Зашто су алуминијумске инжекторске машине неопходне за производњу великих количина?

Величина мења све

Мало производње може се много извући. Леварница која производи неколико стотина делова месечно може приуштити спорије циклусе, више ручне интервенције и веће стопе лома. Производња великих количина, па мисли на десетине хиљада делова недељно, захтева фундаментално другачији приступ. Економија се мења од "направи да ради" на "направи да ради понављајући, брзо и довољно јефтино да би било важно".

Алуминијумски инјекциони машини, прецизније називани машинама за лијечење под високим притиском у хладној комори, постоје да би решили ову једначину великог запремине. Они нису прави алат за сваки посао, али за апликације којима су потребни милиони алуминијумских делова, они су у суштини незаменљиви.

Разлози се свезују на три ствари: брзину циклуса, конзистенцију димензија и способност да се ради без надзора дуги временски период. Свака од ових могућности директно се везује за дизајн машине и контролу процеса. Да би се разумело зашто ове машине су одличне у раду великих количина, потребно је разумети шта производима великих количина заправо треба да се уради.

Дизајн хладне коморе омогућава алуминијум

Точка топљења алуминијума је око 660°C, што искључује машине са топлом комором за практичне сврхе - Да ли је то истина? У конструкцији топле коморе, механизам за убризгавање се налази у потопљеном металном купатилу. На температури алуминијума, то потапање би уништило покретне делове у кратком року. Хладна комора то решава тако што инжекциони систем држи одвојен од растопљености.

Метал се топи у одвојеној пећи, а затим се за сваки циклус уноси или пумпа у рукав за пуцање. Инјекциони глубок гура метал у штампу, а затим се повлачи. Рукав за снимање се чисти и припрема за следећи снимак. Ово раздвајање штити покретне делове машине од сталног топлотног напада и омогућава употребу већих притиска убризгавања до 180 МПа на неким машинама .

Да је способност притиска важна за рад са великим запремином. Виши притисак значи да машина може брже попунити сложене шупљине и да мање склона да се замрзне пре него што се шупљина напуни. То такође значи да се дебљи секције могу хранити без свијања порозности, смањујући стопе скрапа који би иначе јели у економију производње у величини.

Трговац је време циклуса. Машина са хладном комором траје дуже по циклусу од топле коморе због корака за ладлинг. Али за алуминијум, нема алтернативы. Дизајн хладне коморе је оно што чини могуће лечење алуминијума у великој количини.

Брзина циклуса: мотор за производњу количина

Производња великих количина је игра бројева. Време циклуса води проток, а проток води трошкове јединице. Ако се од 60 секунди цикла одузме једна секунда, повећава се капацитет за 1,7%. У току 24 сата, то је додатних 24 делова на хиљаду. Током године, све се додаје у прави новац.

Алуминијумски инжекциони машини су у последњих десет година постали бржи. Хидраулички системи са двоструко пропорционалним вентилима омогућавају независну контролу проток и притисак током фазе убризгавања, смањујући време циклуса, а истовремено одржавајући квалитет - Да ли је то истина? Серво-наводњени системи смањују потрошњу енергије и побољшавају време одговора. Најбољи машини сада имају време сувог циклуса испод 3 секунде за мале делове и испод 10 секунди за велике.

Али брзина циклуса није само скоро колико брзо се машина креће. Важно је колико брзо може да се стабилизује између удара. Машина која производи добар део сваких 45 секунди, али траје 10 удара да се загреје и одлази после ручка није машина са великим обимом - то је машина са великим одржавањем. Машине које су одличне у производњи у великој количини су оне које одржавају своје подешавања кад за кад, сат за сат, смена за сменом.

Та стабилност долази из чврсте конструкције. Машине са тежим ливеним ложбицама, прецизним метом и системом за прелазак са високом крутошћу одржавају свој распоред током милиона циклуса - Да ли је то истина? Термичка експанзија се управља балансираним колама за хлађење и хидрауличним уљем са контролисаном температуром. Резултат је машина која производи исти део у 8 ујутру и 4 упоследње недеље.

Како побољшања времена циклуса утичу на годишњу производњу:

Свако смањење за 5 секунди додаје око 86.000 пуцања годишње за 300 оперативних дана. Са 1 кг по пуцњи, то је 86 тона додатне годишње производње од исте машине.

Интеграција аутоматизације: Истицање без надзора је циљ

Производња великих количина достиже свој пуни потенцијал само када машина може да ради без оператера који стоји на контролној табли. Интеграција аутоматизације претвара машина за лијечење на штампу у производну ћелију.

Автоматски системи за лечење доносију топљен метал у ручницу за пуцање по програмираном распореду, елиминишући варијабилност ручног ливања. Пружилачи чисте и мажу површине штампе између пуцања, одржавајући доследне услове ослобађања. Екстрактори уклањају лечење из штампе и стављају га на конвејдер за хлађење. Преси за резање одвоје тркач и преливање од делова. Цео секвенца ради на тајмеру, а сензори проверују сваки корак пре него што почне следећи .

Економија је једноставна: једна аутоматизована ћелија која ради три смене производи више делова него три ручне машине које раде по једној смени, и то са мање људи и мање варијабилности. Капитални трошкови су већи унапред, али период отплате за програме са великим запремином обично траје 1218 месеци.

Интеграција се протеже изван самог уређаја. Конвејдери превозе делове за секундарне операције - пуцање, обраду, инспекцију. Визија системи проверавају критичне димензије и означивање ван толеранције делове пре него што стигну до купца. Подаци из ПЛЦ-а машине се преносе у системе за праћење производње који прате у реалном времену укупну ефикасност опреме (ОЕЕ).

Завод у југоисточном делу САД који ради на аутомобилским конструктивним деловима на машини за хладну комору тежине 1.200 тона постигао је 92% оперативног времена у периоду од шест месеци, не кроз херојске напоре за одржавање, већ кроз систематску аутоматизацију и праћење процеса. Машина је радила 22 сата дневно, а два сата су била резервисана за редовну поправку и промену штампача. Овај ниво коришћења чини високоукупну лијечење алуминијума економски одрживом.

Димензионална конзистенција у скали

Брзоцрчање не помаже ако делови не испуњавају спецификације. Производња великих количина повећава сваки проблем са квалитетом јер лоше подешавање производи хиљаде лоше делове пре него што неко примети. Димензионална конзистенција није само мерило квалитета, већ и мерило производње.

Алуминијумски убризгавни машини постижу конзистенцију прецизном контролом три најважније променљиве: брзину убризгавања, притисак за интензивирање и температуру штампања.

Контрола брзине убризгавања драматично се побољшала увођењем система затваране петље у реалном времену. Ови системи мере положај и брзину плунгера стотине пута у секунди, прилагођавајући хидраулички проток како би се одржао циљни профил брзине без обзира на варијације температуре уља или вискозности. Резултат је конзистенција пуњења у оквиру ± 2% мета од пуца до пуца.

Интензивни притисак добија сличан третман. Преображач притиска у хидрауличком кругу враћа напон контролеру, који подешава интензификациони вентил како би се задржала постављена тачка у оквиру ± 1 МПа. То прецизност је важна за засичање хране у дебљим секцијама. Пад притиска за интензификацију од 2 МПа може повећати порозност за 0,5% у 20 мм секцији.

Контрола температуре штампе користи више независних кола, сваки са својим термопаром и контролним вентилом. Циљ је да се температура површине штампе одржи у оквиру ± 5 °C од постављене тачке широм целе шупљине. То је теже него што звучи, јер се матрица неједнако загрева током пуњења и неједнако се хлади током фазе стајања и избацивања. Модерне машине компензују с предсказаним алгоритмама који предвиђају промене температуре и прилагођавају проток хлађења пре него што се девијација деси.

У складу са процесом се производе конзистентни делови. Део који је величина 100,00 mm на почетку смене треба да буде величина 100,00 mm на крају. Најбоље алуминијумске инјекције машине одржавају ту димензију у оквиру ± 0,05 мм током 24 сата .

Економија смањења скрапа

Скрап је скривени порез на производњу великих количина. Стопа отпадања 5% на програму од милион делова значи 50.000 лоших делова50.000 делова који су потрошили материјал, време машине и рад, али не генеришу приход. Смањење остатка са 5% на 2% додаје 30.000 добрих делова на крајњу линију без повећања капацитета.

Алуминијумски инжекциони машини нападају скрап кроз контролу процеса и праћење. Системи за праћење удара у реалном времену прате притисак убризгавања, брзину стубца и притисак у шупљини за сваки удар. Када се параметар одвија изван контролних граница, систем упозорава оператера или аутоматски одбацује део. То спречава лоше делове да стигну до операција где би потрошили додатни рад и време обраде.

Подаци из ових система за праћење такође се користе у програме за предвиђање одржавања. Постепено повећање притиска убризгавања током времена указује на зношење у рукав за убризгавање или врху плунжера. Ухватити да се зноји рано омогућава замену током планираног времена неисправности, а не током непланиране паузе која кошта сата производње.

Један произвођач алуминијумских кућа за пумпе смањио је стопу остатка од 6,8% на 2,1% за 18 месеци имплементирањем праћења процеса у реалном времену на својим машинама за хладне коморе. Побољшање није било резултат једног открића, већ систематског идентификовања и елиминисања извора варијације температурног одступања од удара до удара, знојања клизма, непостојанства мачења. Свака поправка била је мала, али је кумулативни ефекат био драматичан.

Када нема смисла да се говори на јаком звуку

Алуминијумски инжекциони машини нису прави одговор за сваку примену. Мало-објектна производња, висока мешавинагде се монтаж мења сваких неколико стотина деловане оправда капиталне инвестиције или време монтаже. За те примене, лечење песка, лечење трајних калупа или чак ЦНЦ обрада од билета могу бити економичније.

Делови са екстремним захтевима за величину такође претежу границе. Иако постоје машине до 1.600 тона и више, економичност ливања 50 килограма делова у алуминијуму не увек ради - Да ли је то истина? Само цена материјала - алуминијум од 2.500 долара по тони - чини део од 50 кг вредни 125 долара у сировини пре било какве прераде. У том тренутку, сваки део боли.

Слатко место за алуминијумске инжекционе машине су делови између 0,1 кг и 10 кг, у количинама већим од 50.000 делова годишње. У тим количинама и величинама, предност трошкова по делу у односу на друге процесе постаје одлучујућа. Машина се исплаћује само намашивањем радног снага, бржим временом циклуса и мањим отпадом материјала.

Машинере за Цхенли нуди низ алуминијумских машина за убризгавање од 100 до 1.300 тона, дизајнираних за врсту понављане, производње великих количина која има економски смисао у аутомобилским, индустријским и потрошачким апликацијама - Да ли је то истина? Са више од 20 година у простору опреме за лијечење штампањем, компанија је изградила репутацију за машине које држе своје подешавања и испоручују доследне делове замену за смењом. За операције у којима су количина и конзистенција важније од повремене флексибилности, та комбинација поузданости и прометности је оно што држи производњу у покрету.