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 karşı karşıya kalan dökümhaneler için özellikle değerlidir. Kusursuz bir şekilde birbirine bağlanan otomatik kalıplama ve döküm sistemleriyle döküm süreci daha hızlı hale gelir ve daha yüksek kaliteli parçalar daha tutarlı bir şekilde üretilir. Otomatik döküm süreci, döküm sıcaklığının izlenmesini, aşılama malzemesinin beslenmesini ve her kalıbın kontrol edilmesini içerir. Bu, her dökümün kalitesini artırır ve hurda oranını azaltır. Bu kapsamlı otomasyon ayrıca yıllarca uzmanlaşmış deneyime sahip operatörlere olan ihtiyacı da azaltır. Ayrıca, genel olarak daha az işçi dahil olduğu için operasyonlar daha güvenli hale gelir. Bu vizyon geleceğe dair bir vizyon değildir; bu şu anda gerçekleşiyor. Dökümhane otomasyonu ve robotik, veri toplama ve analiz gibi araçlar on yıllar boyunca gelişti, ancak uygun fiyatlı yüksek performanslı bilgi işlem ve gelişmiş Endüstri 4.0 ağ sensörleri ve uyumlu kontrol sistemlerinin geliştirilmesiyle son zamanlarda ilerleme hızlandı. Çözümler ve ortaklar artık dökümhanelerin daha iddialı projeleri desteklemek için sağlam, akıllı bir altyapı oluşturmasını sağlıyor ve çabalarını koordine etmek için daha önce bağımsız olan birden fazla alt süreci bir araya getiriyor. Bu otomatik, entegre sistemler tarafından toplanan süreç verilerinin depolanması ve analiz edilmesi, aynı zamanda veri odaklı sürekli iyileştirmenin erdemli döngüsüne de kapı açıyor. Dökümhaneler, süreç parametrelerini, geçmiş verileri inceleyerek ve süreç sonuçları ile aralarındaki korelasyonları bularak toplayabilir ve analiz edebilir. Otomatik süreç daha sonra analiz tarafından belirlenen tüm iyileştirmelerin kapsamlı ve hızlı bir şekilde test edilebileceği, doğrulanabileceği ve mümkünse uygulanabileceği şeffaf bir ortam sağlar.
Kusursuz Kalıplama Zorlukları Tam zamanında üretime doğru eğilim nedeniyle, DISAMATIC® kalıplama hatlarını kullanan müşteriler genellikle küçük partiler arasında sık sık model değiştirmek zorunda kalırlar. DISA'dan Otomatik Toz Değiştirici (APC) veya Hızlı Toz Değiştirici (QPC) gibi ekipmanlar kullanılarak şablonlar bir dakika kadar kısa bir sürede değiştirilebilir. Yüksek hızlı desen değişiklikleri meydana geldikçe, süreçteki darboğaz döküme doğru kayma eğilimindedir; bu, bir desen değişikliğinden sonra döküm için tundişi manuel olarak hareket ettirmek için gereken zamandır. 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 bir şekilde entegre edilmesini gerektirir, böylece tüm olası çalışma durumlarında tamamen senkronize bir şekilde çalışırlar. 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 otomatik dolumu elde etmek o kadar da zor değildir. Her yeni kalıp yapıldığında, kalıp sütunu aynı mesafeyi (kalıp kalınlığı) hareket ettirir. Bu şekilde, dolum ünitesi aynı pozisyonda kalabilir ve üretim hattı durdurulduktan sonra bir sonraki boş kalıbı doldurmaya hazır olabilir. Kum sıkıştırılabilirliğindeki değişikliklerden kaynaklanan kalıp kalınlığındaki değişiklikleri telafi etmek için sadece döküm pozisyonunda küçük ayarlamalar gerekir. Bu ince ayarlamalara olan ihtiyaç, tutarlı üretim sırasında döküm pozisyonlarının daha tutarlı kalmasını sağlayan yeni kalıplama hattı özellikleri sayesinde son zamanlarda daha da azaltılmıştır. Her döküm tamamlandıktan sonra, kalıplama hattı bir vuruş daha hareket ederek bir sonraki boş kalıbı bir sonraki döküme başlamak üzere yerine yerleştirir. Bu gerçekleşirken, dolum cihazı yeniden doldurulabilir. Modeli değiştirirken, 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 kalitesini ve kaynak kullanımını sağlamada önemli bir avantajdır, ancak değişen kalıp kalınlıkları otomatik döküm kontrolünü daha zor hale getirir. Bir model değişikliğinden sonra, DISAMATIC® makinesi aynı kalınlıktaki bir sonraki kalıp partisini üretmeye başlar, ancak hattaki dolum makinesi yine de farklı bir kalıp kalınlığına sahip olabilecek önceki modelin kalıplarını doldurur. Bununla mücadele etmek için, kalıplama hattı ve dolum tesisi tek bir senkronize sistem olarak sorunsuz bir şekilde çalışmalı, bir kalınlıkta kalıplar üretmeli ve bir diğerini güvenli bir şekilde dökmelidir. Desen değişikliğinden sonra sorunsuz döküm. Desen değişikliğinden sonra, kalıplama makineleri arasındaki kalan kalıbın kalınlığı aynı kalır. Önceki modelden yapılan 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, sorunsuz döküm sisteminin bir sonraki döküme hazırlık olarak döküm konumunu ayarlaması gerektiği anlamına gelir. Önceki kalıp partisi döküldükten sonra, kalıbın 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, doğru döküm pozisyonuna gelmek için kalıplama makinesinin her vuruşunda kalıplama makinesine doğru 50 mm geriye hareket etmelidir. Bir döküm tesisinin kalıp sütunu hareket etmeyi bıraktığında döküme hazırlanması için, dolum tesisi kontrolörü tam olarak hangi kalıba döküm yapacağını ve döküm alanına ne zaman ve nerede ulaşacağını bilmelidir. İnce kalıplar dökerken kalın kalıplar üreten yeni bir model kullanılarak, sistem bir 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 alanından dışarı itecektir. Bu durumda, kalıplama makinesi bir sonraki vuruşa geçmeden önce dolum cihazının iki 200 mm kalıbı dökmeyi bitirmesini beklemelidir. Veya ince kalıplar yaparken, dökücü kalın kalıpları dökmeye devam ederken döngüde dökmeyi tamamen atlayabilmelidir. Örneğin, 200 mm çapında bir kalıp yaparken ve 400 mm çapında bir kalıp dökerken, dökme alanına yeni bir 400 mm çapında kalıp yerleştirmek, iki 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 ortaya çıkarmıştır. Ancak modern makineler, dijital sistemler ve en iyi uygulamalar sayesinde, sorunsuz döküm, minimum kurulumla hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir (ve gerçekleştirilmiştir). Ana gereksinim, sürecin bir tür "muhasebesinin" yapılması ve her bir formun konumu hakkında gerçek zamanlı bilgi sağlanmasıdır. DISA'nın Monitizer®|CIM (Bilgisayar Entegre Modülü) sistemi, yapılan her kalıbı kaydederek ve üretim hattındaki hareketini izleyerek bu hedefe ulaşır. Bir işlem zamanlayıcısı olarak, her saniye üretim hattındaki her kalıbın ve nozulunun konumunu hesaplayan bir dizi zaman damgalı veri akışı oluşturur. Gerekirse, hassas senkronizasyon sağlamak için dolum tesisi kontrol sistemi ve diğer sistemlerle gerçek zamanlı olarak 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, dökücü kalıp gelmeden önce döküm tertibatını doğru konuma getirebilir ve ardından kalıp hala hareket ederken 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 üretkenlik darboğazıdır ve dökümün başlangıcını mükemmel bir şekilde zamanlamanız sayesinde çevrim süreleri saniyenin birkaç onda biri kadar azaltılabilir. DISA kalıplama sistemi ayrıca kalıplama makinesinden mevcut kalıp boyutu ve enjeksiyon basıncı gibi ilgili verileri ve kum sıkıştırılabilirliği gibi daha geniş işlem verilerini Monitizer®|CIM'e aktarır. Monitizer®|CIM, sırayla, her kalıp için döküm sıcaklığı, döküm süresi ve döküm ve aşılama işlemlerinin başarısı gibi kalite açısından kritik parametreleri dolum tesisinden alır ve depolar. Bu, çalkalama sisteminde karıştırılmadan önce ayrı ayrı formların kötü olarak işaretlenmesine ve ayrılmasına olanak tanır. Kalıplama makinelerini, kalıplama hatlarını ve dökümü otomatikleştirmenin yanı sıra Monitizer®|CIM, edinim, depolama, raporlama ve analiz için Endüstri 4.0 uyumlu bir çerçeve sağlar. Dökümhane yönetimi, ayrıntılı raporları görüntüleyebilir ve kalite sorunlarını izlemek ve potansiyel iyileştirmeleri yönlendirmek için verileri ayrıntılı olarak inceleyebilir. Ortrander'in Kusursuz Döküm Deneyimi Ortrander Eisenhütte, otomotiv bileşenleri, ağır hizmet tipi odun sobaları ve altyapı ile genel makine parçaları için orta hacimli, yüksek kaliteli demir döküm üretiminde uzmanlaşmış, Almanya'da bulunan bir aile dökümhanesidir. Dökümhane gri demir, sünek demir ve sıkıştırılmış grafitli demir üretiyor ve haftada beş gün iki vardiya halinde çalışarak yılda yaklaşık 27.000 ton yüksek kaliteli döküm üretiyor. Ortrander, günde yaklaşık 100 ton döküm üreten dört adet 6 tonluk endüksiyon eritme fırını ve üç adet DISA kalıplama hattı işletiyor. Bu, bazen önemli müşteriler için daha az olan bir saatlik kısa üretim serilerini içeriyor, bu nedenle şablon sık sık değiştirilmelidir. Kaliteyi ve verimliliği optimize etmek için CEO Bernd H. Williams-Book otomasyon ve analitiği uygulamak için önemli kaynaklar yatırdı. İlk adım, 3D lazer teknolojisi, inkübasyon ve sıcaklık kontrolü içeren en son pourTECH sistemini kullanarak üç mevcut 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. Herhangi bir zamanda jig 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 süreçleri veya daha az karmaşık otomatik sistemler, kalıplama makinesinde hızlı kalıp değişiklikleri olsa bile kaçınılmaz olan model değişiklikleri sırasında üretim süresi kaybına neden olabilir. Dökücüyü ve döküm kalıplarını manuel olarak sıfırlamak daha yavaştır, daha fazla operatör gerektirir ve parlama gibi hatalara eğilimlidir. Ortrander, elle şişeleme yaparken çalışanlarının sonunda yorulduğunu, konsantrasyonlarını kaybettiğini ve tembellik gibi hatalar yaptığını gördü. Kalıplama ve dökümün kusursuz entegrasyonu, israfı ve duruş süresini azaltırken daha hızlı, daha tutarlı ve daha yüksek kaliteli süreçlere olanak tanır. Ortrander ile otomatik dolum, model değişiklikleri sırasında dolum ünitesinin konumunu ayarlamak için daha önce gereken üç dakikayı ortadan kaldırıyor. Bay Williams-Book, tüm dönüşüm 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 eskisinin yarısı kadar. Daha fazla tutarlılık ve süreçleri sürekli olarak optimize etme yeteneği ile kalite artırılıyor. Ortrander, kusursuz dökümü tanıtarak israfı yaklaşık %20 oranında azalttı. Model değiştirirken 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 tek şeydir: bir sonraki modeli seçmek, kum karışımlarını yönetmek ve eriyiği taşımak dışında, çok az manuel görevleri vardır. Bir diğer fayda da bulunması zor olan deneyimli çalışanlara olan ihtiyacın azalmasıdır. Otomasyon, bir miktar operatör eğitimi gerektirse de, insanlara iyi kararlar almak 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 aynı sıcaklık ve seviyede 10 saniye 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 kapanımlar 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 son yüzey kalitesine kadar süreç boyunca ilişkileri belirlemek için analiz edilebilir. Olası bir örnek, döküm seviyesinin ve sıcaklığın her bir model için kalıp dolumunu nasıl etkilediğidir. Ortaya çıkan veritabanı ayrıca süreçleri optimize etmek için makine öğrenimi ve yapay zeka (AI) gibi otomatik analiz tekniklerinin gelecekte kullanılması için temel oluşturur. Ortrander, makine arayüzleri, sensör ölçümleri ve test örnekleri aracılığıyla gerçek zamanlı olarak süreç verilerini toplar. Her kalıp dökümü için yaklaşık bin parametre toplanır. Daha önce, yalnızca her döküm için gereken süreyi kaydederken, artık döküm nozulunun seviyesinin her saniye ne olduğunu tam olarak biliyor ve bu da deneyimli personelin bu parametrenin diğer göstergeleri ve dökümün son kalitesini nasıl etkilediğini incelemesine olanak tanıyor. Sıvı, kalıp doldurulurken döküm nozulundan boşaltılıyor mu yoksa döküm nozulu doldurma sırasında neredeyse sabit bir seviyeye kadar mı dolduruluyor? Ortrander yılda üç ila beş milyon kalıp üretiyor ve çok miktarda veri topladı. Ortrander ayrıca kalite sorunları durumunda pourTECH veritabanında her dökümün birden fazla görüntüsünü depolar. 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 desen değiştirme ile üretim hattı yalnızca minimum manuel çaba gerektiren, etkili bir şekilde otonom olarak çalışır. Operatör bir denetleyici rol oynadığından, daha az personel gerekir. Kusursuz döküm artık dünyanın birçok yerinde kullanılıyor ve tüm modern dökümhanelere uygulanabilir. Her dökümhane, ihtiyaçlarına göre uyarlanmış biraz farklı bir çözüme ihtiyaç duyacaktır, ancak bunu uygulamak için kullanılan teknoloji iyi kanıtlanmıştır, şu anda DISA ve ortağı pour-tech AB'den temin edilebilir ve 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 karlılığı artırmanın en iyi yolu olduğundan, daha fazla otomasyon ve veri toplama deneysel bir proje olmaktan çok standart uygulama haline geliyor. Geçmişte, bir dökümhanenin en büyük varlıkları modeli ve çalışanlarının deneyimiydi. Artık kusursuz döküm daha fazla otomasyon ve Endüstri 4.0 sistemleriyle birleştirildiğine göre, veri hızla dökümhane başarısının üçüncü ayağı haline geliyor.
—Bu makalenin hazırlanması sırasında yaptıkları yorumlar için pour-tech ve Ortrander Eisenhütte’ye içtenlikle teşekkür ederiz.
Evet, ürünler ve malzemeler hakkında en son haberleri, testleri ve raporları içeren iki haftada bir Foundry-Planet bültenini almak istiyorum. Ayrıca özel bültenler – hepsi istediğiniz zaman ücretsiz iptal edilebilir.
Gönderi zamanı: 05-Eki-2023