O fabricante ACPT Inc., com sede na Califórnia, trabalhou com o fornecedor da máquina para estabelecer uma linha de produção semiautomática inovadora equipada com uma máquina automática de enrolamento de filamentos.#workinprogress #Automação
Os eixos de transmissão compostos de fibra de carbono da ACPT são usados em uma variedade de indústrias.Fonte da foto, todas as imagens: Roth Composite Machinery
Por muitos anos, o fabricante de materiais compósitos Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Califórnia, EUA) tem se comprometido a desenvolver e aperfeiçoar o projeto de seu eixo de acionamento composto de fibra de carbono-material composto de fibra de carbono ou grande tubo de metal conectando o partes dianteiras e traseiras O sistema de acionamento na maioria dos veículos.Embora inicialmente utilizados no campo automotivo, esses componentes multifuncionais também são amplamente utilizados em aplicações marítimas, comerciais, energia eólica, defesa, aeroespacial e industrial.Ao longo dos anos, a ACPT tem visto um aumento constante na demanda por eixos de transmissão compostos de fibra de carbono.À medida que a demanda continuava a crescer, a ACPT reconheceu a necessidade de fabricar um número maior de eixos de transmissão com maior eficiência de fabricação – centenas dos mesmos eixos toda semana – o que levou a novas inovações em automação e, finalmente, ao estabelecimento de novas instalações.
De acordo com a ACPT, a razão para o aumento da demanda por eixos de acionamento é que os eixos de acionamento de fibra de carbono têm uma combinação única de funções em comparação com os eixos de acionamento de metal, como maior capacidade de torque, maior capacidade de RPM, melhor confiabilidade, menor peso e tende a para se decompor em fibra de carbono relativamente inofensiva sob alto impacto e reduzir ruído, vibração e rugosidade (NVH).
Além disso, em comparação com os eixos de transmissão de aço tradicionais, é relatado que os eixos de transmissão de fibra de carbono em carros e caminhões podem aumentar a potência das rodas traseiras dos veículos em mais de 5%, principalmente devido à massa rotativa mais leve dos materiais compósitos.Comparado com o aço, o eixo de transmissão de fibra de carbono leve pode absorver mais impacto e ter maior capacidade de torque, o que pode transmitir mais potência do motor às rodas sem fazer com que os pneus deslizem ou se separem da estrada.
Por muitos anos, a ACPT vem produzindo eixos de transmissão compostos de fibra de carbono através de enrolamento de filamento em sua fábrica na Califórnia.Para expandir para o nível necessário, é necessário aumentar a escala das instalações, melhorar os equipamentos de produção e simplificar o controle de processos e a inspeção de qualidade, transferindo ao máximo as responsabilidades de técnicos humanos para processos automatizados.Para atingir esses objetivos, a ACPT decidiu construir uma segunda unidade de produção e equipá-la com um nível mais alto de automação.
A ACPT trabalha com clientes nas indústrias automotiva, de defesa, naval e industrial para projetar eixos de transmissão de acordo com suas necessidades.
A ACPT estabeleceu esta nova unidade de produção em Schofield, Wisconsin, EUA para minimizar a interrupção da produção do eixo de transmissão durante o processo de 1,5 ano de projeto, construção, compra e instalação de novas fábricas e equipamentos de produção, dos quais 10 meses são dedicados à construção, entrega e instalação de sistemas automáticos de enrolamento de filamentos.
Cada etapa do processo de produção do eixo de acionamento composto é avaliada automaticamente: enrolamento do filamento, teor de resina e controle de umectação, cura em forno (incluindo controle de tempo e temperatura), remoção de peças do mandril e processamento entre cada etapa do processo de mandril.No entanto, devido a razões orçamentárias e a necessidade da ACPT de um sistema móvel menos permanente para permitir um número limitado de experimentos de P&D, se necessário, ela se recusou a usar sistemas de automação de pórticos suspensos ou suspensos como opção.
Depois de negociar com vários fornecedores, a solução final foi um sistema de produção de duas partes: uma bobina de filamento automática de dois eixos tipo 1 com vários carros de bobinagem da Roth Composite Machinery (Stephenburg, Alemanha) Sistema de bobinagem;Além disso, não é um sistema automatizado fixo, mas um sistema de manuseio de fuso semiautomático projetado pela Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, EUA).
A ACPT afirmou que uma das principais vantagens e requisitos do sistema de enrolamento filamentar Roth é sua comprovada capacidade de automação, projetada para permitir que dois fusos produzam peças ao mesmo tempo.Isso é especialmente importante, pois o eixo de transmissão proprietário da ACPT requer várias mudanças de material.Para cortar, rosquear e reconectar diferentes fibras de forma automática e manual cada vez que o material é trocado, a função Roving Cut and Attach (RCA) da Roth permite que a bobinadeira troque automaticamente os materiais por meio de seus múltiplos carrinhos de fabricação.A tecnologia de desenho de fibra e banho de resina Roth também pode garantir uma proporção precisa de umectação de fibra para resina sem supersaturação, permitindo que a bobinadeira funcione mais rápido do que as bobinadoras tradicionais sem desperdiçar muita resina.Após a conclusão do enrolamento, a máquina de enrolamento desconectará automaticamente o mandril e as peças da máquina de enrolamento.
O próprio sistema de bobinagem é automatizado, mas ainda deixa grande parte do processamento e movimentação do mandril entre cada etapa de fabricação, que antes era feita manualmente.Isso inclui preparar os mandris nus e conectá-los à máquina de bobinagem, mover o mandril com as partes enroladas para o forno para cura, mover o mandril com as partes curadas e remover as peças do mandril.Como solução, a Globe Machine Manufacturing Co. desenvolveu um processo envolvendo uma série de carrinhos projetados para acomodar o mandril localizado no carrinho.O sistema de rotação no carrinho é utilizado para posicionar o mandril de forma que possa ser movido para dentro e para fora da bobinadeira e extratora, e girar continuamente enquanto as peças são umedecidas pela resina e curadas no forno.
Esses carrinhos de mandril são movidos de uma estação para outra, auxiliados por dois conjuntos de braços transportadores montados no solo — um colocado na bobinadeira e outro no sistema de extração integrado — com o mandril O carrinho se move de forma coordenada e leva o eixo de descanso para cada processo.O mandril personalizado no carrinho prende e libera automaticamente o fuso, em coordenação com o mandril automático na máquina Roth.
Conjunto de tanque de resina de precisão de dois eixos Roth.O sistema é projetado para dois eixos principais de materiais compósitos e transportado para um carro de enrolamento de material dedicado.
Além deste sistema de transferência de mandril, a Globe também fornece dois fornos de cura.Após a cura e a extração do mandril, as peças são transferidas para uma máquina de corte de comprimento preciso, seguida por um sistema de controle numérico para processamento das extremidades dos tubos e, em seguida, limpeza e aplicação de adesivo por meio de encaixes de pressão.Testes de torque, garantia de qualidade e rastreamento de produtos são concluídos antes da embalagem e envio para os clientes finais.
De acordo com a ACPT, um aspecto importante do processo é sua capacidade de rastrear e registrar dados como temperatura da instalação, nível de umidade, tensão da fibra, velocidade da fibra e temperatura da resina para cada grupo de enrolamento.Essas informações são armazenadas para sistemas de inspeção de qualidade do produto ou rastreamento de produção e permitem que os operadores ajustem as condições de produção quando necessário.
Todo o processo desenvolvido pela Globe é descrito como “semi-automatizado”, pois ainda é necessário um operador humano pressionar um botão para iniciar a sequência do processo e mover manualmente o carrinho para dentro e para fora do forno.De acordo com a ACPT, a Globe prevê um maior grau de automação para o sistema no futuro.
O sistema Roth inclui dois fusos e três carros de enrolamento independentes.Cada carrinho de enrolamento é projetado para o transporte automático de diferentes materiais compósitos.O material compósito é aplicado a ambos os fusos ao mesmo tempo.
Após o primeiro ano de produção na nova fábrica, a ACPT informou que o equipamento demonstrou com sucesso que pode atingir suas metas de produção, economizando mão de obra e materiais e fornecendo produtos consistentemente de alta qualidade.A empresa espera cooperar novamente com a Globe and Roth em futuros projetos de automação.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
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Horário da postagem: 07 de agosto de 2021