कंपोझिट ड्राइव्ह शाफ्टची मागणी वाढल्याने स्वयंचलित उत्पादन होते | संमिश्र साहित्य जग

कॅलिफोर्निया-आधारित निर्माता ACPT Inc. ने स्वयंचलित फिलामेंट विंडिंग मशीनसह सुसज्ज एक अभिनव अर्ध-स्वयंचलित उत्पादन लाइन स्थापित करण्यासाठी मशीन पुरवठादारासोबत काम केले. #workinprogress #ऑटोमेशन
ACPT च्या कार्बन फायबर कंपोझिट ड्राईव्ह शाफ्टचा वापर अनेक उद्योगांमध्ये केला जातो. फोटो स्रोत, सर्व प्रतिमा: रोथ कंपोझिट मशिनरी
अनेक वर्षांपासून, कंपोझिट मटेरियल निर्माता Advanced Composites Products & Technology Inc. (हंटिंग्टन बीच ACPT, कॅलिफोर्निया, USA) त्याच्या कार्बन फायबर कंपोझिट ड्राईव्ह शाफ्ट-कार्बन फायबर कंपोझिट मटेरियल किंवा मोठ्या मेटल पाईपचे डिझाइन विकसित आणि परिपूर्ण करण्यासाठी वचनबद्ध आहे. पुढील आणि मागील भाग बहुतेक वाहनांखालील ड्राइव्ह प्रणाली. जरी सुरुवातीला ऑटोमोटिव्ह क्षेत्रात वापरले जात असले तरी, हे बहुकार्यात्मक घटक सागरी, व्यावसायिक, पवन ऊर्जा, संरक्षण, एरोस्पेस आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. गेल्या काही वर्षांत, ACPT ने कार्बन फायबर कंपोझिट ड्राईव्ह शाफ्टच्या मागणीत सातत्याने वाढ केली आहे. मागणी वाढत असताना, ACPT ने उच्च उत्पादन कार्यक्षमतेसह मोठ्या संख्येने ड्राईव्ह शाफ्ट तयार करण्याची गरज ओळखली—दर आठवड्याला शेकडो समान शाफ्ट—ज्यामुळे ऑटोमेशनमध्ये नवीन नवनवीन शोध लागले आणि शेवटी, नवीन सुविधांची स्थापना झाली.
ACPT च्या मते, ड्राइव्ह शाफ्टच्या वाढत्या मागणीचे कारण म्हणजे कार्बन फायबर ड्राईव्ह शाफ्टमध्ये मेटल ड्राईव्ह शाफ्टच्या तुलनेत फंक्शन्सचा एक अद्वितीय संयोजन असतो, जसे की उच्च टॉर्क क्षमता, उच्च RPM क्षमता, चांगली विश्वासार्हता, हलके वजन, आणि ते झुकते. उच्च प्रभावाखाली तुलनेने निरुपद्रवी कार्बन फायबरमध्ये विघटन करणे आणि आवाज, कंपन आणि खडबडीत (NVH) कमी करणे.
याव्यतिरिक्त, पारंपारिक स्टील ड्राइव्ह शाफ्टच्या तुलनेत, असे नोंदवले जाते की कार आणि ट्रकमधील कार्बन फायबर ड्राइव्ह शाफ्ट वाहनांच्या मागील चाकांची अश्वशक्ती 5% पेक्षा जास्त वाढवू शकतात, मुख्यतः मिश्रित पदार्थांच्या हलक्या फिरत्या वस्तुमानामुळे. स्टीलच्या तुलनेत, हलक्या वजनाचा कार्बन फायबर ड्राइव्ह शाफ्ट अधिक प्रभाव शोषून घेऊ शकतो आणि त्याची टॉर्क क्षमता जास्त आहे, ज्यामुळे टायर घसरले किंवा रस्त्यावरून वेगळे होऊ न देता चाकांवर अधिक इंजिन पॉवर प्रसारित करू शकते.
अनेक वर्षांपासून, ACPT त्याच्या कॅलिफोर्निया प्लांटमध्ये फिलामेंट वाइंडिंगद्वारे कार्बन फायबर कंपोझिट ड्राइव्ह शाफ्टचे उत्पादन करत आहे. आवश्यक स्तरापर्यंत विस्तार करण्यासाठी, सुविधांचे प्रमाण वाढवणे, उत्पादन उपकरणे सुधारणे आणि प्रक्रिया नियंत्रण आणि गुणवत्ता तपासणी सुलभ करणे आणि मानवी तंत्रज्ञांकडून स्वयंचलित प्रक्रियांकडे शक्य तितक्या जबाबदाऱ्या हलवणे आवश्यक आहे. ही उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी, ACPT ने दुसरी उत्पादन सुविधा तयार करण्याचा आणि त्यास उच्च पातळीवरील ऑटोमेशनने सुसज्ज करण्याचा निर्णय घेतला.
ACPT ऑटोमोटिव्ह, संरक्षण, सागरी आणि औद्योगिक उद्योगांमधील ग्राहकांसोबत त्यांच्या गरजेनुसार ड्राइव्हशाफ्ट डिझाइन करण्यासाठी कार्य करते.
नवीन कारखाने आणि उत्पादन उपकरणे डिझाइन करणे, बांधणे, खरेदी करणे आणि स्थापित करणे या 1.5 वर्षांच्या प्रक्रियेदरम्यान ड्राईव्ह शाफ्ट उत्पादनातील व्यत्यय कमी करण्यासाठी ACPT ने स्कॉफिल्ड, विस्कॉन्सिन, यूएसए येथे ही नवीन उत्पादन सुविधा स्थापन केली, ज्यापैकी 10 महिने बांधकामासाठी समर्पित आहेत, स्वयंचलित फिलामेंट विंडिंग सिस्टमची वितरण आणि स्थापना.
कंपोझिट ड्राईव्ह शाफ्ट उत्पादन प्रक्रियेच्या प्रत्येक टप्प्याचे स्वयंचलितपणे मूल्यांकन केले जाते: फिलामेंट विंडिंग, राळ सामग्री आणि ओले नियंत्रण, ओव्हन क्यूरिंग (वेळ आणि तापमान नियंत्रणासह), मँडरेलमधून भाग काढून टाकणे आणि प्रत्येक चरण मँडरेल प्रक्रियेदरम्यान प्रक्रिया करणे. तथापि, अर्थसंकल्पीय कारणांमुळे आणि आवश्यक असल्यास मर्यादित संख्येने R&D प्रयोगांना परवानगी देण्यासाठी ACPT ची कमी कायमस्वरूपी, मोबाइल प्रणालीची आवश्यकता असल्यामुळे, पर्याय म्हणून ओव्हरहेड किंवा फ्लोअर-स्टँडिंग गॅन्ट्री ऑटोमेशन सिस्टम वापरण्यास नकार दिला.
एकाधिक पुरवठादारांशी वाटाघाटी केल्यानंतर, अंतिम उपाय म्हणजे दोन-भाग उत्पादन प्रणाली: एक प्रकार 1, रॉथ कंपोझिट मशिनरी (स्टीफनबर्ग, जर्मनी) विंडिंग सिस्टमच्या एकाधिक वळण गाड्यांसह दोन-अक्ष स्वयंचलित फिलामेंट रील; शिवाय, ही निश्चित स्वयंचलित प्रणाली नाही, तर ग्लोब मशीन मॅन्युफॅक्चरिंग कंपनी (टॅकोमा, वॉशिंग्टन, यूएसए) द्वारे डिझाइन केलेली अर्ध-स्वयंचलित स्पिंडल हाताळणी प्रणाली आहे.
ACPT ने सांगितले की रोथ फिलामेंट विंडिंग सिस्टीमचा एक मुख्य फायदा आणि आवश्यकता म्हणजे तिची सिद्ध ऑटोमेशन क्षमता आहे, जी एकाच वेळी दोन स्पिंडलला भाग तयार करण्यास अनुमती देण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. हे विशेषतः महत्वाचे आहे कारण ACPT च्या प्रोप्रायटरी ड्राइव्ह शाफ्टमध्ये अनेक भौतिक बदल आवश्यक आहेत. प्रत्येक वेळी मटेरियल बदलल्यावर वेगवेगळे फायबर आपोआप आणि मॅन्युअली कापण्यासाठी, थ्रेड करण्यासाठी आणि पुन्हा कनेक्ट करण्यासाठी, रॉथचे रोव्हिंग कट अँड अटॅच (RCA) फंक्शन विंडिंग मशीनला त्याच्या एकाधिक मॅन्युफॅक्चरिंग कार्ट्सद्वारे स्वयंचलितपणे सामग्री बदलण्यास सक्षम करते. रॉथ रेझिन बाथ आणि फायबर ड्रॉइंग तंत्रज्ञान ओव्हरसॅच्युरेशनशिवाय अचूक फायबर ते रेझिन ओले करण्याचे प्रमाण देखील सुनिश्चित करू शकते, ज्यामुळे जास्त राळ वाया न घालवता वाइंडर पारंपारिक वाइंडर्सपेक्षा वेगाने धावू शकतो. विंडिंग पूर्ण झाल्यानंतर, वळण यंत्र आपोआप मॅन्ड्रल आणि पार्ट्स विंडिंग मशीनमधून डिस्कनेक्ट करेल.
विंडिंग सिस्टम स्वतःच स्वयंचलित आहे, परंतु तरीही प्रत्येक मॅन्युफॅक्चरिंग स्टेप दरम्यान मॅन्डरेलच्या प्रक्रियेचा आणि हालचालीचा एक मोठा भाग सोडते, जे पूर्वी व्यक्तिचलितपणे केले गेले होते. यामध्ये बेअर मॅन्डरेल तयार करणे आणि त्यांना वळण यंत्राशी जोडणे, जखमेच्या भागांसह मॅन्डरेल बरे करण्यासाठी ओव्हनमध्ये हलवणे, बरे झालेल्या भागांसह मॅन्डरेल हलवणे आणि मँडरेलमधून भाग काढून टाकणे समाविष्ट आहे. यावर उपाय म्हणून, ग्लोब मशिन मॅन्युफॅक्चरिंग कंपनीने ट्रॉलीवर असलेल्या मँडरेलला सामावून घेण्यासाठी डिझाइन केलेल्या ट्रॉलीच्या मालिकेचा समावेश असलेली प्रक्रिया विकसित केली. कार्टमधील रोटेशन सिस्टीमचा उपयोग मँडरेलला ठेवण्यासाठी केला जातो जेणेकरून ते वाइंडर आणि एक्स्ट्रॅक्टरच्या आत आणि बाहेर हलवले जाऊ शकते आणि भाग रेझिनने ओले केले जातात आणि ओव्हनमध्ये बरे केले जातात तेव्हा ते सतत फिरते.
या मँड्रेल गाड्या एका स्टेशनवरून दुसऱ्या स्थानकावर हलवल्या जातात, ग्राउंड-माउंटेड कन्व्हेयर आर्म्सच्या दोन संचांच्या सहाय्याने - एक कॉइलरवर सेट केला जातो आणि दुसरा एकात्मिक एक्स्ट्रॅक्शन सिस्टममध्ये - मॅन्डरेलच्या सहाय्याने कार्ट समन्वित पद्धतीने हलते, आणि घेते. प्रत्येक प्रक्रियेसाठी उर्वरित अक्ष. कार्टवरील कस्टम चक रॉथ मशीनवरील स्वयंचलित चकच्या समन्वयाने, स्पिंडलला आपोआप क्लॅम्प करते आणि सोडते.
रोथ दोन-अक्ष अचूक राळ टाकी विधानसभा. सिस्टीम दोन मुख्य संमिश्र सामग्रीसाठी डिझाइन केलेली आहे आणि एका समर्पित मटेरियल वाइंडिंग कारमध्ये नेली जाते.
या मँड्रेल ट्रान्सफर सिस्टीम व्यतिरिक्त, ग्लोब दोन क्युरिंग ओव्हन देखील प्रदान करते. क्युरिंग आणि मॅन्डरेल काढल्यानंतर, भाग अचूक लांबीच्या कटिंग मशीनमध्ये हस्तांतरित केले जातात, त्यानंतर ट्यूबच्या टोकांवर प्रक्रिया करण्यासाठी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली, आणि नंतर प्रेस फिटिंग्ज वापरून साफसफाई आणि चिकटवते. अंतिम वापराच्या ग्राहकांसाठी पॅकेजिंग आणि शिपिंग करण्यापूर्वी टॉर्क चाचणी, गुणवत्ता हमी आणि उत्पादन ट्रॅकिंग पूर्ण केले जाते.
ACPT च्या मते, प्रक्रियेचा एक महत्त्वाचा पैलू म्हणजे प्रत्येक वळण गटासाठी सुविधा तापमान, आर्द्रता पातळी, फायबर टेंशन, फायबर स्पीड आणि राळ तापमान यासारख्या डेटाचा मागोवा घेण्याची आणि रेकॉर्ड करण्याची क्षमता आहे. ही माहिती उत्पादन गुणवत्ता तपासणी प्रणाली किंवा उत्पादन ट्रॅकिंगसाठी संग्रहित केली जाते आणि जेव्हा आवश्यक असेल तेव्हा ऑपरेटरला उत्पादन परिस्थिती समायोजित करण्यास अनुमती देते.
ग्लोबने विकसित केलेल्या संपूर्ण प्रक्रियेचे वर्णन “अर्ध-स्वयंचलित” असे केले जाते कारण मानवी ऑपरेटरला अद्याप प्रक्रिया क्रम सुरू करण्यासाठी बटण दाबणे आवश्यक आहे आणि कार्ट मॅन्युअली ओव्हनमध्ये आणि बाहेर हलवणे आवश्यक आहे. ACPT नुसार, ग्लोब भविष्यात सिस्टमसाठी उच्च प्रमाणात ऑटोमेशनची कल्पना करते.
रोथ प्रणालीमध्ये दोन स्पिंडल आणि तीन स्वतंत्र वळण कार समाविष्ट आहेत. प्रत्येक वळणाची ट्रॉली वेगवेगळ्या संमिश्र सामग्रीच्या स्वयंचलित संदेशासाठी डिझाइन केलेली आहे. मिश्रित सामग्री एकाच वेळी दोन्ही स्पिंडलवर लागू केली जाते.
नवीन प्लांटमध्ये उत्पादनाच्या पहिल्या वर्षानंतर, ACPT ने अहवाल दिला की उपकरणांनी यशस्वीरित्या दाखवून दिले आहे की ते श्रम आणि सामग्रीची बचत करून आणि सातत्याने उच्च-गुणवत्तेची उत्पादने प्रदान करून त्यांचे उत्पादन लक्ष्य साध्य करू शकतात. भविष्यातील ऑटोमेशन प्रकल्पांमध्ये ग्लोब आणि रॉथला पुन्हा सहकार्य करण्याची कंपनीला आशा आहे.
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).
30 वर्षांहून अधिक विकासानंतर, इन-सीटू इंटिग्रेशन फास्टनर्स आणि ऑटोक्लेव्ह काढून टाकण्याचे आणि एकात्मिक मल्टीफंक्शनल बॉडी साकारण्याचे वचन पूर्ण करणार आहे.
इलेक्ट्रिक बस बॅटरी केसिंग्सच्या उच्च युनिट व्हॉल्यूम आणि कमी वजनाच्या आवश्यकतांमुळे टीआरबी लाइटवेट स्ट्रक्चर्सच्या समर्पित इपॉक्सी रेजिन सिस्टम आणि स्वयंचलित संमिश्र उत्पादन लाइनच्या विकासास चालना मिळाली आहे.
एरोस्पेस ऍप्लिकेशन्समध्ये नॉन-ऑटोक्लेव्ह प्रक्रियेच्या प्रणेत्याने पात्र परंतु उत्साही उत्तर दिले: होय!