דפוס אוטומטי

היציקה מאמצת יותר ויותר אוטומציה של תהליכים מונעי נתונים כדי להשיג יעדים לטווח הארוך באיכות גבוהה יותר, פחות פסולת, זמן אקסימום ועלויות מינימליות. סנכרון דיגיטלי משולב לחלוטין של תהליכי שפיכה ועיצוב (יציקה חלקה) הוא בעל ערך במיוחד עבור היציקה העומדת בפני האתגרים של ייצור בדיוק בזמן, זמני מחזור מופחתים ושינויי מודל תכופים יותר. עם מערכות דפוס ויציקה אוטומטיות המקשרים בצורה חלקה יחד, תהליך הליהוק הופך לחלקים מהירים יותר ואיכותיים יותר מיוצרים בעקביות יותר. תהליך השפיכה האוטומטי כולל פיקוח על טמפרטורת השפיכה, כמו גם הזנת חומר חיסון ובדיקת כל עובש. זה משפר את האיכות של כל יציקה ומקטין את קצב הגרוטאות. אוטומציה מקיפה זו גם מצמצמת את הצורך במפעילים עם שנים של ניסיון מיוחד. הפעילות גם הופכת לבטוחה יותר מכיוון שפחות עובדים מעורבים בסך הכל. חזון זה אינו חזון של העתיד; זה קורה עכשיו. כלים כמו יציקה אוטומציה ורובוטיקה, איסוף וניתוח נתונים התפתחו במשך עשרות שנים, אך ההתקדמות האיצה לאחרונה עם פיתוח מחשוב מחשוב בעל ביצועים גבוהים ומשתלמים חיישנים מתקדמים 4.0 ברשת ומערכות בקרה תואמות. פתרונות ושותפים מאפשרים כעת ליציקה ליצור תשתית חזקה ואינטליגנטית לתמיכה בפרויקטים שאפתניים יותר, ומפגישים מספר תהליכי משנה עצמאיים בעבר לתיאום מאמציהם. אחסון וניתוח נתוני תהליכים שנאספו על ידי מערכות משולבות אוטומטיות אלה פותחות גם את הדלת למחזור וירטואלי של שיפור מתמשך מונע נתונים. היציקה יכולות לאסוף ולנתח פרמטרים של תהליכים על ידי בחינת נתונים היסטוריים כדי למצוא מתאם ביניהם ותוצאות תהליכים. לאחר מכן, התהליך האוטומטי מספק סביבה שקופה בה ניתן לבחון כל שיפורים שזוהו על ידי הניתוח בצורה יסודית ומהירה, לאמת ובמידת האפשר.
אתגרי דפוס חלקים בגלל המגמה לייצור בדיוק בזמן, לקוחות המשתמשים בקווי דפוס Disamatic® לרוב צריכים לשנות דגמים לעתים קרובות בין קבוצות קטנות. באמצעות ציוד כמו מחליף אבקה אוטומטי (APC) או מחליף אבקה מהיר (QPC) מ- DISA, ניתן לשנות תבניות תוך פחות דקה. ככל שמתרחשים שינויים בתבנית במהירות גבוהה, צוואר הבקבוק בתהליך נוטה לעבור לכיוון המזיגה-הזמן הנדרש להזיז ידנית את הטונדיש כדי לשפוך לאחר שינוי דפוס. יציקה חלקה היא הדרך הטובה ביותר לשפר את הצעד הזה בתהליך הליהוק. למרות שלעיתים קרובות היציקה כבר אוטומטית חלקית, אוטומציה מלאה דורשת שילוב חלק של מערכות הבקרה של קו הדפוס וציוד המילוי כך שהם פועלים באופן סינכרוני לחלוטין בכל מצבי ההפעלה האפשריים. כדי להשיג זאת באופן אמין, על יחידת השפיכה לדעת בדיוק היכן בטוח לשפוך את התבנית הבאה, ובמידת הצורך, להתאים את מיקום יחידת המילוי. השגת מילוי אוטומטי יעיל בתהליך ייצור יציב של אותה עובש אינה קשה כל כך. בכל פעם מתוצרת עובש חדש, עמוד העובש נע באותו מרחק (עובש עובש). באופן זה, יחידת המילוי יכולה להישאר באותה תנוחה, מוכנה למלא את התבנית הריקה הבאה לאחר הפסקת קו הייצור. רק התאמות קלות למצב השפיכה נדרשות כדי לפצות על שינויים בעובי העובש הנגרמים כתוצאה משינויים בדחיסת החול. הצורך בהתאמות עדינות אלה הופחת לאחרונה עוד יותר בזכות תכונות קו דפוס חדשות המאפשרות עמדות מזיגה להישאר עקביות יותר במהלך הייצור העקבי. לאחר השלמת כל שפיכה, קו הדפוס מזיז שוב מכה אחת, ומניח את התבנית הריקה הבאה במקום כדי להתחיל בשפוך הבא. בזמן שזה קורה, ניתן למלא את מכשיר המילוי מחדש. בעת שינוי הדגם, עובי התבנית עשוי להשתנות, הדורש אוטומציה מורכבת. בניגוד לתהליך ארגז החול האופקי, בו קבוע גובה ארגז החול, תהליך ה- Disamatic® האנכי יכול להתאים את עובי התבנית לעובי המדויק הדרוש לכל קבוצת דגמים לשמירה על יחס חול לברזל קבוע ולהסביר את גובה הדגם. זהו יתרון מרכזי בהבטחת איכות יציקה אופטימלית וניצול משאבים, אך עובי עובש משתנים הופכים את שליטת היציקה האוטומטית למאתגרת יותר. לאחר שינוי דגם, מכונת Disamatic® מתחילה לייצר את חבורת התבניות הבאה בעובי זהה, אך מכונת המילוי בקו עדיין ממלאת את התבניות של הדגם הקודם, שעלולה להיות בעובי עובש שונה. כדי להילחם בכך, קו הדפוס ומפעל המילוי חייבים לעבוד בצורה חלקה כמערכת מסונכרנת אחת, לייצר תבניות בעובי אחד ולשפוך בבטחה אחר. מזיגה חלקה לאחר שינוי דפוס. לאחר שינוי התבנית, עובי התבנית שנותרה בין מכונות הדפוס נותר זהה. יחידת השפיכה העשויה מהדגם הקודם נותרה זהה, אך מכיוון שהתבנית החדשה היוצאת ממכונת הדפוס עשויה להיות עבה יותר או דקה יותר, המיתר כולו יכול להתקדם במרחקים שונים בכל מחזור - לעובי הצורה החדשה. המשמעות היא שעם כל מכה של מכונת הדפוס, על מערכת היציקה החלקה להתאים את מיקום הליהוק כהכנה לקאסט הבא. לאחר שפיכת אצוות התבניות הקודמות, עובי התבנית הופך להיות קבוע שוב וקורות חיים ייצור יציב. לדוגמה, אם התבנית החדשה בעובי 150 מ"מ במקום התבנית העבה של 200 מ"מ שעדיין נשפכה בעבר, מכשיר השפיכה צריך לנוע 50 מ"מ לאחור לכיוון מכונת הדפוס עם כל מכה של מכונת הדפוס כדי להיות במצב השפיכה הנכון. ו על מנת שמפעל שופך יכין לשפוך כאשר עמוד העובש מפסיק לנוע, על בקר מפעל המילוי לדעת בדיוק לאיזו עובש הוא ישפך ומתי ואיפה הוא יגיע לאזור השפיכה. באמצעות דגם חדש המייצר תבניות עבות תוך כדי יציקת תבניות דקות, המערכת צריכה להיות מסוגלת לזרוק שתי תבניות במחזור אחד. לדוגמה, כאשר מייצרים תבנית בקוטר 400 מ"מ ושופכים תבנית בקוטר 200 מ"מ, מכשיר השפיכה חייב להיות במרחק של 200 מ"מ ממכונת הדפוס עבור כל עובש המיוצר. בשלב מסוים המכה 400 מ"מ תדחוף שתי תבניות בקוטר 200 מ"מ שלא ממולאות מחוץ לאזור השפיכה האפשרי. במקרה זה, על מכונת הדפוס להמתין עד שמכשיר המילוי יסיים לשפוך את שתי התבניות של 200 מ"מ לפני שתעבור למכה הבאה. לחלופין, כאשר מייצרים תבניות דקות, המוזכח חייב להיות מסוגל לדלג על השופך לחלוטין במחזור תוך שהוא עדיין שופך תבניות עבות. לדוגמה, כאשר מייצרים תבנית בקוטר 200 מ"מ ושופכים תבנית בקוטר 400 מ"מ, מניחה תבנית חדשה בקוטר 400 מ"מ באזור השפיכה פירושה שצריך להכין שתי תבניות בקוטר 200 מ"מ. המעקב, החישובים וחילופי הנתונים הנדרשים למערכת דפוס ושפכה משולבים בכדי לספק שפיכה אוטומטית ללא בעיות, כמתואר לעיל, הציגו אתגרים עבור ספקי ציוד רבים בעבר. אך בזכות מכונות מודרניות, מערכות דיגיטליות ושיטות עבודה מומלצות, ניתן להשיג (מוזג חלק (והושג) במהירות עם הגדרה מינימלית. הדרישה העיקרית היא סוג כלשהו של "חשבונאות" של התהליך, ומספק מידע על המיקום של כל טופס בזמן אמת. מערכת Monitizer® | CIM (מודול משולב מחשב) של DISA משיגה מטרה זו על ידי הקלטת כל עובש שנעשה ומעקב אחר תנועתה דרך קו הייצור. כטיימר תהליכים, הוא מייצר סדרה של זרמי נתונים עם חותמת זמן המחשבת את מיקום כל עובש והזרבוב שלה על קו הייצור בכל שנייה. במידת הצורך, הוא מחליף נתונים בזמן אמת עם מערכת בקרת המפעל המילוי ומערכות אחרות כדי להשיג סנכרון מדויק. מערכת DISA מוציאה נתונים חשובים עבור כל עובש ממסד הנתונים של CIM, כמו עובי עובש ולא ניתן לשפוך אותם, ושולחת אותם למערכת בקרת מפעל המילוי. בעזרת נתונים מדויקים אלה (שנוצרו לאחר החוצה של התבנית), ה- Fooler יכול להזיז את מכלול המזיגה למצב הנכון לפני שתגיע התבנית, ואז להתחיל לפתוח את מוט הפקק בזמן שהתבנית עדיין נעה. התבנית מגיעה בזמן לקבלת הברזל מהצמח השופך. תזמון אידיאלי זה הוא קריטי, כלומר המכה מגיעה למדויק של כוס המזיגה. זמן לשפוך הוא צוואר בקבוק פרודוקטיביות נפוץ, ועל ידי תזמון מושלם את תחילת השפכה, ניתן להפחית את זמני המחזור בכמה עשיריות שנייה. מערכת DISA דפוס מעבירה גם נתונים רלוונטיים ממכונת הדפוס, כגון גודל עובש נוכחי ולחץ הזרקה, כמו גם נתוני תהליכים רחבים יותר כמו דחיסת חול, ל- Monitizer® | CIM. בתורו, Monitizer® | CIM מקבל ומאחסן פרמטרים קריטיים איכותיים עבור כל עובש ממפעל המילוי, כמו טמפרטורת שפיכה, זמן שפך והצלחת תהליכי השפיכה והחיסון. זה מאפשר לסמן צורות אינדיבידואליות כגרועות ומופרדות לפני ערבוב במערכת הטלטול. בנוסף לאוטומציה של מכונות דפוס, קווי דפוס ויציקה, Monitizer® | CIM מספקת מסגרת בתעשייה 4.0 תואמת לרכישה, אחסון, דיווח וניתוח. ניהול יציקה יכול להציג דוחות מפורטים ולקדח לנתונים כדי לעקוב אחר בעיות איכות ולהניע שיפורים פוטנציאליים. חוויית הליהוק החלקה של אורטרנדר אורטרנדר אייזנהוט היא בית יציקה בבעלות משפחתית בגרמניה המתמחה בייצור יציקות ברזל אמצעיות באיכות גבוהה לרכיבי רכב, תנורי עץ כבדים ותשתיות וחלקי מכונות כלליות. היציקה מייצרת ברזל אפור, ברזל רקיע וברזל גרפיט דחוס ומייצר כ 27,000 טונות של יציקות איכותיות בשנה, ומפעילות שתי משמרות חמישה ימים בשבוע. אורטרנדר מפעילה ארבעה תנורי התכה של 6 טון ושלושה קווי דפוס של DISA, ומייצרים כמאה טונות של יציקות ביום. זה כולל ריצות ייצור קצרות של שעה, לפעמים פחות עבור לקוחות חשובים, ולכן יש לשנות את התבנית לעיתים קרובות. כדי לייעל את האיכות והיעילות, המנכ"ל ברנד ה. וויליאמס-ספר השקיע משאבים משמעותיים ביישום אוטומציה ואנליטיקה. השלב הראשון היה לאוטומציה של תהליך ההיתוך והמיזוג של הברזל, ולשדרג שלושה תנורי יציקה קיימים באמצעות מערכת Pourtech האחרונה, הכוללת טכנולוגיית לייזר תלת מימדית, דגירה ובקרת טמפרטורה. תנורים, דפוס וקווי יציקה נשלטים כעת דיגיטלית ומסונכרנת, ופועלים כמעט באופן אוטומטי לחלוטין. כאשר מכונת הדפוס משנה את הדגם, בקר ה- Pourtech Pour שואל את מערכת Disa Monitizer® | CIM עבור מידות העובש החדשות. בהתבסס על נתוני DISA, בקר השפכה מחשב היכן למקם את צומת השפיכה לכל שפוך. הוא יודע בדיוק מתי התבנית החדשה הראשונה מגיעה למפעל המילוי ועוברת אוטומטית לרצף המזיגה החדש. אם הנענע מגיע לסוף השבץ שלו בכל עת, מכונת Disamatic® נעצרת והנענע חוזר אוטומטית. כאשר התבנית החדשה הראשונה מוסרת מהמכונה, המפעיל מתריע כך שיוכל לבדוק חזותית שהיא במצב הנכון. היתרונות של יציקה חלקה של תהליכי יציקת ידיים מסורתיים או מערכות אוטומטיות מורכבות פחות עלולות לגרום לזמן ייצור אבוד במהלך שינויי דגם, וזה בלתי נמנע אפילו עם שינויי עובש מהירים במכונת דפוס. איפוס ידני של תבניות המפוזות ושפכים איטי יותר, דורש יותר מפעילים והיא מועדת לטעויות כמו התלקחות. אורטרנדר מצא שכאשר בקבוקים ביד, עובדיו בסופו של דבר נעשו, איבדו ריכוז ועשו טעויות, כמו להיפטר. שילוב חלק של דפוס ושפכה מאפשר תהליכים מהירים יותר, עקביים יותר ואיכותיים יותר תוך הפחתת פסולת והשבתה. עם אורטרנדר, מילוי אוטומטי מבטל את שלוש הדקות שנדרשו קודם לכן כדי להתאים את מיקום יחידת המילוי במהלך שינויי דגם. כל תהליך ההמרה נהג לארוך 4.5 דקות, אמר מר וויליאמס-ספר. פחות משתי דקות היום. על ידי שינוי בין 8 ל -12 דגמים למשמרת, עובדי אורטרנדר מבלים כעת כ -30 דקות למשמרת, חצי כמו קודם. האיכות משופרת באמצעות עקביות רבה יותר והיכולת לייעל את התהליכים ברציפות. אורטרנדר הפחית את הפסולת בכ- 20% על ידי הצגת יציקה חלקה. בנוסף להפחתת השבתה בעת שינוי דגמים, כל קו הדפוס והשפכה דורש רק שני אנשים במקום השלושה הקודמים. בכמה משמרות, שלושה אנשים יכולים להפעיל שני קווי ייצור שלמים. ניטור הוא כמעט כל העובדים האלה: מלבד בחירת הדגם הבא, ניהול תערובות חול והובלת הממיס, יש להם מעט משימות ידניות. יתרון נוסף הוא הצורך המופחת בעובדים מנוסים, שקשה למצוא אותם. למרות שאוטומציה דורשת הכשרה מסוימת של מפעילים, היא מספקת לאנשים את מידע התהליך הקריטי שהם צריכים כדי לקבל החלטות טובות. בעתיד מכונות עשויות לקבל את כל ההחלטות. דיבידנדים של נתונים מליהוק חלק כאשר מנסים לשפר את התהליך, לעתים קרובות היציקה אומרים, "אנו עושים את אותו הדבר באותה צורה, אך עם תוצאות שונות." אז הם מטילים באותה טמפרטורה וברמה למשך 10 שניות, אבל חלק מהיצקות טובות וחלקן רעות. על ידי הוספת חיישנים אוטומטיים, איסוף נתונים חותמת זמן על כל פרמטר תהליך, ותוצאות ניטור, מערכת יציקה חלקית משולבת יוצרת שרשרת של נתוני תהליכים קשורים, מה שמקל על זיהוי סיבות שורש כאשר האיכות מתחילה להתדרדר. לדוגמה, אם תכלילים בלתי צפויים מתרחשים בחבורה של דיסקי בלמים, מנהלים יכולים לבדוק במהירות כי פרמטרים נמצאים בגבולות מקובלים. מכיוון שבקרי מכונת הדפוס, צמח היציקה ופונקציות אחרות כמו תנורים ומיקסרים חול עובדים בהופעה, ניתן לנתח את הנתונים שהם מייצרים כדי לזהות מערכות יחסים לאורך כל התהליך, מתכונות חול ועד איכות השטח הסופית של הליהוק. דוגמה אפשרית אחת היא כיצד רמת השפכה והטמפרטורה משפיעים על מילוי עובש עבור כל דגם בודד. מסד הנתונים שהתקבל מקים גם את הבסיס לשימוש עתידי בטכניקות ניתוח אוטומטיות כמו למידת מכונה ובינה מלאכותית (AI) למיטוב תהליכים. אורטרנדר אוסף נתוני תהליכים בזמן אמת באמצעות ממשקי מכונות, מדידות חיישנים ודגימות בדיקה. עבור כל יציקת עובש נאספים כאלף פרמטרים. בעבר, זה רק רשם את הזמן הנדרש לכל שפך, אך כעת הוא יודע בדיוק מה רמת הזרבובית המוזכת היא כל שנייה, ומאפשרת לאנשי צוות מנוסים לבחון כיצד פרמטר זה משפיע על אינדיקטורים אחרים, כמו גם על האיכות הסופית של הליהוק. האם הנוזל מרוקן מהזרבוב הזורם בזמן שהתבנית מתמלאת, או שמא הזרבובית השופכת ממולאת לרמה כמעט קבועה במהלך המילוי? אורטרנדר מייצר שלוש עד חמישה מיליון תבניות בשנה ואסף כמות עצומה של נתונים. אורטרנדר מאחסן גם תמונות מרובות של כל שופכות במאגר ה- Pourtech במקרה של בעיות איכות. מציאת דרך לדרג את התמונות הללו באופן אוטומטי היא מטרה עתידית. מַסְקָנָה. גיבוש ושפכה אוטומטי בו זמנית מביא לתהליכים מהירים יותר, איכות עקבית יותר ופחות פסולת. עם יציקה חלקה ושינוי תבניות אוטומטיות, קו הייצור פועל בצורה יעילה באופן אוטונומי, הדורש רק מאמץ ידני מינימלי. מכיוון שהמפעיל ממלא תפקיד פיקוח, נדרשים פחות כוח אדם. יציקה חלקה משמשת כיום במקומות רבים ברחבי העולם וניתן ליישם אותה על כל היציקה המודרנית. כל יציקה תדרוש פיתרון שונה במקצת המותאם לצרכים שלו, אך הטכנולוגיה ליישום אותה מוכחת היטב, זמינה כיום מ- DISA ושותפה Pour-Tech AB, ואינה דורשת עבודה רבה. ניתן לבצע עבודה בהתאמה אישית. השימוש המוגבר בבינה מלאכותית ובאוטומציה חכמה ביציקה עדיין נמצא בשלב הבדיקה, אך ככל שבו היציקה ויצרני ציוד מקורי אוספים נתונים נוספים וניסיון נוסף בשנתיים -שלוש הבאות, המעבר לאוטומציה יאצה משמעותית. עם זאת, פיתרון זה הוא אופציונלי, מכיוון שמודיעין נתונים הוא הדרך הטובה ביותר לייעל את התהליכים ולשפר את הרווחיות, אוטומציה ואיסוף נתונים גדולים יותר הופכים לתרגול סטנדרטי ולא לפרויקט ניסיוני. בעבר, הנכסים הגדולים ביותר של בית יציקה היו המודל שלה והניסיון של עובדיו. כעת, כאשר הליהוק החלקה משולב עם מערכות אוטומציה יותר ותעשייה 4.0, הנתונים הופכים במהרה לעמוד השלישי של ההצלחה היציקה.
-אנו מודים בכנות לפור-טק ולאורטרנדר אייזנהוט על הערותיהם במהלך הכנת מאמר זה.
כן, ברצוני לקבל את העלון הדו-שבועי של היציקה-פלאנט עם כל החדשות האחרונות, הבדיקות והדיווחים על מוצרים וחומרים. פלוס עלוני מידע מיוחדים - כולם עם ביטול חינם בכל עת.