski partisinde beklenmedik kalıntılar oluşursa, yöneticiler parametrelerin kabul edilebilir sınırlar içinde olup olmadığını hızla kontrol edebilirler. Kalıplama makinesi, döküm tesisi ve fırınlar ve kum karıştırıcılar gibi diğer işlevler için kontrolörler birlikte çalıştığından, ürettikleri veriler, kum özelliklerinden dökümün nihai yüzey kalitesine kadar süreç boyunca ilişkileri belirlemek için analiz edilebilir. Olası bir örnek, döküm seviyesi ve sıcaklığın her bir model için kalıp dolumunu nasıl etkilediğidir. Ortaya çıkan veritabanı ayrıca, süreçleri optimize etmek için makine öğrenimi ve yapay zekâ (YZ) gibi otomatik analiz tekniklerinin gelecekte kullanılması için de temel oluşturur. Ortrander, makine arayüzleri, sensör ölçümleri ve test numuneleri aracılığıyla gerçek zamanlı olarak süreç verileri toplar. Her kalıp dökümü için yaklaşık bin parametre toplanır. Önceden yalnızca her döküm için gereken süreyi kaydederken, artık döküm nozulunun seviyesinin her saniye tam olarak ne olduğunu biliyor ve bu sayede deneyimli personel, bu parametrenin diğer göstergeleri ve dökümün nihai kalitesini nasıl etkilediğini inceleyebilir. Sıvı, kalıp doldurulurken döküm nozulundan mı boşaltılıyor, yoksa döküm nozulu dolum sırasında neredeyse sabit bir seviyeye kadar mı dolduruluyor? Ortrander yılda üç ila beş milyon kalıp üretiyor ve muazzam miktarda veri toplamış durumda. Ortrander ayrıca, kalite sorunları durumunda pourTECH veritabanında her dökümün birden fazla görüntüsünü saklar. Bu görüntüleri otomatik olarak derecelendirmenin bir yolunu bulmak gelecekteki bir hedeftir. Sonuç. Eş zamanlı otomatik şekillendirme ve döküm, daha hızlı süreçler, daha tutarlı kalite ve daha az atıkla sonuçlanır. Pürüzsüz döküm ve otomatik kalıp değiştirme ile üretim hattı, yalnızca minimum manuel çaba gerektiren, etkili bir şekilde otonom olarak çalışır. Operatör denetleyici bir rol oynadığından, daha az personele ihtiyaç duyulur. Kusursuz döküm artık dünyanın birçok yerinde kullanılmaktadır ve tüm modern dökümhanelere uygulanabilir. Her dökümhane, ihtiyaçlarına göre biraz farklı bir çözüme ihtiyaç duyacaktır, ancak bunu uygulamak için gereken teknoloji, şu anda DISA ve ortağı pour-tech AB'den temin edilebilen, kendini kanıtlamış bir teknolojidir ve çok fazla çalışma gerektirmez. Özel çalışmalar yapılabilir. Dökümhanelerde yapay zeka ve akıllı otomasyonun artan kullanımı hala test aşamasındadır, ancak dökümhaneler ve OEM'ler önümüzdeki iki ila üç yıl içinde daha fazla veri ve ek deneyim topladıkça, otomasyona geçiş önemli ölçüde hızlanacaktır. Bu çözüm şu anda isteğe bağlı, ancak veri zekası süreçleri optimize etmenin ve kârlılığı artırmanın en iyi yolu olduğundan, daha fazla otomasyon ve veri toplama deneysel bir proje olmaktan çıkıp standart bir uygulama haline geliyor. Geçmişte bir dökümhanenin en büyük varlıkları modeli ve çalışanlarının deneyimiydi. Artık kusursuz döküm, daha fazla otomasyon ve Endüstri 4.0 sistemleriyle birleştiğinden, veriler hızla dökümhane başarısının üçüncü temel unsuru haline geliyor.
—Bu makalenin hazırlanması sırasında yaptıkları yorumlar için pour-tech ve Ortrander Eisenhütte'ye içtenlikle teşekkür ederiz.
Evet, ürün ve malzemelerle ilgili en son haberleri, testleri ve raporları içeren Foundry-Planet bültenini iki haftada bir almak istiyorum. Ayrıca, istediğiniz zaman ücretsiz iptal imkanıyla özel bültenler de almak istiyorum.
Gönderim zamanı: 05-Eki-2023