A nehéz haszongépjárművek spanyolországi gyártóhelyén – amely egyben az IVECO kutatási és fejlesztési központja is – az utóbbi években számos fejlesztés történt a környezetvédelem területén. A gyártott járművek CO2-kibocsátása 53%-kal csökkent. Az összes maradékanyag 99%-a újrahasznosításra kerül. A beruházási javakra, mint például haszongépjárművekre specializálódott CNH Industrial N.V. első IVECO üzemeként a madridi telephely 2017-ben elérte a World Class Manufacturing Gold Level szintet a gyártóberendezések és gyártási folyamatok integrált irányításáért. A szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében még egy lépéssel tovább léptek és bevezettek egy energiahatékonysági megoldást, amely a Festo MS9 karbantartó berendezés-sorozatán alapul. Az ügyfél igényei szerint kidolgozott megoldás alapvetően az MSE6-E2M energiahatékonysági modulhoz hasonlóan működik, de nagyobb áramlási sebességet nyújt.

1. Kompakt felépítése révén az energiahatékonysági modul illik az ATEX biztonsági szekrénybe. Kezelése érintőképernyőn, okostelefonon vagy táblagépen keresztül történik.

Automatikus ellenőrzés

Az energiahatékonysági modul járműfesték-keverő helyiségben történő használata révén az üzem fenntartható módon energiát takarít meg. Az IVECO Madrid keverőhelyisége mind a manuális, mind a robotokkal felszerelt festőkabinok belső beszállítójának központja. A pneumatikus festékkeverési folyamat előnyeit Miguel Ángel Daganzo karbantartási menedzser írja le: „A modul automatikusan vezérli és szabályozza a sűrített levegő ellátást. Energiát takarítunk meg azáltal, hogy az okos eszköz folyamatosan rögzíti a felhasznált levegő mennyiségét és automatikusan kikapcsolja a levegőellátást, ha a berendezés készenléti üzemmódban van.

Kevesebb karbantartási munka

A Festo energiahatékonysági modulja az okos pneumatika révén hatékonynak mutatkozik a festőkabinokban. Az állandó nyomáson tartáson kívül megszűnik a költséges szivárgások rögzítése és jelentése is. „A rendszer nem csak észleli, hogy csökken a nyomás, hanem utal is rá” – magyarázza Miguel Ángel Daganzo. „Ezért már nincs szükség arra, hogy egy egész dolgozói csapat karbantartási munkákat végezzen.”

2. A festékkeverő helyiségben az energiahatékonysági modul csökkenti a sűrített levegő fogyasztást.

Átlátható folyamatok

Ezen kívül az energiahatékonysági modul ellenőrzi a releváns folyamatadatokat. Dazu Miguel Ángel Daganzo: „A fontos folyamatadatok nyomon követése számunkra lényeges előny, ami teljes mértékben az Ipar 4.0 céljait követi. Gyártóüzemeinkben nő a pneumatika energiahatékonysága azáltal, hogy egyre több adat áll rendelkezésünkre a folyamatokról, amelyek korábban nem voltak elérhetők.” A modul által gyűjtött információk könnyen fogadhatók és olvashatók okostelefonon vagy táblagépen keresztül. A hibák gyorsan és könnyen észlelhetők. A reakcióidők lerövidülnek.

Biztonságos használat

Az energiahatékonysági modult a rendszer vezérlésére szolgáló érintőképernyővel ellátott CPX terminállal együtt közvetlenül a berendezésen telepítették. Biztonsági okokból mind a modult, mind a CPX termináli két ATEX szekrény védi. Ezzel az automatizálási megoldás megfelel az Európai Unió ATEX irányelvének robbanásveszélyes környezetben történő használatra. Ugyanakkor a modul kompakt kialakítása az IVECO Madrid javára szolgál. Mint energiahatékonysági benchmark, az IVECO fontolóra veszi az energiahatékonysági modul alkalmazását további üzemekben.

www.festo.com/efficiency

www.festo.com/e2m

The post Festo – Optimalizált fogyasztás appeared first on Műszaki Magazin.

A Porsche esetében, a 3D nyomtatási technológiát már számos területen alkalmazzák. Most pedig, a Porsche, a Mahle és a Trumpf közös projektjében, a ZEISS közreműködésével, sikeresen vetették be elsőként a 3D nyomtatást az erős terhelésnek kitett hajtás alkatrészeken, méghozzá a Porsche csúcskategóriás 911-es modellje, a GT2 RS nagyteljesítményű motorjaihoz készülő dugattyúk generatív gyártási folyamatai során. A Porsche projektvezetője, Frank Ickinger által vezetett egész csapat több, mint elégedett:

„Ez felpörgeti a teljesítményt akár 30 lóerővel a 700 LE bi-turbo motor esetében, és magasabb hatásfokot is eredményez.”

A „nyomtatott” nagyteljesítményű dugattyú projekt teljes siker. Mérföldkő az additív gyártás történetében.

A Baden-Württemberg kapcsolat: négy partner, egy cél

Ahogy a motorsportokban általában, az alkatrészek fejlesztése és gyártása csapatmunka. A projektet a Porsche vezeti. A Mahle, a projekt együttműködő partnere adja a hajtásalkatrészek fejlesztése és gyártása terén szerzett, szükséges szakértelmet. A Trumpf az additív gyártási rendszer vagy közismert nevén 3D nyomtatás szakértőjeként vesz részt a projektben. A felhasznált anyagok, illetve a kész alkatrészek minőségéről és teljesítményéről pedig a ZEISS megoldásai gondoskodnak. A minőségbiztosítás a gyártási folyamat minden egyes lépésének elengedhetetlen eleme, a nyomtató portól egészen a kész alkatrészig. Ahhoz, hogy az ilyen jellegű gyártás konkrét követelményei teljesülhessenek, a ZEISS átfogó minőségbiztosítási folyamatot dolgozott ki. A projekt célja – a dugattyú prototípusok gyártása és ezzel az alkatrészek hatásfokának javítása mellett – egy olyan additív gyártási folyamat kifejlesztése, amely képes megfelelni a legmagasabb minőségi normáknak, miközben racionalizált és költséghatékony jellege alkalmassá teszi a sorozatgyártásra. Ezt a folyamatot végső soron más alkatrészek gyártásában is felhasználják majd.

Az additív gyártási folyamat

Ennek a gyártási eljárásnak az alapját a Mahle által kifejlesztett, speciális ötvözetből készült fémpor adja. A port rétegenként viszik fel és olvasztják egybe bizonyos pontokon egy Trumpf 3D fémnyomtató belsejében. 12 óra alatt 1200 réteg felvitelével alkotják meg a megmunkálatlan dugattyút. Ahhoz, hogy a 3D nyomtatású dugattyúk megfeleljenek a legmagasabb követelményeknek, átfogó minőségellenőrzés szükséges. „Különösen ennél a dugattyúanyagnál, melyet ezelőtt még nem nyomtattak, természetesen kihívást jelent a megfelelő alkatrészminőség kialakítása. A ZEISS segítségével viszont ez kifejezetten jól sikerül megoldanunk” összegezte Frank Ickinger a Porsche fejlett erőátvitel tervezési részlegétől.

Optimalizált kialakítás

A folyamat nagy előnye, hogy alkalmas újszerű, bionikus architektúra létrehozására. Topológia optimalizálással szimulálják a terhelési útvonalakat és ennek segítségével határozzák meg az adott terheléshez alkalmas szerkezetet. Ezáltal, a haladó fejlesztési projekt keretében képesek a dugattyúk súlyát 10 százalékkal lecsökkenteni a hegesztett változatokhoz képest. A 3D nyomtatású dugattyú prototípusokba egy integrált hűtőcsatorna is került – ez kivitelezhetetlen volt a hagyományos gyártási módszerekkel. „Az új, könnyebb dugattyúkkal képesek vagyunk növelni a motor fordulatszámát, csökkenteni a hőterhelést és optimalizálni az égést” – magyarázta Frank Ickinger.

Nagyteljesítményű alkatrész porból

A 3D dugattyúnyomtatáshoz használt kiinduló anyag a Mahle által kifejlesztett por. De nem minden por egyforma. A por szemcseméret-eloszlása, a szemcse alakja, kémiai összetétele, de még a porszemcsék közötti porozitás is egy-egy példa az alkatrész minőségét befolyásoló jellemzőkre. Azt a tényt, hogy a por jellemzői az ismételt felhasználásnál alkalomról-alkalomra módosulhatnak, számításba kell venni, az eltéréseket pedig a gyártási folyamathoz illeszkedő módon kell észlelni. Például, ha a por szemcseméret-eloszlása az ismételt felhasználás miatt módosul, az befolyásolhatja a felvitt porréteg minőségét, ennek eredményeként fennállhat a pórusok kialakulásának kockázata, illetve drasztikusan megnövekedhet más alkatrészek sérüléseinek esélye.

A ZEISS fénymikroszkópjai, pásztázó elektronmikroszkópjai és komputertomográf berendezései elemzik a por minőségét a dugattyúgyártás előtt és után, illetve vizsgálják a kész alkatrész mikroszerkezetét a hibák vagy a jellemző tulajdonságok azonosítása céljából. Az elemzési adatok további feldolgozása és kiegészítő értékelési folyamatok révén meghatározhatók a nyomtatás optimális beállításai. A sikeres nyomtatás eredményének még utó-feldolgozási lépések sokaságán kell átesnie ahhoz, hogy úgy az anyag-, mint az alkatrészjellemzők optimálisak legyenek. Az eljárás fejlesztése során, például, az alkatrész szerkezete speciálisan felszerelt pásztázó elektronmikroszkópokkal és röntgen komputertomográffal vizsgálhatók a kezelési folyamatok előtt és után. Az egyes gyártási lépések végső alkatrészminőségre gyakorolt hatásának elemzését egy koordináta mérőgép mellett 3D optikai szkennerrel vagy ipari komputertomográffal végzik. Ezeknek az eljárásoknak a zökkenőmentes összehangolása döntő szerepet játszik. A dugattyúkat még a nyomtatóágyon beszkennelik 3D szkennerrel. Miután kikerültek az ágyból, az egyes gyártási lépések és a belső szerkezet is vizsgálhatóvá válik komputertomográfiával, míg ezzel egyidőben a hibaelemzés is megtörténik. Végül pedig, lezajlik a végső bemérés a koordináta mérőgéppel. A ZEISS átfogó minőségbiztosítási folyamatának alapvető jellemzője, hogy képes összekötni a különböző elemzések összes adatát.

„Mindent egybevéve, amit a folyamatfejlesztésbe beemeltünk, az egy teljes körű és minden elemében egymással összeköttetésben álló minőségbiztosítási folyamat. Ebből azután kinyerhetünk minden szükséges információt, mellyel garantálhatjuk az alkatrészminőséget és a jövőben kialakíthatunk egy gazdaságos minőségbiztosítási koncepciót”

– magyarázta Dr. Bernhard Wiedemann, a Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH additív gyártási folyamat és ellenőrzési igazgatója.

A próbapadon

Most a 3D nyomtatású dugattyúk átkerülnek a próbapadra, és a GT2 RS motorban bizonyítanak. A próbapadon végzett, 200 órás tartóssági próbaüzem keretében, az alkatrészek 24 órán át magas fordulatszámú hajtásnak, 135 órán át teljes terhelésnek és 25 órán keresztül különböző motor-fordulatszámok melletti vonóterhelésnek vannak kitéve, megállás nélkül.

„Ha a 3D nyomtatással készült alkatrészek ellenállnak ilyen terhelésnek, akkor a 3D nyomtatás számos más autóalkatrész gyártásában is teret nyerhet”

– meséli lelkesen Frank Ickinger.

„Jóllehet mindent szimuláltunk, láthattuk, hogy a dugattyúk gond nélkül teljesítenek a próbapadon, és erre igazán büszke vagyok”

– teszi hozzá Volker Schall a MAHLE International GmbH terméktervezési ágának vezetője. Végső soron, az eredmény messze nem csak a mérnököket nyűgözte le. Minden dugattyú egyetlen hiba nélkül ment át a kemény teszteken. Egyértelműen bizonyítva, hogy a minőségbiztosítási folyamat megfelelően működött.

Az additív gyártás úttörői

Az additív gyártás óriási potenciált jelent az optimalizált és új alkatrészek előállatása terén. Fejleszthetők például és még inkább környezetbaráttá tehetők a belső égésű motorok. De számos lehetőséget kínálnak ezek a gyártási módszerek az elektromobilitás terén is.

„Úttörő munkát végeztünk az additív gyártásban ezzel a projekttel” – mondja Dr. Bernhard Wiedemann a Porsche, a Mahle és a Trumpf együttműködéséről. „Az eredményként létrejött folyamat, melynek során legyártják a dugattyúkat, de ezzel egy időben a minőséget is elemzik és biztosítják a teljes gyártási folyamat során, példanélküli.”

Nagyobb tervezési szabadság, pehelykönnyű szerkezet és integrált funkcionalitás, a ZEISS minőségbiztosításával kombinálva. A Porsche projektvezetője, Frank Ickinger mögött felsorakozó teljes csapat több mint, elégedett. A „nyomtatott” nagyteljesítményű dugattyú projekt teljes siker. Mérföldkő a Porsche additív gyártási eljárásainak történetében.

 Tudjon meg többet a ZEISS additív gyártás megoldásairól: https://zeiss.ly/3D_manufact_mm

The post Additív gyártású dugattyúk a Porsche 911 GT2 RS modelljeihez appeared first on Műszaki Magazin.