Herstellung von hochpräzisen geschweißten Rahmen für Produktionslinien
Forschung Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Technologie, Pavol Gužík - MECASYS Design, Dominik Zilka - MECASYS CAM Programm
Zusammenfassung
Wir entwickeln und verwenden technologische Verfahren, die auf der Kombination von Wärmebehandlung und 5-Achsen-CNC-Fräsen bei der Herstellung von Präzisions-Traggestellen für Hochgeschwindigkeits-Maschinenstraßen basieren.
Wir stellen sicher, dass kritische Maßtoleranzen mit einer maximalen Abweichung von 0,01 mm auf einer Länge von 930 mm eingehalten werden.
Die erforderlichen Toleranzen (z.B. Koaxialität bis zu 0,015 mm, Rechtwinkligkeit bis zu 0,01 mm, Parallelität bis zu 0,012 mm) sind notwendig, um eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts des Kunden zu erreichen. Die Tragrahmen sind die grundlegende strukturelle Plattform, auf der anschließend die anderen Funktionselemente der Maschine montiert werden.
Durch sorgfältige Planung und Optimierung aller Prozessschritte hat MECASYS sichergestellt, dass jeder Prozess dazu beiträgt, eine hohe Präzision und Wiederholbarkeit zu erreichen. Durch die Einhaltung eines bewährten Prozesses garantieren wir die gleichbleibende Qualität jedes produzierten Teils.
Beschreibung des Problems
Ein Schweizer Hersteller von Verpackungsmaschinen trat mit der Anforderung an uns heran, einen hochpräzisen geschweißten Rahmen für Produktionslinien zur Herstellung von Verpackungen für die Pharma- und Lebensmittelbranche zu fertigen, wobei er sehr enge Maßtoleranzen vorgab. Er hatte in der Vergangenheit mit einer Reihe von Lieferanten in ganz Europa zusammengearbeitet, war aber immer wieder auf Probleme gestoßen - sie waren nicht in der Lage, die Genauigkeit der kritischen Maße zu gewährleisten, was zu Produktionsverzögerungen und Komplikationen bei der Montage seiner Endausrüstung führte.
Nachdem wir die technischen Unterlagen erhalten hatten, analysierten wir die Aufgabe gründlich und erstellten einen Vorschlag für eine Produktionslösung. Der Kunde überprüfte daraufhin unsere technischen und fertigungstechnischen Fähigkeiten, einschließlich der verfügbaren Technologien, Messgeräte (CMM) und internen Qualitätsverfahren. Nach erfolgreicher Validierung unserer Fähigkeiten erhielten wir den Auftrag zur Herstellung eines Testmusters.
Es war von Anfang an klar, dass das Projekt eine außergewöhnlich präzise Vorgehensweise erforderte - nicht nur wegen der strengen Toleranzen (z.B. Rechtwinkligkeit innerhalb von 0,01 mm, Konzentrizität innerhalb von 0,015 mm, Parallelität innerhalb von 0,012 mm), sondern auch wegen des Zusammenspiels dieser Anforderungen. Jeder technologische Schritt musste sorgfältig geplant werden, um das Risiko von Ungenauigkeiten auszuschließen.
Lösung
In der Vorprojektphase, vor Beginn der Implementierung, analysierte MECASYS die spezifischen Anforderungen des Kunden und die eingereichten Dokumente gründlich. Gleichzeitig wurden auch die versteckten Erwartungen des Kunden gründlich ermittelt.
Durch die Analyse der bestehenden Situation, der Unterlagen des Kunden und der Wahrnehmung seiner Erwartungen optimierte MECASYS die technologischen Verfahren und Prozesse für die Realisierung von Tragrahmen für Hochgeschwindigkeitslinien, um das gesetzte Ziel - höhere Effizienz, Produktivität und Qualität der Produktion - zu erreichen, und zwar nicht nur im Hinblick auf Sicherheit und Kosteneinsparungen, sondern auch unter Berücksichtigung anderer wichtiger Aspekte.
Auf der Grundlage der Analyse der kritischen Punkte erstellte das MECASYS Team mehrere Szenarien für den Produktionsprozess, die im Hinblick auf technologische Risiken und deren Auswirkungen auf die resultierende Genauigkeit bewertet wurden. Bei diesem Prozess haben wir die Erfahrung von MECASYS Labs genutzt, die wir durch die Teilnahme an globalen Projekten für die Produktion kritischer Komponenten für verschiedene Industriesegmente wie Pharma, Luft- und Raumfahrt oder Bauwesen gewonnen haben.
Eines der Hauptprobleme, das es zu lösen galt, war die Verformung der Struktur nach dem Schweißen und die inneren Spannungen im Tragrahmen vor der spanenden Bearbeitung.
Neben dem eigentlichen Herstellungsprozess haben wir auch Phasen zur Überprüfung des eigentlichen Entwurfs mit den erforderlichen Abmessungen und deren Toleranzen entwickelt. Diese Überprüfungsphasen auf CMM-Messgeräten wurden in den Herstellungsprozess einbezogen und wir stellten identische Ausrichtungen auf 5-AX-CNC-Fräsmaschinen und für CMM-Messungen auf Maschinen der HEXAGON METROLOGY Global S-Serie her.
Durch die ständige Überprüfung und Konsultation der verantwortlichen Teams wurde sichergestellt, dass die Qualitätsziele und Dimensionsparameter eingehalten wurden.
Nach der Planung und Optimierung der technologischen, produktionstechnischen und messtechnischen Abläufe haben wir mit der Realisierung des Prototyps begonnen. Während der Realisierung folgten wir systematisch den vorgeschlagenen Schritten, insbesondere den vorgeschriebenen technologischen Anpassungen zwischen den einzelnen Arbeitsschritten - Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung vor der Bearbeitung, kontinuierliche Maßkontrolle und abschließende Oberflächenbehandlungsprozesse, um den Endzustand des Produkts zu erreichen.
In MECASYS haben wir einen technologischen Prozess aus Schweißen, Wärmebehandlung, 5-AX-CNC-Bearbeitung und Überprüfung der Funktionsmaße entworfen und umgesetzt, um die erforderliche Genauigkeit von 0,01 mm mit abschließender Oberflächenbehandlung zu erreichen. Teil des Prozesses war auch die Validierung der erzielten Parameter mit dem Kunden, die vor dem Export des realisierten Produkts stattfand.
Nach 8 Wochen systematischer Arbeit und Entwicklung übergaben wir dem Kunden den fertigen Prototyp, der alle Kriterien erfüllte, ohne dass zusätzliche Änderungen erforderlich waren. Der Export umfasste auch den Austausch und die Weitergabe von Qualitätsinformationen an den Kunden, insbesondere Zertifikate zur Überprüfung der Abmessungen, der Wärmebehandlung, der verwendeten Materialien und der Einhaltung der vorgeschriebenen Prozesse.
Ergebnisse und Vorteile
Durch die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens und eines systematischen methodischen Ansatzes haben wir es geschafft:
1. Erfüllung der Kriterien des Kunden für die Genauigkeit des geschweißten Tragrahmens für die Hochgeschwindigkeitsstrecke, insbesondere die Rechtwinkligkeit innerhalb von 0,01 mm, die Koaxialität innerhalb von 0,015 mm und die Parallelität innerhalb von 0,012 mm.
2. Überprüfung der Zuverlässigkeit des gesamten Produktionsprozesses mit garantierter Wiederholbarkeit der Ergebnisse in der Zukunft.
3. die Eliminierung von Produktionsausfällen und Schlupf bei der Montage beim Kunden.
4. Reduzieren Sie die Kosten für die anfängliche Qualitätsprüfung einer kritischen Komponente, indem Sie kontinuierlich Qualitätsdaten aus CMM-Messungen austauschen und gemeinsam nutzen.
Fazit
Ein Projekt zur Herstellung eines hochpräzisen geschweißten Rahmens für einen Schweizer Kunden hat die technologische und prozessuale Reife von MECASYS bestätigt. Die erfolgreiche Umsetzung eines anspruchsvollen Auftrages - einschließlich der Einhaltung von Toleranzen im Mikrometerbereich und einer umfassenden Produktionsvalidierung - beweist, dass auch extrem strenge technische Anforderungen mit einem hohen Maß an Wiederholgenauigkeit erfüllt werden können.
Auf der Grundlage eines genau dokumentierten und bewährten Verfahrens können wir eine wiederholbare Produktion gewährleisten, ohne dass eine neue Einrichtung erforderlich ist. Der Kunde kann sich also auf eine gleichbleibende Qualität bei zukünftigen Aufträgen verlassen.
Unser Ansatz, der auf einer detaillierten Analyse, der internen Entwicklung von Technologieszenarien, einer Präzisionsfertigung und einer kontrollierten CMM-Prüfung beruht, ermöglichte es dem Kunden, eine Komponente zu erhalten, die:
- deutlich reduzierte Risiken bei der Installation,
- die zusätzlichen Kosten für die erste Überprüfung eliminiert,
- den zuverlässigen Betrieb seiner Hochleistungsanlagen gewährleistet.
Diese Erfahrung hat uns auch im Bereich der Vereinheitlichung und Optimierung von technologischen Prozessen für anspruchsvolle und unternehmenskritische Anwendungen weitergebracht.
MECASYS ist bereit, diese Erfahrung auf andere Projekte zu übertragen, bei denen Präzision, Stabilität und Zuverlässigkeit entscheidende Faktoren sind.
Ihr Bedarf, unser Know-how
Sind Sie auf der Suche nach einem Partner, der die hohe Präzision von 0,01 mm bei der Herstellung von Grundmaschinengestellen bis 400 kg und 1000 mm Größe beherrscht?
MECASYS entwirft und liefert die Maschinen, die Sie benötigen - zuverlässig, flexibel und gemäß den anspruchsvollen Anforderungen Ihrer Produktion.
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Referenzen
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Eurostyle Systems France
Eurostyle Systems trat an uns heran mit dem Wunsch, eine Kontrollvorrichtung zu entwickeln und zu konstruieren, um den Produktionsprozess gemäß den Anforderungen und Spezifikationen des Kunden zu gewährleisten.
Air International Thermal
Air International Thermal trat mit der Anforderung an uns heran, eine Vorrichtung zu entwickeln, zu konstruieren und zu implementieren, die den Gebläsepropeller einer Kfz-Klimaanlage an dem Punkt vorwärmt, an dem die Achse des Elektromotors gedrückt wird.
Jasplastik
Jasplastik trat mit der Anforderung an uns heran, ein Einzweckgerät zum Verbinden zweier PVC-Teile mittels Ultraschall zu entwickeln.
Magna Slovteca
Magna Slovteca wandte sich an uns mit der Bitte, Schwingungsvorrichtungen für die eigene Entwicklung und Stabilitätsprüfung von Rückspiegeln zu entwerfen und herzustellen.
ITW Automotive
ITW Automotive wandte sich an uns mit dem Wunsch, ein Gerät zur Messung und Bewertung der Bewegungskräfte von montierten Komponenten zu entwickeln und zu konstruieren. Diese Automatisierung wird den Produktionsprozess beschleunigen und die Wiederholbarkeit des Prozesses gewährleisten.
Novares
Novares wandte sich an uns mit dem Wunsch, einen kompletten Satz von Prüfvorrichtungen zu entwickeln und zu konstruieren, um den Produktionsprozess gemäß den Anforderungen und Spezifikationen des Kunden zu gewährleisten.
SAS Automobilindustrie
SAS Automotive trat an uns heran, um eine Schneidemaschine zu entwickeln, zu konstruieren und in eine bestehende Linie für den automatischen Zuschnitt von Armaturentafelträgern aus Kunststoff für ein Projekt von VW, AUDI und Porsche zu integrieren.
Thermoplastischer Kunststoff
Thermoplastik wandte sich an uns mit dem Wunsch, Abreißvorrichtungen für die eigene Entwicklung und Prüfung von Kunststoff-Formteilen zu entwerfen und herzustellen.
UPT
UPT wandte sich an uns mit der Anforderung, einen elektrischen Schaltschrank für ein Passivierungslinienprojekt zu erstellen. Die Schalttafel hat die Aufgabe, die Heizelemente zu versorgen und deren Temperatur und Flüssigkeitsstand zu regeln.
Eurostyle Systems - Slovakia
Eurostyle Systems trat an uns heran, um eine Messvorrichtung zu entwickeln und zu konstruieren, die die Produktion rationalisieren und automatisieren sollte.
Inalfa Roof Systems
Inalfa Roof Systems Slovakia wandte sich an uns mit dem Wunsch, ein Gerät zu entwickeln und zu konstruieren, das mit Hilfe eines Scannersystems die Verwendung der richtigen chemischen Formulierungen für bestimmte Teile und die damit verbundenen Arbeitsabläufe kontrolliert.
Nanogate
Nanogate wandte sich an uns mit dem Wunsch, eine Messvorrichtung zu entwickeln und zu konstruieren, mit der sie die benötigten Komponenten effizienter herstellen können.
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RAMA BOHEMIA wandte sich an uns mit dem Wunsch, ein Einzweckgerät zu entwickeln und zu konstruieren, dessen Aufgabe es ist, doppelseitiges Klebeband auf ein PVC-Teil zu kleben. Mit dieser Ausrüstung konnten sie eine wiederholbare Genauigkeit und eine höhere Qualität der Bandhaftung erreichen.