למעשה, החלק הזה בכלל לא נראה כאילו הוא עשוי מתכת. לפרופילים מסוימים יש סדרה של חריצים או חריצים שגורמים לחלק להיראות כאילו הוא מזויף חם או שחולץ, אבל זה לא המקרה. זהו פרופיל שנעשה בתהליך של יצירת גלילים במכונה ליצירת גלילים, טכנולוגיה שהארגונים האירופיים של Welser Profile שיכללו ורשמו עליה פטנט בארה"ב ובמדינות אחרות. הוא הגיש בקשה לפטנט ראשון ב-2007.
"ולסר מחזיקה בפטנטים לעיבוי, דילול ויצירת חריצים בפרופילים", אמר ג'ונסון. "זה לא עיבוד, זה לא thermoforming. מעט מאוד אנשים בארה"ב עושים את זה, או אפילו מנסים".
מכיוון שפרופילינג הוא טכנולוגיה מאוד בוגרת, רבים אינם מצפים לראות הפתעות בתחום זה. ב-FABTECH®, אנשים מחייכים ומנערים את ראשם כשהם רואים לייזרים סיבים חזקים במיוחד חותכים במהירות מסחררת או מערכות כיפוף אוטומטיות המתקנות אי-התאמה של חומרים. עם כל ההתקדמות בטכנולוגיות הייצור הללו בשנים האחרונות, הם ציפו להפתעה נעימה. הם לא ציפו שצורת גליל תפתיע אותם. אבל, כפי שמרמזת ההצהרה של המהנדסים "הראה לי פרחים", הפרופיל עדיין עולה על הציפיות.
בשנת 2018, Welser נכנסה לשוק האמריקאי עם רכישת Superior Roll Forming בעמק סיטי, אוהיו. ג'ונסון אמר כי המהלך הוא אסטרטגי, לא רק כדי להרחיב את הנוכחות של וולסר בצפון אמריקה, אלא גם בגלל ש-Superior Roll Forming חולקת רבות מהחזונות התרבותיים והאסטרטגיים של ולסר.
שתי החברות שואפות לכבוש אזורים מיוחדים בשוק הגלגול הקר עם מתחרים מעטים. שני הארגונים פועלים גם כדי לענות על הצורך של התעשייה במשקל קל יותר. חלקים צריכים לעשות יותר, להיות חזקים יותר ולשקול פחות.
Superior מתמקדת בתחום הרכב; בעוד ששתי החברות משרתות מגוון רחב של לקוחות, וולסר מתמקדת בתעשיות אחרות כגון בנייה, חקלאות, שמש ומדפים. משקל קל בתעשיית הרכב תמיד התמקד בחומרים בעלי חוזק גבוה, וזה גם יתרון של Superior. הגיאומטריה הפשוטה יחסית של פרופיל מכופף לא מורגשת עד שהמהנדסים רואים את חוזק החומר הכפוף. מהנדסים מעולים מפתחים לעתים קרובות תוכניות חלקים תוך שימוש בחומרים בעלי חוזק מתיחה של 1400 או אפילו 1700 MPa. זה כמעט 250 KSI. באירופה התייחסו מהנדסי פרופיל של Welser גם לנושא הקלות, אך בנוסף לשימוש בחומרים בעלי חוזק גבוה, התייחסו לכך גם ביציקה מורכבת.
תהליך הצורה הקרה המוגנת בפטנט של Welser Profile מתאים לחומרים בעלי חוזק נמוך, אך הגיאומטריה שנוצרת על ידי המכונה ליצירת גלילים עוזרת להפחית את משקל המכלול כולו. הגיאומטריה יכולה לאפשר לפרופיל לבצע מספר פונקציות תוך הפחתת מספר החלקים (שלא לדבר על הכסף שהוצא לייצור). לדוגמה, חריצים בעלי פרופיל יכולים ליצור חיבורים משתלבים המבטלים ריתוך או מחברים. או שצורת הפרופיל יכולה להפוך את כל המבנה לקשיח יותר. אולי הכי חשוב, Welser יכול ליצור פרופילים עבים יותר במקומות מסוימים ודקים יותר באחרים, לספק חוזק היכן שצריך תוך הפחתת המשקל הכללי.
מהנדסים ומעצבי עיצוב מסורתיים פועלים לפי כלל עיבוד של עשור: הימנעו מרדיוסים קטנים, ענפים קצרים, עיקולים של 90 מעלות, גיאומטריות פנימיות עמוקות וכו'. "כמובן, תמיד היו לנו שנות 90 קשות", אמר ג'ונסון.
הפרופיל נראה כמו אקסטרוזיה, אבל הוא למעשה נוצר על ידי Welser Profile.
כמובן, מהנדסים דורשים שמכונות לייצור גלילים ישברו את כללי הייצור הללו, וכאן נכנסות לתמונה יכולות הכלים וההנדסה של חנות הגליל. ככל שמהנדסים יכולים לקדם את התהליך (יצירת גיאומטריות פנימיות צפופות יותר ב-90 מעלות) תוך מזעור עלויות הכלים ושונות התהליך, כך תהיה מכונה ליצירת גלילים תחרותית יותר.
אבל כפי שג'ונסון מסביר, יצירה קרה במפעל מתגלגל הוא הרבה יותר מזה. תהליך זה מאפשר לך לקבל פרופילי חלקים שרוב המהנדסים אפילו לא היו שוקלים להשתמש בפרופיל. "דמיין לעצמך רצועת מתכת שעברה את תהליך הגלגול, בעובי של אולי 0.100 אינץ'. אנחנו יכולים ליצור חריץ T במרכז התחתון של הפרופיל הזה. חייב להיות מגולגל חם או במכונה בהתאם לסובלנות ודרישות חלקים אחרות, אבל אנחנו יכולים בקלות לגלגל את הגיאומטריה הזו."
הפרטים העומדים מאחורי התהליך הם רכושה של החברה וולסר לא חושפת את דוגמת הפרחים. אבל ג'ונסון מתאר את הרציונל לכמה תהליכים.
הבה נבחן תחילה את פעולת ההטבעה במכבש הטבעה. "כשאתה דוחס, אתה גם מתמתח או דוחס. אז אתה מותח את החומר ומעביר אותו לאזורים שונים של הכלי [משטח], בדיוק כמו שאתה ממלא רדיוסים בכלי. אבל [בפרופיל] תהליך היצירה הקרה הזה הוא כמו למילוי רדיוסים על סטרואידים."
עבודה קרה אכן מחזקת את החומר באזורים מסוימים, ניתן להנדס זאת לטובת המעצב. עם זאת, מכונת הפרופיל חייבת לקחת בחשבון גם שינויים אלו בתכונות החומר. "ניתן לראות עלייה משמעותית בביצועים, לפעמים עד 30 אחוז", אומר ג'ונסון, ומוסיף שהעלייה הזו צריכה להיות מובנית באפליקציה כבר מההתחלה.
עם זאת, הצורה הקרה של Welser Profile עשויה להיות כרוכה בפעולות נוספות כגון תפירה וריתוך. כמו בפרופילים קונבנציונליים, ניתן לבצע פירסינג לפני, במהלך או אחרי הפרופיל, אך הכלים המשמשים חייבים לקחת בחשבון את ההשפעות של עבודה קרה לאורך כל התהליך.
החומר בעל הצורה הקרה במתקן האירופי של Welser Profile אינו חזק כמו החומר המגולגל בעל חוזק גבוה במתקן Superior, אוהיו. בהתאם ליישום, החברה יכולה לייצר חומר יצירת קר בלחצים של עד 450 MPa. אבל לא מדובר רק בבחירת חומר בעל חוזק מתיחה מסוים.
"אי אפשר לעשות את זה עם חומרים בעלי חוזק גבוה וסגסוגת נמוכה," אמר ג'ונסון והוסיף, "לעיתים קרובות אנו אוהבים להשתמש בחומרים בעלי סגסוגת מיקרו, שעוזרים למנוע שבירה. ברור שבחירת החומר היא חלק חשוב".
כדי להמחיש את יסודות התהליך, ג'ונסון מתאר את עיצוב הצינור הטלסקופי. צינור אחד מוחדר לתוך השני ואינו יכול להסתובב, כך שלכל צינור יש חריץ מצולע במיקום מסוים סביב ההיקף. אלה לא רק קשיחים עם רדיוסים, הם גורמים למשחק סיבובי מסוים כאשר צינור אחד נכנס לאחר. צינורות סובלנות הדוקים אלה חייבים להיות מוכנסים במדויק ולהיכנס בצורה חלקה עם משחק סיבובי קטן. בנוסף, הקוטר החיצוני של הצינור החיצוני חייב להיות זהה לחלוטין, ללא בליטות טפסות על הקוטר הפנימי. לשם כך, לצינורות הללו יש חריצים אמיתיים שבמבט ראשון נראים כאילו הם מחולצים, אבל הם לא. הם מיוצרים על ידי יצירה קרה במכונות ליצירת גלילים.
כדי ליצור חריצים, כלי הגלגול מדלל את החומר בנקודות ספציפיות לאורך היקף הצינור. המהנדסים תכננו את התהליך כך שיוכלו לחזות במדויק את זרימת החומר מהחריצים ה"דקים" הללו לשאר היקף הצינור. יש לשלוט במדויק על זרימת החומר כדי להבטיח עובי דופן קבוע של הצינור בין החריצים הללו. אם עובי דופן הצינור אינו קבוע, הרכיבים לא יקננו כראוי.
תהליך הצורה הקרה במפעלי הגלילה האירופיים של Welser Profile מאפשר להפוך חלקים מסוימים לדקים יותר, אחרים עבים יותר, ולהציב את החריצים במקומות אחרים.
שוב, מהנדס מסתכל על חלק ויכול לחשוב שזה שחול או פרזול חם, וזו בעיה בכל טכנולוגיית ייצור שמתריסה לחוכמה המקובלת. מהנדסים רבים לא שקלו לפתח חלק כזה, והאמינו שזה יהיה יקר מדי או בלתי אפשרי לייצור. בדרך זו, ג'ונסון והצוות שלו מפיצים את הבשורה לא רק על יכולות התהליך, אלא גם על היתרונות של מעורבות מהנדסי Welser Profile ביצירת פרופיל מוקדם בתהליך התכנון.
מהנדסי עיצוב וגלגול עובדים יחד על בחירת חומרים, בחירה אסטרטגית של עובי ושיפור מבנה התבואה, מונעת בחלקה על ידי כלי עבודה, ובדיוק היכן שמתרחשת היווצרות קרה (כלומר עיבוי ודילול) בהיווצרות פרחים. פרופיל מלא. זוהי משימה מורכבת הרבה יותר מאשר פשוט חיבור החלקים המודולריים של כלי גלגול (פרופיל Welser משתמש כמעט אך ורק בכלים מודולריים).
עם למעלה מ-2,500 עובדים ולמעלה מ-90 קווי יצירת גלילים, Welser היא אחת מחברות לייצור גלילים בבעלות משפחתית מהגדולות בעולם, עם כוח אדם גדול המוקדש לכלים ומהנדסים המשתמשים באותם כלים שהיו בשימוש עד כה. במשך שנים רבות למות הספרייה. יצירת פרופילים של למעלה מ-22,500 פרופילים שונים.
"יש לנו כיום יותר מ-700,000 כלי רולר [מודולים] במלאי", אמר ג'ונסון.
"בוני המפעלים לא ידעו למה אנחנו מבקשים מפרטים מסוימים, אבל הם עמדו בדרישות שלנו", אמר ג'ונסון, והוסיף כי "ההתאמות יוצאות הדופן" הללו במפעל עזרו לוולסר לשפר את תהליך הצורה הקרה שלו.
אז, כמה זמן ולצר עוסק בתחום הפלדה? ג'ונסון חייך. "אה, כמעט תמיד." הוא רק חצי בצחוק. הקמת החברה מתחילה בשנת 1664. "למען האמת, החברה עוסקת בתחום הפלדה. זה התחיל כמפעל יציקה והחל להתגלגל ולהיווצר בסוף שנות החמישים ומאז הוא צומח".
משפחת ולסר מנהלת את העסק כבר 11 דורות. "המנכ"ל הוא תומס ולסר", אמר ג'ונסון. "סבא שלו הקים חברת פרופילים ואביו היה למעשה יזם שהרחיב את גודל העסק והיקפו". כיום, ההכנסה השנתית ברחבי העולם עולה על 700 מיליון דולר.
ג'ונסון המשיך, "בזמן שאביו של תומס בנה את החברה באירופה, תומס עסק מאוד במכירות ופיתוח עסקי בינלאומיים. הוא מרגיש שזה הדור שלו והגיע הזמן שלו לקחת את החברה גלובלית".
רכישת Superior הייתה חלק מאסטרטגיה זו, החלק השני היה הכנסת טכנולוגיית גלגול קר לארה"ב. נכון לזמן כתיבת שורות אלו, תהליך הפורמט קר מתרחש במתקנים האירופיים של Welser Profile, משם החברה מייצאת מוצרים לשווקים העולמיים. לא הוכרזו תוכניות להביא את הטכנולוגיה לארה"ב, לפחות עדיין לא. ג'ונסון אמר שכמו כל דבר אחר, מפעל הגלגול מתכנן להרחיב את הקיבולת על סמך הביקוש.
הדוגמה הפרחונית של פרופיל הגליל המסורתי מציגה את שלבי היווצרות החומר בזמן שהוא עובר דרך תחנת הגלגול. מכיוון שהפרטים מאחורי תהליך הצורה הקרה של Welser Profile הם קנייניים, הוא אינו מייצר עיצובים פרחוניים.
Welser Profile וחברת הבת שלה Superior מציעות פרופיל מסורתי, אך שתיהן מתמחות בתחומים שבהם אין צורך במפרט. עבור Superior מדובר בחומר בעל חוזק גבוה, עבור Welser Profile היציקה היא צורה מורכבת שבמקרים רבים לא מתחרה במכונות גלגול אחרות, אלא עם אקסטרודרים וציוד ייצור מיוחד אחר.
למעשה, ג'ונסון אמר שהצוות שלו נוקט באסטרטגיית מכבש אלומיניום. "בתחילת שנות ה-80, חברות האלומיניום נכנסו לשוק ואמרו, 'אם אתה יכול לחלום על זה, אנחנו יכולים לסחוט את זה החוצה'. הם היו טובים מאוד במתן אפשרויות למהנדסים. אם אתה יכול רק לחלום על זה, אתה משלם תשלום קטן עבור כלי העבודה. אנחנו יכולים לייצר אותו תמורת תשלום. זה משחרר מהנדסים כי הם יכולים ממש לצייר כל דבר. עכשיו אנחנו עושים משהו דומה - רק עכשיו עם פרופיל.
טים הסטון הוא עורך בכיר של מגזין FABRICATOR והוא נמצא בתעשיית ייצור המתכת מאז 1998, והחל את הקריירה שלו במגזין הריתוך של החברה האמריקאית לריתוך. מאז, הוא טיפל בכל תהליך ייצור המתכת, מהטבעה, כיפוף וחיתוך ועד השחזה והברקה. הצטרף ל-The FABRICATOR באוקטובר 2007.
FABRICATOR הוא המגזין המוביל להטבעה וייצור מתכת בצפון אמריקה. המגזין מפרסם חדשות, מאמרים טכניים וסיפורי הצלחה המאפשרים ליצרנים לבצע את עבודתם בצורה יעילה יותר. FABRICATOR נמצא בתעשייה מאז 1970.
גישה דיגיטלית מלאה ל-The FABRICATOR זמינה כעת, ומספקת גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
גישה דיגיטלית מלאה למגזין Tubing זמינה כעת, ומעניקה לך גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
גישה דיגיטלית מלאה ל-The Fabricator en Español זמינה כעת, ומספקת גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
מאז שהקים את חברת האוטובוסים של דטרויט ב-2011, אנדי דידורושי המשיך לפעול ללא הפרעה...
זמן פרסום: 22 באוגוסט 2023