E fonderie stanu aduttendu sempre di più l'automatizazione di i prucessi basata nantu à i dati per ghjunghje à obiettivi à longu andà di qualità più alta, menu sprechi, tempu di funziunamentu massimu è costi minimi. A sincronizazione digitale cumpletamente integrata di i prucessi di colata è stampaggio (fusione senza saldatura) hè particularmente preziosa per e fonderie chì affrontanu e sfide di a pruduzzione just-in-time, tempi di ciclu ridutti è cambiamenti di mudellu più frequenti. Cù sistemi automatizati di stampaggio è fusione chì si colleganu perfettamente, u prucessu di fusione diventa più veloce è pezzi di qualità superiore sò prudutti in modu più consistente. U prucessu di colata automatizatu include u monitoraghju di a temperatura di colata, è ancu l'alimentazione di materiale d'inoculazione è u cuntrollu di ogni stampo. Questu migliora a qualità di ogni fusione è riduce u tassu di scarti. Questa automatizazione cumpleta riduce ancu a necessità di operatori cù anni di sperienza specializata. L'operazioni diventanu ancu più sicure perchè menu travagliadori sò implicati in generale. Questa visione ùn hè micca una visione di u futuru; Questu accade avà. Strumenti cum'è l'automatizazione di a fonderia è a robotica, a raccolta è l'analisi di dati si sò evoluti in decennii, ma u prugressu hè acceleratu recentemente cù u sviluppu di l'informatica ad alte prestazioni accessibile è di sensori avanzati in rete di l'Industria 4.0 è sistemi di cuntrollu cumpatibili. E suluzioni è i partenarii permettenu avà à e fonderie di creà una infrastruttura robusta è intelligente per sustene prughjetti più ambiziosi, riunendu parechji sottoprocessi prima indipendenti per coordinà i so sforzi. L'archiviazione è l'analisi di i dati di prucessu raccolti da questi sistemi automatizati è integrati apre ancu a porta à un ciclu virtuosu di miglioramentu cuntinuu basatu nantu à i dati. E fonderie ponu raccoglie è analizà i parametri di prucessu esaminendu i dati storichi per truvà correlazioni trà elli è i risultati di u prucessu. U prucessu automatizatu furnisce tandu un ambiente trasparente in u quale qualsiasi miglioramentu identificatu da l'analisi pò esse testatu, validatu è, induve pussibule, implementatu in modu cumpletu è rapidu.
Sfide di Stampaggio Senza Saldatura A causa di a tendenza versu a pruduzzione just-in-time, i clienti chì utilizanu linee di stampaggio DISAMATIC® spessu devenu cambià mudelli frequentemente trà picculi lotti. Usendu apparecchiature cum'è un Cambiatore Automaticu di Polvere (APC) o un Cambiatore Rapidu di Polvere (QPC) di DISA, i mudelli ponu esse cambiati in solu un minutu. Cù i cambiamenti di mudellu à alta velocità, u collu di buttiglia in u prucessu tende à spustassi versu u versamentu - u tempu necessariu per spustà manualmente a paniera per versà dopu un cambiamentu di mudellu. A fusione senza saldatura hè u megliu modu per migliurà sta tappa di u prucessu di fusione. Ancu s'è a fusione hè spessu digià parzialmente automatizata, l'automatizazione cumpleta richiede una integrazione senza saldatura di i sistemi di cuntrollu di a linea di stampaggio è di l'apparecchiature di riempimentu in modu chì operinu in modu cumpletamente sincronu in tutte e situazioni operative pussibuli. Per ottene questu in modu affidabile, l'unità di versamentu deve sapè esattamente induve hè sicuru versà u prossimu stampu è, se necessariu, aghjustà a pusizione di l'unità di riempimentu. Ottene un riempimentu automaticu efficiente in un prucessu di pruduzzione stabile di u listessu stampu ùn hè micca cusì difficiule. Ogni volta chì si fabrica un novu stampu, a colonna di u stampu si move di a stessa distanza (spessore di u stampu). In questu modu, l'unità di riempimentu pò stà in a listessa pusizione, pronta à riempie u prossimu stampu viotu dopu chì a linea di pruduzzione hè stata fermata. Solu picculi aghjustamenti à a pusizione di colata sò necessarii per cumpensà i cambiamenti in u spessore di u stampu causati da cambiamenti in a cumpressibilità di a sabbia. A necessità di questi aghjustamenti fini hè stata recentemente ulteriormente ridutta grazie à e nuove caratteristiche di a linea di stampaggio chì permettenu à e pusizioni di colata di rimanere più consistenti durante una pruduzzione consistente. Dopu chì ogni colata hè cumpletata, a linea di stampaggio si move di novu di un colpu, piazzendu u prossimu stampu viotu in locu per inizià a prossima colata. Mentre questu accade, u dispositivu di riempimentu pò esse riempitu. Quandu si cambia u mudellu, u spessore di u stampu pò cambià, ciò chì richiede una automatizazione cumplessa. À u cuntrariu di u prucessu di sabbia orizzontale, induve l'altezza di a sabbia hè fissa, u prucessu DISAMATIC® verticale pò aghjustà u spessore di u stampu à u spessore esattu necessariu per ogni inseme di mudelli per mantene un rapportu sabbia/ferru costante è tene contu di l'altezza di u mudellu. Questu hè un benefiziu maiò per assicurà una qualità di fusione ottimale è un utilizzazione di e risorse, ma i spessori variabili di u stampu rendenu u cuntrollu automaticu di a fusione più difficiule. Dopu à un cambiamentu di mudellu, a macchina DISAMATIC® principia à pruduce u prossimu batch di stampi di u listessu spessore, ma a macchina di riempimentu nantu à a linea riempie sempre i stampi di u mudellu precedente, chì ponu avè un spessore di stampo differente. Per cumbatte questu, a linea di stampaggio è l'impianto di riempimentu devenu travaglià senza intoppi cum'è un sistema sincronizatu, pruducendu stampi di un spessore è versendu in modu sicuru un altru. Versamentu senza intoppi dopu à u cambiamentu di mudellu. Dopu à u cambiamentu di mudellu, u spessore di u stampo restante trà e macchine di stampaggio ferma u listessu. L'unità di versamentu fatta da u mudellu precedente ferma a stessa, ma postu chì u novu stampo chì esce da a macchina di stampaggio pò esse più grossu o più finu, tutta a fila pò avanzà à distanze diverse in ogni ciclu - finu à u spessore di a nova forma. Questu significa chì cù ogni colpu di a macchina di stampaggio, u sistema di colata senza intoppi deve aghjustà a pusizione di colata in preparazione per u prossimu colatu. Dopu chì u batch precedente di stampi hè statu versatu, u spessore di u stampo diventa di novu costante è a pruduzzione stabile riprende. Per esempiu, s'è u novu stampu hè di 150 mm di spessore invece di u stampu di 200 mm di spessore chì era sempre in corsu di colata prima, u dispusitivu di colata deve spustassi di 50 mm in daretu versu a macchina di stampaggio cù ogni colpu di a macchina di stampaggio per esse in a pusizione di colata curretta. Per chì un impianto di colata si prepari à versà quandu a colonna di u stampu smette di muoversi, u cuntrullatore di l'impianto di riempimentu deve sapè esattamente in quale stampu verserà è quandu è induve ghjunghjerà in a zona di colata. Usendu un novu mudellu chì produce stampi spessi mentre fonde stampi sottili, u sistema deve esse capace di fonde dui stampi in un ciclu. Per esempiu, quandu si face un stampu di 400 mm di diametru è si versa un stampu di 200 mm di diametru, u dispusitivu di colata deve esse à 200 mm di distanza da a macchina di stampaggio per ogni stampu fattu. À un certu puntu, u colpu di 400 mm spingerà dui stampi di 200 mm di diametru vioti fora di a pussibile zona di colata. In questu casu, a macchina di stampaggio deve aspittà finu à chì u dispusitivu di riempimentu abbia finitu di versà i dui stampi di 200 mm prima di passà à u colpu prossimu. O, quandu si facenu stampi fini, u versatore deve esse capace di saltà cumpletamente a colata in u ciclu mentre si versanu sempre stampi spessi. Per esempiu, quandu si face un stampu di 200 mm di diametru è si versanu un stampu di 400 mm di diametru, piazzà un novu stampu di 400 mm di diametru in a zona di colata significa chì devenu esse fatti dui stampi di 200 mm di diametru. U tracciamentu, i calculi è u scambiu di dati richiesti per un sistema integratu di stampaggio è colata per furnisce una colata automatizata senza prublemi, cum'è descrittu sopra, anu presentatu sfide per parechji fornitori di attrezzature in u passatu. Ma grazie à e macchine muderne, i sistemi digitali è e migliori pratiche, a colata senza interruzioni pò esse (è hè stata) ottenuta rapidamente cù una cunfigurazione minima. U requisitu principale hè una qualchì forma di "contabilità" di u prucessu, furnendu informazioni nantu à a pusizione di ogni forma in tempu reale. U sistema Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) di DISA raggiunge questu scopu registrendu ogni stampu fattu è tracciandu u so muvimentu attraversu a linea di pruduzzione. Cum'è un timer di prucessu, genera una seria di flussi di dati cù marca temporale chì calculanu a pusizione di ogni stampu è u so ugello nantu à a linea di pruduzzione ogni secondu. S'ellu hè necessariu, scambia dati in tempu reale cù u sistema di cuntrollu di l'impianto di riempimentu è altri sistemi per ottene una sincronizazione precisa. U sistema DISA estrae dati impurtanti per ogni stampu da a basa di dati CIM, cum'è u spessore di u stampu è si pò/ùn pò esse versatu, è li manda à u sistema di cuntrollu di l'impianto di riempimentu. Utilizendu questi dati precisi (generati dopu chì u stampu hè statu estrusu), u versatore pò spustà l'assemblea di versamentu in a pusizione curretta prima chì u stampu ghjunghje, è dopu cumincià à apre l'asta di tappu mentre u stampu hè sempre in muvimentu. U stampu ghjunghje in tempu per riceve u ferru da l'impianto di versamentu. Stu timing ideale hè cruciale, vale à dì chì a fusione ghjunghje à a tazza di versamentu currettamente. U tempu di versamentu hè un collu di buttiglia cumunu di produttività, è timingendu perfettamente l'iniziu di u versamentu, i tempi di ciclu ponu esse ridutti di parechji decimi di secondu. U sistema di stampaggio DISA trasferisce ancu dati pertinenti da a macchina di stampaggio, cum'è a dimensione attuale di u stampu è a pressione di iniezione, è ancu dati di prucessu più ampi cum'è a cumpressibilità di a sabbia, à u Monitizer®|CIM. À u so tornu, Monitizer®|CIM riceve è memorizza parametri critici per a qualità per ogni stampu da l'impianto di riempimentu, cum'è a temperatura di colata, u tempu di colata è u successu di i prucessi di colata è d'inoculazione. Questu permette di marcà e forme individuali cum'è cattive è di separà e forme prima di mischjà in u sistema di scuzzulazione. Oltre à automatizà e macchine di stampaggio, e linee di stampaggio è a fusione, Monitizer®|CIM furnisce un quadru conforme à l'Industria 4.0 per l'acquisizione, l'archiviazione, a reportistica è l'analisi. A gestione di a fonderia pò vede rapporti dettagliati è analizà i dati per seguità i prublemi di qualità è guidà potenziali miglioramenti. L'esperienza di fusione senza soluzione di continuità di Ortrander Ortrander Eisenhütte hè una fonderia di famiglia in Germania chì hè specializata in a produzzione di getti di ghisa di alta qualità è di vulume mediu per cumpunenti automobilistici, stufe à legna per impieghi gravosi è infrastrutture, è parti di macchine generali. A fonderia produce ghisa grigia, ghisa duttile è ghisa à grafite compattata è produce circa 27.000 tunnellate di getti di alta qualità à l'annu, operendu dui turni cinque ghjorni à settimana. Ortrander gestisce quattru forni di fusione à induzione di 6 tunnellate è trè linee di stampaggio DISA, chì producenu circa 100 tunnellate di getti à ghjornu. Questu include brevi cicli di pruduzzione di un'ora, qualchì volta menu per i clienti impurtanti, dunque u mudellu deve esse cambiatu frequentemente. Per ottimizà a qualità è l'efficienza, u CEO Bernd H. Williams-Book hà investitu risorse significative in l'implementazione di l'automatizazione è di l'analisi. U primu passu hè statu di automatizà u prucessu di fusione è di dosaggio di u ferru, aghjurnendu trè forni di fusione esistenti utilizendu l'ultimu sistema pourTECH, chì include a tecnulugia laser 3D, l'incubazione è u cuntrollu di a temperatura. I forni, e linee di stampaggio è di fusione sò avà cuntrullati digitalmente è sincronizati, operendu quasi cumpletamente automaticamente. Quandu a macchina di stampaggio cambia mudellu, u controller di versamentu pourTECH interroga u sistema DISA Monitizer®|CIM per e nuove dimensioni di u stampo. Basatu annantu à i dati DISA, u controller di versamentu calcula induve piazzà u nodu di versamentu per ogni versamentu. Sa esattamente quandu u primu novu stampo ghjunghje à l'impianto di riempimentu è passa automaticamente à a nova sequenza di versamentu. Se a maschera ghjunghje à a fine di a so corsa in ogni mumentu, a macchina DISAMATIC® si ferma è a maschera torna automaticamente. Quandu u primu stampu novu hè cacciatu da a macchina, l'operatore hè avvistatu per pudè verificà visivamente ch'ellu hè in a pusizione curretta. I vantaghji di a fusione senza saldatura I prucessi tradiziunali di fusione manuale o i sistemi automatizati menu cumplessi ponu purtà à una perdita di tempu di pruduzzione durante i cambiamenti di mudellu, ciò chì hè inevitabile ancu cù cambiamenti rapidi di stampu nantu à una macchina di stampaggio. U reset manuale di i stampi di versatore è di versamentu hè più lentu, richiede più operatori è hè propensu à errori cum'è u flare. Ortrander hà scupertu chì quandu si imbottigliava à manu, i so impiegati eventualmente si stancavanu, perdevanu a cuncentrazione è facianu sbagli, cum'è u rilassamentu. L'integrazione senza saldatura di u stampaggio è di u versamentu permette prucessi più veloci, più coerenti è di qualità superiore, riducendu à tempu i rifiuti è i tempi di inattività. Cù Ortrander, u riempimentu automaticu elimina i trè minuti prima richiesti per aghjustà a pusizione di l'unità di riempimentu durante i cambiamenti di mudellu. L'interu prucessu di cunversione durava 4,5 minuti, hà dettu u sgiò Williams-Book. Menu di dui minuti oghje. Cambiendu trà 8 è 12 mudelli per turnu, l'impiegati di Ortrander passanu avà circa 30 minuti per turnu, a metà di prima. A qualità hè migliorata per via di una maggiore coerenza è di a capacità di ottimizà continuamente i prucessi. Ortrander hà riduttu i rifiuti di circa u 20% introducendu a fusione senza saldatura. In più di riduce i tempi di inattività quandu si cambianu i mudelli, tutta a linea di stampaggio è di colata richiede solu duie persone invece di e trè precedenti. In certi turni, trè persone ponu operà duie linee di pruduzzione cumplete. U monitoraghju hè guasi tuttu ciò chì facenu questi travagliadori: fora di selezziunà u prossimu mudellu, gestisce e miscele di sabbia è trasportà a fusione, anu pochi compiti manuali. Un altru benefiziu hè a necessità ridutta di impiegati sperimentati, chì sò difficiuli à truvà. Ancu s'è l'automatizazione richiede una certa furmazione di l'operatori, furnisce à e persone l'infurmazioni critiche di u prucessu chì anu bisognu per piglià bone decisioni. In u futuru, e macchine puderanu piglià tutte e decisioni. Dividendi di dati da a fusione senza saldatura Quandu si prova à migliurà un prucessu, e fonderie dicenu spessu: "Facemu a stessa cosa in u listessu modu, ma cù risultati diversi". Cusì fusionanu à a stessa temperatura è livellu per 10 secondi, ma alcune fusioni sò bone è altre sò cattive. Aghjunghjendu sensori automatizati, raccogliendu dati cù marca temporale nantu à ogni parametru di prucessu è monitorizendu i risultati, un sistema integratu di fusione senza saldatura crea una catena di dati di prucessu correlati, rendendu più faciule identificà e cause principali quandu a qualità cumencia à deteriorassi. Per esempiu, s'è l'inclusioni impreviste si verificanu in un lottu di dischi di frenu, i gestori ponu verificà rapidamente chì i parametri sò in limiti accettabili. Siccomu i cuntrolli per a macchina di stampaggio, l'impianto di colata è altre funzioni cum'è i forni è i miscelatori di sabbia travaglianu in cuncertu, i dati chì generanu ponu esse analizati per identificà e relazioni in tuttu u prucessu, da e proprietà di a sabbia à a qualità di a superficia finale di a fusione. Un esempiu pussibule hè cumu u livellu di colata è a temperatura influenzanu u riempimentu di u stampo per ogni mudellu individuale. A basa di dati risultante pone ancu e basi per l'usu futuru di tecniche d'analisi automatizate cum'è l'apprendimentu automaticu è l'intelligenza artificiale (IA) per ottimizà i prucessi. Ortrander raccoglie dati di prucessu in tempu reale attraversu interfacce di macchina, misurazioni di sensori è campioni di prova. Per ogni fusione di stampo, sò raccolti circa mille parametri. Prima, registrava solu u tempu necessariu per ogni colata, ma avà sà esattamente quale hè u livellu di l'ugellu di colata ogni secondu, permettendu à u persunale espertu di esaminà cumu questu parametru influenza altri indicatori, è ancu a qualità finale di a fusione. U liquidu hè drenatu da l'ugellu di colata mentre u stampo hè riempitu, o l'ugellu di colata hè pienu à un livellu quasi costante durante u riempimentu? Ortrander produce da trè à cinque milioni di stampi à l'annu è hà raccoltu una quantità enorme di dati. Ortrander conserva ancu parechje immagini di ogni colata in a basa di dati pourTECH in casu di prublemi di qualità. Truvà un modu per valutà automaticamente queste immagini hè un scopu futuru. Conclusione. A furmazione è a colata automatizate simultanee risultanu in prucessi più veloci, una qualità più consistente è menu sprechi. Cù una fusione liscia è un cambiamentu automaticu di mudelli, a linea di pruduzzione funziona in modu efficace è autonomu, richiedendu solu un sforzu manuale minimu. Siccomu l'operatore ghjoca un rolu di supervisione, hè necessariu menu persunale. A fusione senza saldatura hè avà aduprata in parechji lochi in u mondu è pò esse applicata à tutte e fonderie muderne. Ogni fonderia richiederà una suluzione ligeramente diversa adattata à i so bisogni, ma a tecnulugia per implementalla hè ben pruvata, attualmente dispunibule da DISA è u so cumpagnu pour-tech AB, è ùn richiede micca assai travagliu. U travagliu persunalizatu pò esse realizatu. L'aumentu di l'usu di l'intelligenza artificiale è di l'automatizazione intelligente in e fonderie hè sempre in fase di prova, ma mentre e fonderie è l'OEM raccolgenu più dati è esperienza supplementaria in i prossimi dui o trè anni, a transizione versu l'automatizazione accelererà significativamente. Sta suluzione hè attualmente facultativa, ma postu chì l'intelligenza di dati hè u megliu modu per ottimizà i prucessi è migliurà a prufittuità, una maggiore automatizazione è a raccolta di dati stanu diventendu una pratica standard piuttostu chè un prughjettu sperimentale. In u passatu, i più grandi patrimonii di una fonderia eranu u so mudellu è l'esperienza di i so impiegati. Avà chì a fusione senza saldatura hè cumminata cù una maggiore automatizazione è sistemi Industria 4.0, i dati stanu diventendu rapidamente u terzu pilastru di u successu di a fonderia.
—Ringraziemu sinceramente pour-tech è Ortrander Eisenhütte per i so cummenti durante a preparazione di questu articulu.
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Data di publicazione: 05-ott-2023