Denne delen ser faktisk ikke ut som om den er laget av metallplater. Noen profiler har en rekke hakk eller riller som får delen til å se ut som den er varmsmidd eller ekstrudert, men dette er ikke tilfelle. Dette er en profil laget ved hjelp av en kaldformingsprosess på en rulleformingsmaskin, en teknologi som Welser Profiles europeiske virksomheter har perfeksjonert og patentert i USA og andre land. Han søkte om sitt første patent i 2007.
"Welser har patenter for fortykning, tynning og kaldforming av spor i profiler," sa Johnson. "Det er ikke maskinering, det er ikke termoforming. Svært få mennesker i USA gjør det, eller prøver til og med."
Siden profilering er en svært moden teknologi, forventer mange ikke å se overraskelser på dette området. Hos FABTECH® smiler og rister folk på hodet når de ser ekstremt kraftige fiberlasere som skjærer i rasende hastighet eller automatiserte bøyesystemer som korrigerer materialfeil. Med alle fremskrittene i disse produksjonsteknologiene de siste årene, forventet de en hyggelig overraskelse. De forventet ikke at rulleforming skulle overraske dem. Men som ingeniørenes "vis meg blomster"-uttalelse antyder, overgår profileringen fortsatt forventningene.
I 2018 gikk Welser inn på det amerikanske markedet med oppkjøpet av Superior Roll Forming i Valley City, Ohio. Johnson sa at flyttingen er strategisk, ikke bare for å utvide Welsers tilstedeværelse i Nord-Amerika, men også fordi Superior Roll Forming deler mange av Welsers kulturelle og strategiske visjoner.
Begge selskapene har som mål å erobre spesialiserte områder av kaldvalsingsmarkedet med få konkurrenter. Begge organisasjonene jobber også med å møte bransjens behov for lettere vekt. Deler må gjøre mer, være sterkere og veie mindre.
Superior fokuserer på bilindustrien; mens begge selskapene betjener et bredt spekter av kunder, fokuserer Welser på andre bransjer som bygg, landbruk, solenergi og reoler. Lett vekt i bilindustrien har alltid fokusert på materialer med høy styrke, noe som også er en fordel med Superior. Den relativt enkle geometrien til en bøyd profil går ubemerket hen til ingeniører ser styrken til det bøyde materialet. Overlegne ingeniører utvikler ofte delprogrammer ved å bruke materialer med en strekkstyrke på 1400 eller til og med 1700 MPa. Det er nesten 250 KSI. I Europa tok Welser Profile-ingeniører også opp spørsmålet om letthet, men i tillegg til å bruke materialer med høy styrke, tok de det også opp med kompleks støping.
Welser Profiles patenterte kaldformingsprosess er egnet for materialer med lav styrke, men geometrien som skapes av rulleformingsmaskinen bidrar til å redusere vekten av hele sammenstillingen. Geometrien kan tillate profilen å utføre flere funksjoner samtidig som den reduserer antall deler (for ikke å nevne pengene brukt på produksjon). For eksempel kan profilerte spor skape sammenlåsende forbindelser som eliminerer sveising eller festemidler. Eller formen på profilen kan gjøre hele strukturen mer stiv. Kanskje det viktigste er at Welser kan lage profiler som er tykkere noen steder og tynnere andre, og gir styrke der det er nødvendig samtidig som den reduserer totalvekten.
Tradisjonelle formingsingeniører og designere følger en tiår lang bearbeidbarhetsregel: unngå små radier, korte grener, 90-graders bøyninger, dype indre geometrier osv. "Selvfølgelig har vi alltid hatt et tøft 90-tall," sa Johnson.
Profilen ser ut som en ekstrudering, men den er faktisk kaldformet av Welser Profile.
Selvfølgelig krever ingeniører at rullformingsmaskiner bryter disse reglene for produksjonsevne, og det er her verktøy- og ingeniørevnene til rulleverkstedet spiller inn. Jo lenger ingeniører kan fremme prosessen (danning tettere 90 grader, dypere indre geometrier) samtidig som verktøykostnader og prosessvariasjoner minimeres, jo mer konkurransedyktig vil en rulleformingsmaskin være.
Men som Johnson forklarer, er kaldforming i et valseverk mye mer enn det. Denne prosessen lar deg få delprofiler som de fleste ingeniører ikke engang ville vurdert å bruke profilering. «Se for deg en remse av metallplate som har gått gjennom valseprosessen, kanskje 0,100 tommer tykk. Vi kan lage et T-spor nederst i midten av denne profilen. må varmvalses eller maskineres avhengig av toleranser og andre delkrav, men vi kan enkelt rulle denne geometrien.»
Detaljene bak prosessen er selskapets eiendom og Welser opplyser ikke om blomstermønsteret. Men Johnson skisserer begrunnelsen for flere prosesser.
La oss først vurdere pregeoperasjonen på en stemplingspresse. "Når du komprimerer, strekker du eller komprimerer du også. Så du strekker materialet og flytter det til forskjellige områder av verktøyet [overflaten], akkurat som du fyller inn radier på et verktøy. Men [i profilering] Denne kaldformingsprosessen] er som å fylle radier på steroider.»
Kaldbearbeiding styrker materialet på visse områder, dette kan konstrueres til designerens fordel. Imidlertid må profileringsmaskinen også ta hensyn til disse endringene i materialegenskaper. "Du kan se en betydelig økning i ytelse, noen ganger opptil 30 prosent," sier Johnson, og legger til at denne økningen bør bygges inn i applikasjonen helt fra begynnelsen.
Imidlertid kan kaldformingen av Welser Profile innebære tilleggsoperasjoner som søm og sveising. Som med konvensjonell profilering kan piercing gjøres før, under eller etter profilering, men verktøyene som brukes må ta hensyn til effekten av kaldbearbeiding gjennom hele prosessen.
Det kaldformede materialet på Welser Profiles europeiske anlegg er ikke på langt nær så sterkt som det valsede høystyrkematerialet på Superior, Ohio-anlegget. Avhengig av bruksområdet kan selskapet produsere kaldformingsmateriale ved trykk opp til 450 MPa. Men det er ikke bare å velge et materiale med en viss strekkfasthet.
"Du kan ikke gjøre det med høystyrke, lavlegerte materialer," sa Johnson og la til: "Vi liker ofte å bruke mikrolegerte materialer, som bidrar til å forhindre brudd. Selvfølgelig er materialvalg en viktig del.»
For å illustrere det grunnleggende i prosessen, beskriver Johnson utformingen av teleskoprøret. Det ene røret er satt inn i det andre og kan ikke rotere, så hvert rør har et ribbet spor på et bestemt sted rundt omkretsen. Dette er ikke bare avstivere med radier, de forårsaker noe rotasjonsspill når ett rør går inn i et annet. Disse tette toleranserørene må settes inn nøyaktig og trekkes inn jevnt med lite rotasjonsspill. I tillegg må ytterdiameteren på ytterrøret være nøyaktig den samme, uten forskalingsfremspring på innerdiameteren. For dette formål har disse rørene ekte riller som ved første øyekast ser ut til å være ekstrudert, men det er de ikke. De produseres ved kaldforming på rulleformingsmaskiner.
For å danne spor, tynner rulleverktøyet materialet på bestemte punkter langs omkretsen av røret. Ingeniørene designet prosessen slik at de nøyaktig kunne forutsi strømmen av materiale fra disse "tynne" sporene til resten av rørets omkrets. Materialstrømmen må kontrolleres nøyaktig for å sikre en konstant rørveggtykkelse mellom disse sporene. Hvis rørets veggtykkelse ikke er konstant, vil ikke komponentene hekke ordentlig.
Kaldformingsprosessen ved Welser Profiles europeiske valseformingsanlegg gjør at noen deler kan gjøres tynnere, andre tykkere, og sporene kan plasseres andre steder.
Igjen, en ingeniør ser på en del og tror kanskje det er ekstrudering eller varmsmiing, og det er et problem med enhver produksjonsteknologi som trosser konvensjonell visdom. Mange ingeniører vurderte ikke å utvikle en slik del, og trodde det ville være for dyrt eller umulig å produsere. På denne måten sprer Johnson og teamet hans ordet ikke bare om egenskapene til prosessen, men også om fordelene ved å få Welser Profile-ingeniører involvert i profilering tidlig i designprosessen.
Design- og rulleingeniører jobber sammen om materialvalg, strategisk valg av tykkelse og forbedring av kornstruktur, delvis drevet av verktøy, og nøyaktig hvor kaldforming (dvs. fortykning og tynning) skjer i blomsterformasjon. fullstendig profil. Dette er en mye mer kompleks oppgave enn å bare koble sammen de modulære delene av et rulleverktøy (Welser-profilen bruker nesten utelukkende modulære verktøy).
Med over 2500 ansatte og over 90 rulleformingslinjer er Welser et av de største familieeide valseformingsselskapene i verden, med en stor arbeidsstyrke dedikert til verktøy og ingeniører som bruker de samme verktøyene som har blitt brukt så langt. i mange år Die bibliotek. Profilering av over 22 500 forskjellige profiler.
"Vi har for tiden over 700 000 [modulære] rulleverktøy på lager," sa Johnson.
"Anleggsbyggerne visste ikke hvorfor vi ba om visse spesifikasjoner, men de oppfylte kravene våre," sa Johnson, og la til at disse "uvanlige justeringene" på anlegget hjalp Welser med å forbedre kaldformingsprosessen.
Så, hvor lenge har Welzer vært i stålbransjen? Johnson smilte. "Å, nesten alltid." Han spøkte bare halvt. Grunnleggelsen av selskapet går tilbake til 1664. «Ærlig talt er selskapet i stålbransjen. Det startet som et støperi og begynte å rulle og danne seg på slutten av 1950-tallet og har vokst siden.
Familien Welser har drevet virksomheten i 11 generasjoner. "Administrerende direktør er Thomas Welser," sa Johnson. "Bestefaren hans startet et profileringsselskap og faren hans var faktisk en gründer som utvidet størrelsen og omfanget av virksomheten." I dag overstiger den årlige inntekten på verdensbasis 700 millioner dollar.
Johnson fortsatte, "Mens faren til Thomas bygde selskapet i Europa, var Thomas virkelig interessert i internasjonalt salg og forretningsutvikling. Han føler at dette er hans generasjon og det er på tide for ham å ta selskapet globalt.»
Oppkjøpet av Superior var en del av denne strategien, den andre delen var introduksjonen av kaldvalseteknologi til USA. I skrivende stund foregår kaldformingsprosessen ved Welser Profiles europeiske anlegg, hvorfra selskapet eksporterer produkter til globale markeder. Ingen planer om å bringe teknologien til USA er annonsert, i hvert fall ikke ennå. Johnson sa at, som alt annet, planlegger valseverket å utvide kapasiteten basert på etterspørsel.
Blomstermønsteret til den tradisjonelle rulleprofilen viser stadiene av materialdannelse når den passerer gjennom valsestasjonen. Fordi detaljene bak Welser Profiles kaldformingsprosess er proprietære, produserer den ikke blomsterdesign.
Welser Profile og datterselskapet Superior tilbyr tradisjonell profilering, men begge spesialiserer seg på områder hvor spesifikasjon ikke er nødvendig. For Superior er dette et høystyrkemateriale, for Welser Profile er støpingen en kompleks form som i mange tilfeller ikke konkurrerer med andre valsemaskiner, men med ekstrudere og annet spesialproduksjonsutstyr.
Faktisk sa Johnson at teamet hans forfølger en aluminiumsekstruderstrategi. "På begynnelsen av 1980-tallet kom aluminiumselskapene inn på markedet og sa: 'Hvis du kan drømme det, kan vi presse det ut.' De var veldig flinke til å gi ingeniørene valgmuligheter. Hvis du bare kan drømme om det, betaler du en liten avgift for verktøyet. Vi kan produsere det mot en avgift. Dette frigjør ingeniører fordi de bokstavelig talt kan tegne hva som helst. Nå gjør vi noe lignende – først nå med profilering.
Tim Heston er seniorredaktør for FABRICATOR Magazine og har vært i metallindustrien siden 1998, og startet sin karriere med American Welding Society's Welding Magazine. Siden den gang har han håndtert hele prosessen med metallfremstilling, fra stempling, bøying og skjæring til sliping og polering. Ble med i FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR er det ledende magasinet for stempling og metallproduksjon i Nord-Amerika. Magasinet publiserer nyheter, tekniske artikler og suksesshistorier som gjør det mulig for produsenter å gjøre jobben sin mer effektivt. FABRICATOR har vært i bransjen siden 1970.
Full digital tilgang til FABRICATOR er nå tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Full digital tilgang til Tubing Magazine er nå tilgjengelig, noe som gir deg enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Full digital tilgang til The Fabricator en Español er nå tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Siden grunnleggelsen av Detroit Bus Company i 2011, har Andy Didoroshi fortsatt å operere uten avbrudd...
Innleggstid: 22. august 2023