Trên thực tế, bộ phận này trông không giống như được làm bằng kim loại tấm chút nào. Một số cấu hình có một loạt các khía hoặc rãnh làm cho bộ phận trông giống như được rèn nóng hoặc ép đùn, nhưng thực tế không phải vậy. Đây là profile được tạo ra bằng quy trình tạo hình nguội trên máy tạo hình cuộn, một công nghệ mà các doanh nghiệp châu Âu của Welser Profile đã hoàn thiện và được cấp bằng sáng chế ở Mỹ và các nước khác. Ông nộp đơn xin cấp bằng sáng chế đầu tiên vào năm 2007.
Johnson cho biết: “Welser nắm giữ bằng sáng chế về các rãnh làm dày, làm mỏng và tạo hình nguội trên các biên dạng. “Đó không phải là gia công, không phải là ép nóng. Rất ít người ở Mỹ làm điều đó hoặc thậm chí thử làm điều đó.”
Vì lập hồ sơ là một công nghệ rất trưởng thành nên nhiều người không mong đợi sẽ thấy những điều bất ngờ trong lĩnh vực này. Tại FABTECH®, mọi người mỉm cười và lắc đầu khi nhìn thấy tia laser sợi quang cực kỳ mạnh mẽ cắt với tốc độ chóng mặt hoặc hệ thống uốn tự động điều chỉnh các vật liệu không khớp. Với tất cả những tiến bộ trong công nghệ sản xuất này trong những năm gần đây, họ đang mong đợi một bất ngờ thú vị. Họ không mong đợi việc tạo hình cuộn sẽ làm họ ngạc nhiên. Tuy nhiên, như tuyên bố “cho tôi xem hoa” của các kỹ sư gợi ý, việc lập hồ sơ vẫn vượt quá mong đợi.
Năm 2018, Welser gia nhập thị trường Hoa Kỳ với việc mua lại Superior Roll Forming ở Valley City, Ohio. Johnson cho biết động thái này mang tính chiến lược, không chỉ nhằm mở rộng sự hiện diện của Welser ở Bắc Mỹ mà còn vì Superior Roll Forming chia sẻ nhiều tầm nhìn chiến lược và văn hóa của Welser.
Cả hai công ty đều đặt mục tiêu chinh phục các lĩnh vực chuyên biệt của thị trường cán nguội với ít đối thủ cạnh tranh. Cả hai tổ chức cũng đang nỗ lực đáp ứng nhu cầu của ngành về trọng lượng nhẹ hơn. Các bộ phận cần phải làm được nhiều việc hơn, khỏe hơn và nhẹ hơn.
Superior tập trung vào lĩnh vực ô tô; trong khi cả hai công ty đều phục vụ nhiều đối tượng khách hàng, Welser tập trung vào các ngành khác như xây dựng, nông nghiệp, năng lượng mặt trời và giá đỡ. Trọng lượng nhẹ trong ngành ô tô luôn chú trọng đến các vật liệu có độ bền cao, đây cũng là một ưu điểm của Superior. Hình dạng tương đối đơn giản của biên dạng uốn cong không được chú ý cho đến khi các kỹ sư nhìn thấy độ bền của vật liệu uốn cong. Các kỹ sư cấp cao thường phát triển các chương trình sản phẩm sử dụng vật liệu có độ bền kéo 1400 hoặc thậm chí 1700 MPa. Đó là gần 250 KSI. Ở Châu Âu, các kỹ sư của Welser Profile cũng giải quyết vấn đề về độ nhẹ, nhưng ngoài việc sử dụng vật liệu có độ bền cao, họ còn giải quyết vấn đề này bằng khuôn đúc phức tạp.
Quy trình tạo hình nguội được cấp bằng sáng chế của Welser Profile phù hợp với các vật liệu có độ bền thấp, nhưng hình học được tạo ra bởi máy tạo hình cuộn giúp giảm trọng lượng của toàn bộ tổ hợp. Hình dạng có thể cho phép cấu hình thực hiện nhiều chức năng đồng thời giảm số lượng bộ phận (chưa kể số tiền chi cho sản xuất). Ví dụ, các rãnh định hình có thể tạo ra các kết nối lồng vào nhau giúp loại bỏ việc hàn hoặc ốc vít. Hoặc hình dạng của biên dạng có thể làm cho toàn bộ cấu trúc trở nên cứng cáp hơn. Có lẽ quan trọng nhất là Welser có thể tạo ra các biên dạng dày hơn ở một số chỗ và mỏng hơn ở những chỗ khác, mang lại sức mạnh khi cần thiết đồng thời giảm trọng lượng tổng thể.
Các kỹ sư và nhà thiết kế tạo hình truyền thống tuân theo quy tắc xử lý kéo dài hàng thập kỷ: tránh bán kính nhỏ, cành ngắn, uốn cong 90 độ, hình học bên trong sâu, v.v. “Tất nhiên, chúng tôi luôn có những năm 90 khó khăn,” Johnson nói.
Cấu hình trông giống như một vật ép đùn, nhưng thực chất nó được tạo hình nguội bởi Welser Profile.
Tất nhiên, các kỹ sư yêu cầu máy tạo hình cuộn phải phá vỡ các quy tắc về khả năng sản xuất này và đây là lúc năng lực công cụ và kỹ thuật của xưởng cuộn phát huy tác dụng. Các kỹ sư càng có thể cải tiến quy trình (hình thành các hình học bên trong sâu hơn, 90 độ dày đặc hơn) đồng thời giảm thiểu chi phí dụng cụ và độ biến thiên của quy trình, thì máy tạo hình cuộn sẽ càng cạnh tranh hơn.
Nhưng như Johnson giải thích, việc tạo hình nguội trong máy cán còn nhiều hơn thế. Quá trình này cho phép bạn có được các hồ sơ bộ phận mà hầu hết các kỹ sư thậm chí không cân nhắc sử dụng hồ sơ. “Hãy tưởng tượng một dải kim loại đã trải qua quá trình cán, có thể dày 0,100 inch. Chúng ta có thể tạo một khe chữ T ở giữa dưới cùng của cấu hình này. phải được cán nóng hoặc gia công tùy thuộc vào dung sai và các yêu cầu khác của bộ phận, nhưng chúng ta có thể dễ dàng cuộn hình học này.”
Các chi tiết đằng sau quy trình này là tài sản của công ty và Welser không tiết lộ mẫu hoa. Nhưng Johnson phác thảo cơ sở lý luận cho một số quy trình.
Đầu tiên chúng ta hãy xem xét hoạt động dập nổi trên máy dập. “Khi bạn nén, bạn cũng căng hoặc nén. Vì vậy, bạn kéo dài vật liệu và di chuyển nó đến các khu vực khác nhau của [bề mặt] công cụ, giống như bạn điền bán kính trên một công cụ. Nhưng [trong hồ sơ] Quá trình tạo hình nguội này] giống như điền vào bán kính trên steroid.”
Gia công nguội sẽ làm cứng vật liệu ở một số khu vực nhất định, điều này có thể được thiết kế để mang lại lợi ích cho người thiết kế. Tuy nhiên, máy định hình cũng phải tính đến những thay đổi này về tính chất vật liệu. Johnson cho biết: “Bạn có thể thấy hiệu suất tăng lên đáng kể, đôi khi lên tới 30%”, đồng thời cho biết thêm rằng mức tăng này phải được tích hợp vào ứng dụng ngay từ đầu.
Tuy nhiên, quá trình tạo hình nguội của Welser Profile có thể bao gồm các hoạt động bổ sung như khâu và hàn. Giống như việc tạo hình thông thường, việc xỏ lỗ có thể được thực hiện trước, trong hoặc sau khi tạo hình, nhưng các công cụ được sử dụng phải tính đến ảnh hưởng của việc gia công nguội trong suốt quá trình.
Vật liệu được tạo hình nguội tại cơ sở ở Châu Âu của Welser Profile không bền bằng vật liệu có độ bền cao được cán tại cơ sở Superior, Ohio. Tùy thuộc vào ứng dụng, công ty có thể sản xuất vật liệu tạo hình nguội ở áp suất lên tới 450 MPa. Nhưng vấn đề không chỉ là chọn vật liệu có độ bền kéo nhất định.
Johnson cho biết: “Bạn không thể làm điều đó với các vật liệu có độ bền cao, hợp kim thấp và cho biết thêm: “Chúng tôi thường thích sử dụng các vật liệu hợp kim siêu nhỏ, giúp ngăn ngừa gãy vỡ. Rõ ràng việc lựa chọn nguyên liệu là một phần quan trọng.”
Để minh họa những điều cơ bản của quy trình, Johnson mô tả thiết kế của ống lồng. Một ống được lắp vào bên trong ống kia và không thể xoay được nên mỗi ống có một rãnh gân ở một vị trí cụ thể xung quanh chu vi. Đây không chỉ là các thanh tăng cứng có bán kính mà còn gây ra một số chuyển động quay khi ống này đi vào ống khác. Các ống dung sai chặt này phải được lắp vào và rút lại một cách chính xác một cách trơn tru với ít chuyển động quay. Ngoài ra, đường kính ngoài của ống ngoài phải bằng nhau, cốp pha không được nhô ra trên đường kính trong. Để đạt được mục đích này, những ống này có các rãnh thực sự mà thoạt nhìn có vẻ như được ép đùn nhưng thực tế không phải vậy. Chúng được sản xuất bằng phương pháp tạo hình nguội trên máy tạo hình cuộn.
Để tạo thành các rãnh, dụng cụ lăn làm mỏng vật liệu tại các điểm cụ thể dọc theo chu vi của ống. Các kỹ sư đã thiết kế quy trình sao cho họ có thể dự đoán chính xác dòng chảy của vật liệu từ các rãnh “mỏng” này đến phần còn lại của chu vi đường ống. Dòng nguyên liệu phải được kiểm soát chính xác để đảm bảo độ dày thành ống không đổi giữa các rãnh này. Nếu độ dày thành ống không cố định, các bộ phận sẽ không được lồng vào nhau đúng cách.
Quá trình tạo hình nguội tại các nhà máy uốn tạo hình ở Châu Âu của Welser Profile cho phép một số bộ phận được làm mỏng hơn, những bộ phận khác dày hơn và các rãnh được đặt ở những nơi khác.
Một lần nữa, một kỹ sư nhìn vào một bộ phận và có thể nghĩ rằng nó được ép đùn hoặc rèn nóng, và đó là vấn đề với bất kỳ công nghệ sản xuất nào đi ngược lại với sự hiểu biết thông thường. Nhiều kỹ sư đã không cân nhắc việc phát triển một bộ phận như vậy vì tin rằng nó sẽ quá đắt hoặc không thể sản xuất được. Bằng cách này, Johnson và nhóm của ông đang truyền bá không chỉ về khả năng của quy trình mà còn về lợi ích của việc thu hút các kỹ sư Welser Profile tham gia lập hồ sơ sớm trong quá trình thiết kế.
Các kỹ sư thiết kế và cuộn làm việc cùng nhau trong việc lựa chọn vật liệu, lựa chọn độ dày và cải thiện cấu trúc hạt một cách chiến lược, một phần được điều khiển bởi dụng cụ và chính xác nơi xảy ra quá trình tạo hình nguội (tức là làm dày và làm mỏng) trong quá trình hình thành hoa. hồ sơ hoàn chỉnh. Đây là một nhiệm vụ phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ kết nối các bộ phận mô-đun của một công cụ cán (hồ sơ Welser hầu như chỉ sử dụng các công cụ mô-đun).
Với hơn 2.500 nhân viên và hơn 90 dây chuyền tạo hình cuộn, Welser là một trong những công ty tạo hình cuộn thuộc sở hữu gia đình lớn nhất trên thế giới, với lực lượng lao động lớn chuyên làm các công cụ và kỹ sư sử dụng cùng các công cụ đã được sử dụng cho đến nay. trong nhiều năm Die thư viện. Lập hồ sơ hơn 22.500 hồ sơ khác nhau.
Johnson cho biết: “Chúng tôi hiện có hơn 700.000 công cụ con lăn [mô-đun] trong kho.
Johnson cho biết: “Các nhà xây dựng nhà máy không biết tại sao chúng tôi lại yêu cầu một số thông số kỹ thuật nhất định, nhưng họ đã đáp ứng yêu cầu của chúng tôi”, đồng thời cho biết thêm rằng “những điều chỉnh bất thường” này tại nhà máy đã giúp Welser cải thiện quy trình tạo hình nguội.
Vậy Welzer đã kinh doanh thép được bao lâu? Johnson mỉm cười. “Ồ, hầu như luôn luôn.” Anh ấy chỉ nói đùa một nửa thôi. Công ty được thành lập từ năm 1664. “Thành thật mà nói, công ty hoạt động trong lĩnh vực kinh doanh thép. Nó bắt đầu như một xưởng đúc và bắt đầu lăn và hình thành vào cuối những năm 1950 và đã phát triển kể từ đó.”
Gia đình Welser đã điều hành công việc kinh doanh suốt 11 thế hệ. “Giám đốc điều hành là Thomas Welser,” Johnson nói. “Ông nội của anh ấy đã thành lập một công ty lập hồ sơ và cha anh ấy thực sự là một doanh nhân đã mở rộng quy mô và phạm vi kinh doanh.” Ngày nay, thu nhập hàng năm trên toàn thế giới vượt quá 700 triệu USD.
Johnson tiếp tục, “Trong khi cha của Thomas đang xây dựng công ty ở Châu Âu, Thomas thực sự quan tâm đến việc phát triển kinh doanh và bán hàng quốc tế. Anh ấy cảm thấy đây là thế hệ của mình và đã đến lúc anh ấy đưa công ty ra toàn cầu.”
Việc mua lại Superior là một phần của chiến lược này, phần còn lại là việc đưa công nghệ cán nguội vào Mỹ. Tại thời điểm viết bài, quá trình tạo hình nguội diễn ra tại các cơ sở ở Châu Âu của Welser Profile, nơi công ty xuất khẩu sản phẩm sang thị trường toàn cầu. Không có kế hoạch đưa công nghệ này đến Mỹ được công bố, ít nhất là chưa. Johnson cho biết, giống như mọi thứ khác, nhà máy cán có kế hoạch mở rộng công suất dựa trên nhu cầu.
Họa tiết hoa của biên dạng cuộn truyền thống thể hiện các giai đoạn hình thành vật liệu khi nó đi qua trạm cán. Bởi vì các chi tiết đằng sau quy trình tạo hình nguội của Welser Profile là độc quyền nên nó không tạo ra các thiết kế hoa.
Welser Profile và công ty con Superior của nó cung cấp dịch vụ lập hồ sơ truyền thống nhưng cả hai đều chuyên về các lĩnh vực không yêu cầu đặc điểm kỹ thuật. Đối với Superior, đây là vật liệu có độ bền cao, đối với Welser Profile, khuôn đúc là một hình dạng phức tạp mà trong nhiều trường hợp không cạnh tranh với các máy cán khác mà với máy đùn và thiết bị sản xuất đặc biệt khác.
Trên thực tế, Johnson cho biết nhóm của ông đang theo đuổi chiến lược máy đùn nhôm. “Vào đầu những năm 1980, các công ty nhôm tham gia thị trường và nói, 'Nếu bạn có thể mơ về nó, chúng tôi có thể vắt kiệt nó.' Họ rất giỏi trong việc đưa ra các lựa chọn cho các kỹ sư. Nếu bạn chỉ có thể mơ về nó, bạn sẽ phải trả một khoản phí nhỏ cho công cụ này. Chúng tôi có thể sản xuất nó với một khoản phí. Điều này giải phóng các kỹ sư vì họ có thể vẽ bất cứ thứ gì theo đúng nghĩa đen. Bây giờ chúng tôi đang làm điều gì đó tương tự – chỉ bây giờ với việc lập hồ sơ.
Tim Heston là Biên tập viên cao cấp của Tạp chí FABRICATOR và đã làm việc trong ngành chế tạo kim loại từ năm 1998, bắt đầu sự nghiệp của mình với Tạp chí Hàn của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ. Kể từ đó, anh đã đảm nhiệm toàn bộ quá trình chế tạo kim loại, từ dập, uốn và cắt đến mài và đánh bóng. Gia nhập FABRICATOR vào tháng 10 năm 2007.
FABRICATOR là tạp chí dập và chế tạo kim loại hàng đầu ở Bắc Mỹ. Tạp chí xuất bản các tin tức, bài viết kỹ thuật và câu chuyện thành công giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc của mình hiệu quả hơn. FABRICATOR đã hoạt động trong ngành từ năm 1970.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào FABRICATOR, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tạp chí Tubing, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Kể từ khi thành lập Công ty xe buýt Detroit vào năm 2011, Andy Didoroshi đã tiếp tục hoạt động không bị gián đoạn…
Thời gian đăng: 22-08-2023