otomatik kalıplama

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), özellikle tam zamanında üretim, azaltılmış çevrim süreleri ve daha sık model değişiklikleriyle karşı karşıya olan dökümhaneler için son derece değerlidir. Birbirine sorunsuz bir şekilde 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 izlenmesinin yanı sıra aşılama malzemesinin beslenmesini ve her kalıbın kontrol edilmesini içerir. Bu, her dökümün kalitesini artırır ve hurda oranını azaltır. Bu kapsamlı otomasyon, yıllarca uzmanlaşmış deneyime sahip operatörlere olan ihtiyacı da azaltır. Genel olarak daha az işçi dahil olduğu için işlemler daha güvenli hale gelir. Bu vizyon geleceğin vizyonu değil; 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 bağlantılı sensörler ve uyumlu kontrol sistemlerinin geliştirilmesiyle ilerleme son zamanlarda hızlandı. Çözümler ve ortaklar, dökümhanelerin daha iddialı projeleri desteklemek için sağlam ve akıllı bir altyapı oluşturmalarını sağlayarak, daha önce bağımsız olan birçok alt süreci bir araya getirip çabalarını koordine etmelerine olanak tanıyor. Bu otomatik, entegre sistemler tarafından toplanan süreç verilerinin depolanması ve analiz edilmesi, veri odaklı sürekli iyileştirmenin olumlu bir döngüsüne de kapı açıyor. Dökümhaneler, süreç parametrelerini toplayıp analiz etmek için geçmiş verileri inceleyerek bunlar ile süreç sonuçları arasındaki korelasyonları bulabilirler. Otomatik süreç daha sonra, analizle belirlenen iyileştirmelerin kapsamlı ve hızlı bir şekilde test edilebileceği, doğrulanabileceği ve mümkün olduğunca uygulanabileceği şeffaf bir ortam sağlar.
Kusursuz Kalıplama Zorlukları Tam zamanında üretim eğilimi nedeniyle, DISAMATIC® kalıplama hatlarını kullanan müşteriler genellikle küçük partiler arasında modelleri sık sık değiştirmek zorunda kalırlar. DISA'dan Otomatik Toz Değiştirici (APC) veya Hızlı Toz Değiştirici (QPC) gibi ekipmanlar kullanılarak, şablonlar bir dakika kadar kısa sürede değiştirilebilir. Yüksek hızlı kalıp değişiklikleri meydana geldikçe, süreçteki darboğaz döküme doğru kayma eğilimindedir; kalıp değişiminden sonra döküm için potanın manuel olarak hareket ettirilmesi için gereken süre. Kusursuz döküm, döküm sürecinin bu adımını iyileştirmenin en iyi yoludur. Döküm genellikle zaten kısmen otomatikleştirilmiş olsa da, tam otomasyon, kalıplama hattının ve dolum ekipmanının kontrol sistemlerinin, tüm olası çalışma durumlarında tamamen senkronize çalışacak şekilde kusursuz bir şekilde entegre edilmesini gerektirir. Bunu güvenilir bir şekilde başarmak için, döküm ünitesinin bir sonraki kalıbı dökmek için güvenli olan yeri tam olarak bilmesi ve gerekirse dolum ünitesinin konumunu ayarlaması gerekir. Aynı kalıbın istikrarlı bir üretim sürecinde verimli otomatik dolum elde etmek o kadar da zor değildir. Her yeni kalıp yapıldığında, kalıp kolonu aynı mesafeyi (kalıp kalınlığı) kat eder. Bu sayede, dolum ünitesi aynı konumda kalabilir ve üretim hattı durdurulduktan sonra bir sonraki boş kalıbı doldurmaya hazır olabilir. Kum sıkıştırılabilirliğindeki değişikliklerden kaynaklanan kalıp kalınlığındaki değişiklikleri telafi etmek için döküm pozisyonunda yalnızca küçük ayarlamalar gereklidir. Bu ince ayarlamalara olan ihtiyaç, son zamanlarda, tutarlı üretim sırasında döküm pozisyonlarının daha tutarlı kalmasını sağlayan yeni kalıplama hattı özellikleri sayesinde daha da azaltılmıştır. Her döküm tamamlandıktan sonra, kalıplama hattı bir kez daha hareket ederek bir sonraki döküme başlamak için bir sonraki boş kalıbı yerine yerleştirir. Bu sırada, dolum cihazı yeniden doldurulabilir. Model değiştirilirken, kalıbın kalınlığı değişebilir ve bu da karmaşık otomasyon gerektirir. Kum kutusunun yüksekliğinin sabit olduğu yatay kum kutusu işleminden farklı olarak, dikey DISAMATIC® işlemi, sabit bir kum-demir oranını korumak ve modelin yüksekliğini hesaba katmak için her model seti için gereken tam kalınlığa göre kalıbın kalınlığını ayarlayabilir. Bu, optimum döküm kalitesini ve kaynak kullanımını sağlamada büyük bir avantajdır, ancak değişen kalıp kalınlıkları otomatik döküm kontrolünü daha zorlu hale getirir. Bir model değişikliğinden sonra, DISAMATIC® makinesi aynı kalınlıktaki bir sonraki kalıp partisini üretmeye başlar, ancak hattaki dolum makinesi hala farklı bir kalıp kalınlığına sahip olabilecek önceki modelin kalıplarını doldurur. Bununla mücadele etmek için, kalıplama hattı ve dolum tesisi, tek bir kalınlıkta kalıp üreterek ve güvenli bir şekilde başka bir kalınlığı dökerek, tek bir senkronize sistem olarak sorunsuz bir şekilde çalışmalıdır. Kalıp değişiminden sonra sorunsuz döküm. Kalıp değişiminden 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 hat her döngüde farklı mesafelerde ilerleyebilir - yeni formun kalınlığına kadar. Bu, kalıplama makinesinin her vuruşunda, sorunsuz döküm sisteminin bir sonraki döküm için hazırlık olarak döküm pozisyonunu 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 döküm yapılan 200 mm kalınlığındaki kalıp yerine 150 mm kalınlığında ise, döküm cihazının doğru döküm pozisyonunda olması için kalıplama makinesinin her hareketinde kalıplama makinesine doğru 50 mm geri hareket etmesi gerekir. Kalıp kolonu hareket etmeyi bıraktığında döküm tesisinin döküme hazırlanabilmesi için, dolum tesisi kontrolörünün hangi kalıba döküm yapılacağını ve döküm alanına ne zaman ve nerede ulaşacağını tam olarak bilmesi gerekir. İnce kalıplar döküm yaparken kalın kalıplar üreten yeni bir model kullanıldığında, sistem tek bir döngüde iki kalıp döküm yapabilmelidir. Örneğin, 400 mm çapında bir kalıp yapılırken ve 200 mm çapında bir kalıp dökülürken, döküm cihazı yapılan her kalıp için kalıplama makinesinden 200 mm uzakta olmalıdır. Bir noktada, 400 mm'lik hareket, doldurulmamış iki adet 200 mm çapındaki kalıbı olası döküm alanının dışına itecektir. Bu durumda, kalıplama makinesi, doldurma cihazı iki adet 200 mm'lik kalıbı dökmeyi bitirene kadar bir sonraki işleme geçmeden önce beklemelidir. Veya ince kalıplar yapılırken, dökme cihazı kalın kalıpları dökmeye devam ederken, döngüde dökme işlemini tamamen atlayabilmelidir. Örneğin, 200 mm çapında bir kalıp yapılırken ve 400 mm çapında bir kalıp dökülürken, dökme alanına yeni bir 400 mm çapında kalıp yerleştirilmesi, iki adet 200 mm çapında kalıp yapılması gerektiği anlamına gelir. Yukarıda açıklandığı gibi, sorunsuz otomatik dökme sağlamak için entegre bir kalıplama ve dökme sistemi için gereken izleme, hesaplamalar ve veri alışverişi, geçmişte birçok ekipman tedarikçisi için zorluklar oluşturmuştur. Ancak modern makineler, dijital sistemler ve en iyi uygulamalar sayesinde, sorunsuz dökme işlemi minimum kurulumla hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir (ve gerçekleştirilmiştir). Ana gereksinim, her bir formun konumuna ilişkin gerçek zamanlı bilgi sağlayan bir tür süreç "muhasebesi"dir. DISA'nın Monitizer®|CIM (Bilgisayar Entegre Modülü) sistemi, üretilen her kalıbı kaydederek ve üretim hattındaki hareketini izleyerek bu amaca ulaşır. Bir proses zamanlayıcısı olarak, her saniye üretim hattındaki her kalıbın ve memesinin 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 alışverişi yapar. DISA sistemi, her kalıp için kalıp kalınlığı ve dökülebilir/dökülemez gibi önemli verileri CIM veritabanından çıkarır ve dolum tesisi kontrol sistemine gönderir. Bu doğru verileri (kalıp ekstrüzyonundan sonra oluşturulur) kullanarak, dökümcü, kalıp gelmeden önce döküm düzeneğini doğru konuma getirebilir ve ardından 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 şekilde ulaşır. Döküm süresi yaygın bir verimlilik darboğazıdır ve dökümün başlangıç ​​zamanlaması mükemmel bir şekilde ayarlanarak, çevrim süreleri birkaç saniyenin onda biri kadar azaltılabilir. DISA kalıplama sistemi ayrıca, mevcut kalıp boyutu ve enjeksiyon basıncı gibi ilgili verileri ve kum sıkıştırılabilirliği gibi daha geniş proses verilerini kalıplama makinesinden Monitizer®|CIM'e aktarır. Monitizer®|CIM ise, döküm sıcaklığı, döküm süresi ve döküm ve aşılama işlemlerinin başarısı gibi her kalıp için kalite açısından kritik parametreleri dolum tesisinden alır ve depolar. Bu, bireysel formların hatalı olarak işaretlenmesine ve çalkalama sisteminde karıştırılmadan önce ayrılmasına olanak tanır. Kalıplama makinelerini, kalıplama hatlarını ve dökümü otomatikleştirmenin yanı sıra, Monitizer®|CIM, edinme, 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 verilere derinlemesine bakabilir. Ortrander'ın Kusursuz Döküm Deneyimi Ortrander Eisenhütte, otomotiv bileşenleri, ağır hizmet tipi odun sobaları ve altyapı ile genel makine parçaları için orta hacimli, yüksek kaliteli demir dökümler konusunda uzmanlaşmış, Almanya'da bulunan bir aile şirketi dökümhanesidir. Dökümhane gri dökme demir, sfero 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 indüksiyonlu eritme fırını ve üç adet DISA kalıplama hattı işletmekte ve günde yaklaşık 100 ton döküm üretmektedir. Bu, önemli müşteriler için bazen daha kısa süren bir saatlik üretim süreçlerini de içerdiğinden, şablonun sık sık değiştirilmesi gerekmektedir. Kalite ve verimliliği optimize etmek için CEO Bernd H. Williams-Book, otomasyon ve analitik uygulamalarına önemli kaynaklar yatırmıştır. İlk adım, demir eritme ve dozajlama sürecini otomatikleştirmek ve 3D lazer teknolojisi, inkübasyon ve sıcaklık kontrolünü içeren en son pourTECH sistemi kullanılarak mevcut üç döküm fırınını yükseltmek olmuştur. Fırınlar, kalıplama ve döküm hatları artık dijital olarak kontrol ediliyor ve senkronize ediliyor, neredeyse tamamen otomatik olarak çalışıyor. Kalıplama makinesi model değiştirdiğinde, pourTECH döküm kontrolörü, yeni kalıp boyutları için DISA Monitizer®|CIM sistemini sorguluyor. DISA verilerine dayanarak, döküm kontrolörü her döküm için döküm düğümünün nereye yerleştirileceğini hesaplıyor. İlk yeni kalıbın dolum tesisine ne zaman geldiğini tam olarak biliyor ve otomatik olarak yeni döküm sırasına geçiyor. Eğer kalıp herhangi bir anda strokunun sonuna ulaşırsa, DISAMATIC® makinesi duruyor ve kalıp otomatik olarak geri dönüyor. İlk yeni kalıp makineden çıkarıldığında, operatöre uyarı veriliyor, böylece doğru konumda olup olmadığını görsel olarak kontrol edebiliyor. Kusursuz dökümün avantajları Geleneksel el dökümü işlemleri veya daha az karmaşık otomatik sistemler, model değişiklikleri sırasında üretim zaman kaybına neden olabilir; bu, bir kalıplama makinesinde hızlı kalıp değişikliklerinde bile kaçınılmazdır. Döküm ünitesinin ve döküm kalıplarının manuel olarak sıfırlanması daha yavaştır, daha fazla operatör gerektirir ve alevlenme gibi hatalara eğilimlidir. Ortrander, elle şişeleme yaparken çalışanlarının yorulduğunu, konsantrasyonlarını kaybettiğini ve tembellik gibi hatalar yaptığını fark etti. Kalıplama ve dökümün kusursuz entegrasyonu, daha hızlı, daha tutarlı ve daha yüksek kaliteli süreçler sağlarken, israfı ve arıza sürelerini azaltıyor. Ortrander ile otomatik dolum, model değişiklikleri sırasında dolum ünitesinin konumunu ayarlamak için daha önce gereken üç dakikalık süreyi ortadan kaldırıyor. Bay Williams-Book, tüm dönüşüm sürecinin eskiden 4,5 dakika sürdüğünü, bugün ise iki dakikadan daha kısa sürdüğünü söyledi. Vardiya başına 8 ila 12 model arasında geçiş yaparak, Ortrander çalışanları artık vardiya başına yaklaşık 30 dakika harcıyor; bu da önceki sürenin yarısı kadar. Daha fazla tutarlılık ve süreçleri sürekli olarak optimize etme yeteneği sayesinde kalite artırılıyor. Ortrander, kusursuz döküm yöntemini kullanarak israfı yaklaşık %20 oranında azalttı. Model değiştirme sırasında arıza sürelerini azaltmanın yanı sıra, tüm kalıplama ve döküm hattı eskiden üç kişi yerine sadece iki kişi gerektiriyor. Bazı vardiyalarda, üç kişi iki tam üretim hattını çalıştırabiliyor. Bu işçilerin yaptığı neredeyse her şey izlemeden ibaret: bir sonraki modeli seçmek, kum karışımlarını yönetmek ve eriyiği taşımak dışında, çok az manuel görevleri var. Bir diğer avantaj ise, bulunması zor olan deneyimli çalışanlara olan ihtiyacın azalmasıdır. Otomasyon bazı operatör eğitimini gerektirse de, insanlara iyi kararlar alabilmeleri için ihtiyaç duydukları kritik süreç bilgilerini sağlar. Gelecekte, makineler tüm kararları verebilir. Kusursuz dökümden elde edilen veri getirileri Bir süreci iyileştirmeye çalışırken, dökümhaneler genellikle, “Aynı şeyi aynı şekilde yapıyoruz, ancak farklı sonuçlar alıyoruz” derler. Bu nedenle, 10 saniye boyunca aynı sıcaklıkta ve seviyede döküm yaparlar, ancak bazı dökümler iyi, bazıları kötü olur. Otomatik sensörler ekleyerek, her işlem parametresi hakkında zaman damgalı veriler toplayarak ve sonuçları izleyerek, entegre bir kusursuz döküm sistemi, ilgili işlem verilerinin bir zincirini 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 hızlı bir şekilde kontrol edebilirler. Kalıplama makinesi, döküm tesisi ve fırınlar ve kum karıştırıcıları gibi diğer fonksiyonların kontrolörleri birlikte çalıştığı için, ürettikleri veriler, kum özelliklerinden dökümün nihai yüzey kalitesine kadar tüm süreç boyunca ilişkileri belirlemek için analiz edilebilir. Olası bir örnek, dökme seviyesinin ve sıcaklığın her bir model için kalıp dolumunu nasıl etkilediğidir. Ortaya çıkan veri tabanı ayrıca, süreçleri optimize etmek için makine öğrenimi ve yapay zeka (YZ) gibi otomatik analiz tekniklerinin gelecekteki kullanımı için de temel oluşturmaktadır. Ortander, makine arayüzleri, sensör ölçümleri ve test örnekleri aracılığıyla süreç verilerini gerçek zamanlı olarak toplar. Her kalıp dökümü için yaklaşık bin parametre toplanır. Daha önce sadece her döküm için gereken süreyi kaydediyordu, ancak şimdi dökme memesinin seviyesinin her saniyede tam olarak ne olduğunu biliyor ve deneyimli personelin bu parametrenin diğer göstergeleri ve dökümün nihai kalitesini nasıl etkilediğini incelemesine olanak tanıyor. Kalıp doldurulurken dökme memesinden sıvı boşaltılıyor mu, yoksa dökme memesi dolum sırasında neredeyse sabit bir seviyeye kadar mı dolduruluyor? Ortander yılda üç ila beş milyon kalıp üretiyor ve çok büyük miktarda veri topladı. Ortander ayrıca, kalite sorunları durumunda her dökümün birden fazla görüntüsünü pourTECH veritabanında 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 atık sağlar. Pürüzsüz döküm ve otomatik kalıp değiştirme ile üretim hattı, minimum manuel çaba gerektirerek etkili bir şekilde otonom olarak çalışır. Operatör denetleyici bir rol oynadığı için daha az personele ihtiyaç duyulur. Dikişsiz döküm artık dünyanın birçok yerinde kullanılmaktadır 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 bağlıdır; ancak veri zekası süreçleri optimize etmenin ve karlılığı artırmanın en iyi yolu olduğundan, daha fazla otomasyon ve veri toplama deneysel bir proje olmaktan ziyade standart bir uygulama haline gelmektedir. Geçmişte, bir dökümhanenin en büyük varlıkları modeli ve çalışanlarının deneyimiydi. Şimdi ise kusursuz döküm, daha fazla otomasyon ve Endüstri 4.0 sistemleriyle birleştiğinden, veri hızla dökümhane başarısının üçüncü temel taşı haline gelmektedir.
—Bu makalenin hazırlanması sırasında yaptıkları yorumlar için pour-tech ve Ortander Eisenhütte'ye içtenlikle teşekkür ederiz.
Evet, Foundry-Planet'in iki haftada bir yayınlanan, ürünler ve malzemelerle ilgili en son haberleri, testleri ve raporları içeren bültenini almak istiyorum. Ayrıca özel bültenler de alacağım ve aboneliğimi istediğim zaman ücretsiz olarak iptal edebileceğim.