Výroba vysoko presného zváraného rámu pre produkčné linky
Výskum: Jaroslav Miklušák – MECASYS, Matúš Madleňák – MECASYS Technology, Pavol Gužík – MECASYS Design, Dominik Zilka – MECASYS CAM Program
Zhrnutie
Navrhujeme a aplikujeme technologické postupy založené na kombinácii tepelného spracovania a 5-osového CNC frézovania pri výrobe presných nosných rámov určených pre vysokorýchlostné linky strojov.
Zabezpečujeme dodržanie kritických rozmerových tolerancií s maximálnou odchýlkou 0,01 mm na dĺžke 930 mm.
Požadované odchýlky (napr. súosovosť do 0,015 mm, kolmosť do 0,01 mm, rovnobežnosť do 0,012 mm) sú nevyhnutné pre dosiahnutie vysokej kvality a spoľahlivosti výsledného produktu zákazníka. Nosné rámy predstavujú základnú konštrukčnú platformu, na ktorú sa následne montujú ďalšie funkčné prvky stroja.
Spoločnosť MECASYS dôkladným plánovaním a optimalizáciou všetkých technologických krokov zabezpečila, že každý proces prispieva k dosiahnutiu vysokej presnosti a opakovateľnosti. Dodržiavaním overeného postupu garantujeme konzistentnú kvalitu každej vyrobenej časti.
Popis problému
Švajčiarsky výrobca baliacich strojov nás oslovil s požiadavkou na výrobu vysoko presného zváraného rámu pre produkčné linky vyrábajúce balenia pre farmaceutický a potravinársky segment, pričom špecifikoval veľmi prísne rozmerové tolerancie. V minulosti spolupracoval s viacerými dodávateľmi naprieč Európou, no opakovane sa stretával s problémami – nedokázali zabezpečiť presnosť kritických rozmerov, čo viedlo ku sklzom vo výrobe a komplikáciám pri montáži jeho finálnych zariadení.
Po obdržaní technickej dokumentácie sme dôkladne analyzovali zadanie a pripravili návrh výrobného riešenia. Zákazník následne overil naše technické a výrobné spôsobilosti, vrátane dostupných technológií, meracích zariadení (CMM) a interných kvalitatívnych postupov. Po úspešnej validácii našich možností sme získali objednávku na výrobu skúšobnej vzorky.
Už v úvode bolo zrejmé, že projekt si vyžaduje výnimočne precízny prístup – nielen kvôli prísnym toleranciám (napr. kolmosť do 0,01 mm, súosovosť do 0,015 mm, rovnobežnosť do 0,012 mm), ale aj kvôli vzájomnému ovplyvňovaniu týchto požiadaviek. Každý technologický krok musel byť starostlivo naplánovaný s cieľom eliminovať riziko nepresností.
Riešenie
V predprojektovej fáze, pred začiatkom realizácie, MECASYS dôkladne analyzoval konkrétne požiadavky klienta a predložené podklady. Zároveň dôsledne identifikoval aj jeho skryté očakávania.
Analýzou existujúceho stavu, podkladov klienta a vnímaním jeho očakávaní MECASYS komplexným návrhom postupu jednotlivých procesov optimalizoval technologické postupy a procesy realizácie nosných rámov pre vysokorýchlostné linky tak, aby sme dosiahli stanovený cieľ – vyššiu efektivitu, produktivitu a kvalitu výroby, nielen so zreteľom na bezpečnosť a úsporu nákladov, ale aj zohľadnením ďalších dôležitých aspektov.
Na základe analýzy kritických bodov MECASYS tím vytvoril viacero scenárov postupu výroby, ktoré sa hodnotili z pohľadu technologických rizík a ich dopadov na výslednú presnosť. V tomto procese sme využili skúsenosti MECASYS Labs, získané pri participácii na celosvetových projektoch výroby kritických komponentov pre rôzne segmenty priemyslu, napríklad farmaceutický, letecký či stavebný.
Jedným z kľúčových problémov, s ktorým bolo potrebné sa vysporiadať, bola deformácia konštrukcie po zváraní a vnútorné napätia v nosnom ráme pred trieskovým obrábaním.
Okrem samotného výrobného postupu sme navrhli aj etapy overenia skutočného vyhotovenia s požadovanými rozmermi a ich toleranciami. Tieto etapy overenia na CMM meracích zariadeniach boli zahrnuté do výrobného procesu a stanovili sme identické vyrovnania na 5-AX CNC frézach a pri CMM meraní na strojoch HEXAGON METROLOGY rady Global S.
Priebežné overovanie a konzultácie zodpovedných tímov zabezpečovali plnenie kvalitatívnych cieľov a rozmerových parametrov.
Po naplánovaní a optimalizácii technologických, výrobných a meracích operácií sme pristúpili k realizácii prototypu. Počas realizácie sme systematicky dodržiavali navrhnuté kroky, najmä predpísané technologické úpravy medzi jednotlivými operáciami – tepelné spracovanie, povrchovú úpravu pred obrábaním, priebežné overovanie rozmerov a finálne procesy povrchovej úpravy s cieľom dosiahnuť finálny stav produktu.
V MECASYS sme navrhli a realizovali technologický postup zvárania, tepelného spracovania, 5-AX CNC obrábania a overenia funkčných rozmerov s dosiahnutím požadovanej presnosti do 0,01 mm s finálnou povrchovou úpravou. Súčasťou procesu bola aj validácia dosiahnutých parametrov so zákazníkom, ktorá prebehla pred exportom zrealizovaného produktu.
Po 8 týždňoch systematickej práce a vývoja sme zákazníkovi odovzdali hotový prototyp, ktorý splnil všetky kritériá bez potreby dodatočných úprav. Súčasťou exportu bola aj výmena a zdieľanie kvalitatívnych informácií so zákazníkom, najmä certifikátov o overení rozmerov, tepelného spracovania, použitých materiálov a dodržaní predpísaných procesov.
Výsledky a prínosy
Aplikáciou navrhnutého postupu a systematickým metodickým prístupom sme dosiahli:
1. Splnenie zákazníkových kritérií na presnosť zváraného nosného rámu pre vysokorýchlostnú linku, najmä kolmosť do 0,01 mm, súosovosť do 0,015 mm a rovnobežnosť do 0,012 mm.
2. Overenie spoľahlivosti celého výrobného procesu s garantovanou opakovateľnosťou výsledkov aj v budúcnosti.
3. Elimináciu výrobných prestojov a sklzov pri montáži u zákazníka.
4. Zníženie nákladov na vstupné overovanie kvality kritického komponentu vďaka priebežnej výmene a zdieľaniu kvalitatívnych dát z CMM merania.
Záver
Projekt výroby vysoko presného zváraného rámu pre švajčiarskeho zákazníka potvrdil technologickú a procesnú vyspelosť spoločnosti MECASYS. Úspešná realizácia náročného zadania – vrátane dodržania tolerancií v rozsahu mikrometrov a komplexnej validácie výroby – dokazuje, že aj mimoriadne prísne technické požiadavky dokážeme splniť s vysokou mierou opakovateľnosti.
Na základe presne zdokumentovaného a overeného postupu vieme zabezpečiť opakovanú výrobu bez potreby nového nastavovania. Zákazník tak získava istotu konzistentnej kvality aj pri budúcich objednávkach.
Náš prístup založený na detailnej analýze, internom vývoji technologických scenárov, precíznej výrobe a kontrolovanom CMM overovaní umožnil zákazníkovi získať komponent, ktorý:
- výrazne znížil riziká pri montáži,
- eliminoval dodatočné náklady na vstupnú kontrolu,
- zabezpečil spoľahlivý chod jeho vysoko výkonných liniek.
Táto skúsenosť nás zároveň posunula vpred v oblasti zjednocovania a optimalizácie technologických procesov pre náročné a kritické aplikácie.
MECASYS je pripravený preniesť tieto skúsenosti do ďalších projektov, kde sú rozhodujúcimi faktormi precíznosť, stabilita a spoľahlivosť.
Your needs, Our expertise
Hľadáte partnera, ktorý zvládne vysokú presnosť 0,01 mm pri výrobe základných rámov strojov do hmotnosti 400 kg a veľkosti 1000 mm?
Spoločnosť MECASYS vám navrhne a dodá požadované stroje – spoľahlivo, flexibilne a v súlade s náročnými požiadavkami vašej výroby.
Žiadna časť tejto publikácie nesmie byť reprodukovaná v akejkoľvek forme alebo akýmikoľvek prostriedkami, elektronickými, mechanickými, fotokopírovacími, nahrávacími, skenovaním alebo inak, uložená v systéme vyhľadávania, s výnimkou prípadu písomného súhlasu majiteľa práv. Žiadosť o povolenie je potrebné adresovať spoločnosti: MECASYS s.r.o., Oravská Polhora 1117, 029 47 Oravská Polhora, Slovensko.
Všetky práva vyhradené, vrátane práva na rozmnožovanie vcelku alebo čiastočne alebo v akejkoľvek forme. Niektoré prvky obsiahnuté v tejto publikácii môžu byť použité na základe licencie od tretích strán a môžu podliehať ďalším obmedzeniam používania.
Referencie
AAH Plastics
Firma AAH Plastics nás oslovila s potrebou vyvinúť, skonštruovať a implementovať montážne zariadenie priamo do vstrekovacieho lisu, ktorého úlohou bude automatizovaná montáž kovových bushingov do plastového dielu.
Eurostyle Systems France
Spoločnosť Eurostyle Systems nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať kontrolný prípravok pre zabezpečenie procesu výroby na základe požiadaviek a špecifikácie zákazníka.
Air International Thermal
Spoločnosť Air International Thermal nás oslovila s požiadavkou na vývoj, návrh a realizáciu zariadenia na predohrev vrtule dúchadla klimatizačného systému motorového vozidla v mieste, kde sa lisuje os elektrického motora.
Jasplastik
Spoločnosť Jasplastik nás oslovila s požiadavkou vytvoriť jednoúčelové zariadenie na spájanie dvoch PVC dielov pomocou ultrazvuku.
Magna Slovteca
Spoločnosť Magna Slovteca nás oslovila s potrebou návrhu a výroby vibračných prípravkov pre svoj vlastný interný vývoj a testovanie stability konštrukcie spätných zrkadiel.
ITW Automotive
ITW Automotive nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať zariadenie, ktorého úlohou bude meranie a vyhodnocovanie pohybových síl zmontovaných komponentov. Vďaka tejto automatizácii sa urýchli výrobný proces a zabezpečí opakovateľnosť procesu.
Novares
Firma Novares nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať kompletnú sadu kontrolných prípravkov pre zabezpečenie procesu výroby na základe požiadaviek a špecifikácie zákazníka.
SAS Automotive
Firma SAS Automotive nás oslovila s potrebou vyvinúť, skonštruovať a implementovať strihacie zariadenie do existujúcej linky, ktorého úlohou bude automatizované vystrihávanie plastových úchytov v palubnej doske pre projekt VW, AUDI a Porsche.
Thermoplastik
Spoločnosť Thermoplastik nás oslovila s potrebou návrhu a výroby trhacích prípravkov pre svoj vlastný interný vývoj a testovanie plastových výliskov.
UPT
Spoločnosť UPT nás oslovila s požiadavkou vytvoriť elektrický rozvádzač pre projekt pasivačnej linky. Úlohou rozvádzača bude napájanie výhrevných telies a ich regulácia vzhľadom na teplotu a výšku hladiny kvapaliny.
Eurostyle Systems - Slovakia
Spoločnosť Eurostyle Systems nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať merací prípravok, ktorý by zefektívnil a automatizoval výrobu.
Inalfa Roof Systems
Firma Inalfa Roof Systems Slovakia nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať zariadenie, ktorého úlohou bude pomocou skenovacieho systému kontrolovať použitie správnych chemických prípravkov určených pre konkrétne diely a s nimi spojené pracovné postupy.
Nanogate
Firma Nanogate nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať merací prípravok, ktorý by jej pomohol efektívnejšie vyrábať potrebné komponenty.
RAMA BOHEMIA
Firma RAMA BOHEMIA nás oslovila s potrebou vyvinúť a skonštruovať jednoúčelové zariadenie, ktorého úlohou bude lepenie obojstranne lepiacej pásky na PVC diel. Vďaka tomuto zariadeniu by mohli docieliť opakovateľnú presnosť a vyššiu kvalitu nalepenia pásky.