في الواقع، لا يبدو هذا الجزء على الإطلاق وكأنه مصنوع من الصفائح المعدنية. تحتوي بعض الملفات الشخصية على سلسلة من الشقوق أو الأخاديد التي تجعل الجزء يبدو كما لو كان مشكلًا أو مقذوفًا على الساخن، ولكن هذا ليس هو الحال. هذا هو ملف تم تصنيعه باستخدام عملية التشكيل على البارد على آلة تشكيل اللف، وهي تقنية قامت الشركات الأوروبية التابعة لشركة Welser Profile بإتقانها وحصلت على براءة اختراع في الولايات المتحدة وبلدان أخرى. وتقدم بطلب للحصول على براءة اختراعه الأولى في عام 2007.
وقال جونسون: "يحمل ويلسر براءات اختراع لأخاديد التسميك والتخفيف والتشكيل البارد في المقاطع الجانبية". "إنها ليست تصنيعًا آليًا، وليست تشكيلًا حراريًا. قلة قليلة من الناس في الولايات المتحدة يفعلون ذلك، أو حتى يحاولون ذلك”.
وبما أن التنميط هو تكنولوجيا ناضجة جدا، فإن الكثيرين لا يتوقعون رؤية مفاجآت في هذا المجال. في FABTECH®، يبتسم الناس ويهزون رؤوسهم عندما يرون ألياف ليزر قوية للغاية تقطع بسرعة فائقة أو أنظمة ثني آلية تصحح عدم تطابق المواد. ومع كل التقدم الذي شهدته تقنيات التصنيع هذه في السنوات الأخيرة، كانوا يتوقعون مفاجأة سارة. لم يتوقعوا أن يفاجئهم تشكيل التدحرج. ولكن كما يوحي بيان المهندسين "أرني الزهور"، فإن التنميط لا يزال يتجاوز التوقعات.
في عام 2018، دخلت شركة Welser السوق الأمريكية من خلال الاستحواذ على شركة Superior Roll Forming في فالي سيتي بولاية أوهايو. وقال جونسون إن هذه الخطوة استراتيجية، ليس فقط لتوسيع وجود Welser في أمريكا الشمالية، ولكن أيضًا لأن Superior Roll Forming تشترك في العديد من رؤى Welser الثقافية والاستراتيجية.
تهدف كلتا الشركتين إلى التغلب على المجالات المتخصصة في سوق الدرفلة على البارد مع عدد قليل من المنافسين. تعمل كلتا المنظمتين أيضًا على تلبية حاجة الصناعة إلى وزن أخف. تحتاج الأجزاء إلى القيام بالمزيد، وأن تكون أقوى وتزن أقل.
يركز Superior على قطاع السيارات. وبينما تخدم الشركتان مجموعة واسعة من العملاء، تركز ويلسر على صناعات أخرى مثل البناء والزراعة والطاقة الشمسية والرفوف. لقد ركز الوزن الخفيف في صناعة السيارات دائمًا على المواد عالية القوة، والتي تعد أيضًا ميزة متفوقة. إن الهندسة البسيطة نسبيًا للملف المنحني لا يتم ملاحظتها حتى يرى المهندسون قوة المادة المنحنية. غالبًا ما يقوم المهندسون المتفوقون بتطوير برامج جزئية باستخدام مواد ذات قوة شد تبلغ 1400 أو حتى 1700 ميجا باسكال. هذا ما يقرب من 250 كيلو إس آي. في أوروبا، تناول مهندسو Welser Profile أيضًا مسألة الخفة، ولكن بالإضافة إلى استخدام مواد عالية القوة، فقد عالجوها أيضًا بقولبة معقدة.
تعتبر عملية التشكيل على البارد الحاصلة على براءة اختراع لشركة Welser Profile مناسبة للمواد منخفضة القوة، ولكن الهندسة التي تم إنشاؤها بواسطة آلة التشكيل بالدلفنة تساعد على تقليل وزن المجموعة بأكملها. يمكن أن تسمح الهندسة للملف الشخصي بأداء وظائف متعددة مع تقليل عدد الأجزاء (ناهيك عن الأموال التي يتم إنفاقها على الإنتاج). على سبيل المثال، يمكن للأخاديد الجانبية إنشاء وصلات متشابكة تمنع اللحام أو المثبتات. أو يمكن لشكل الملف الشخصي أن يجعل الهيكل بأكمله أكثر صلابة. ولعل الأهم من ذلك هو أن ويلسر يمكنه إنشاء مقاطع أكثر سمكًا في بعض الأماكن وأرق في أماكن أخرى، مما يوفر القوة عند الحاجة مع تقليل الوزن الإجمالي.
يتبع مهندسو ومصممو التشكيل التقليديون قاعدة قابلية للمعالجة تمتد لعقد من الزمان: تجنب أنصاف الأقطار الصغيرة، والفروع القصيرة، والانحناءات بزاوية 90 درجة، والهندسة الداخلية العميقة، وما إلى ذلك. وقال جونسون: "بالطبع، كنا دائمًا نواجه فترة التسعينيات الصعبة".
يبدو المظهر الجانبي وكأنه قذف، ولكنه في الواقع يتم تشكيله على البارد بواسطة ملف تعريف ويلسر.
وبطبيعة الحال، يطلب المهندسون من آلات تشكيل اللف أن تكسر قواعد التصنيع هذه، وهنا يأتي دور الأدوات والقدرات الهندسية لمحل اللف. كلما تمكن المزيد من المهندسين من تطوير العملية (تشكيل هندسة داخلية أكثر كثافة بزاوية 90 درجة وأعمق) مع تقليل تكاليف الأدوات وتقلبات العملية، كلما كانت آلة تشكيل اللف أكثر تنافسية.
ولكن كما يوضح جونسون، فإن التشكيل على البارد في مصنع الدرفلة هو أكثر من ذلك بكثير. تتيح لك هذه العملية الحصول على ملفات تعريف الأجزاء التي قد لا يفكر معظم المهندسين في استخدام ملفات تعريفها. "تخيل شريطًا من الصفائح المعدنية التي مرت بعملية الدرفلة، ربما بسمك 0.100 بوصة. يمكننا عمل فتحة T في الجزء السفلي الأوسط من هذا الملف الشخصي. "يجب أن تكون مدلفنة على الساخن أو مصنعة آليًا اعتمادًا على التفاوتات ومتطلبات الأجزاء الأخرى، ولكن يمكننا بسهولة تدوير هذه الهندسة."
التفاصيل وراء هذه العملية هي ملك للشركة ولا يكشف ويلسر عن نمط الزهرة. لكن جونسون يوضح الأساس المنطقي لعدة عمليات.
دعونا نفكر أولاً في عملية النقش على مكبس الختم. "عندما تقوم بالضغط، فإنك تقوم أيضًا بالتمدد أو الضغط. لذلك، تقوم بتمديد المادة وتنقلها إلى مناطق مختلفة من الأداة [السطح]، تمامًا مثلما تقوم بملء نصف قطر على الأداة. لكن [في التنميط] عملية التشكيل على البارد هذه] تشبه ملء أنصاف الأقطار على المنشطات.
يعمل العمل البارد على تقوية المادة في مناطق معينة، ويمكن تصميم ذلك لصالح المصمم. ومع ذلك، يجب على آلة التنميط أن تأخذ في الاعتبار أيضًا هذه التغييرات في خصائص المواد. يقول جونسون: "يمكنك أن ترى زيادة كبيرة في الأداء، تصل أحيانًا إلى 30 بالمائة"، مضيفًا أن هذه الزيادة يجب أن تكون مدمجة في التطبيق منذ البداية.
ومع ذلك، فإن التشكيل البارد لملف ويلسر قد يتضمن عمليات إضافية مثل الخياطة واللحام. كما هو الحال مع التنميط التقليدي، يمكن إجراء الثقب قبل أو أثناء أو بعد التنميط، ولكن الأدوات المستخدمة يجب أن تأخذ في الاعتبار تأثيرات العمل البارد طوال العملية.
إن المواد المشكلة على البارد في منشأة Welser Profile الأوروبية ليست قريبة من قوة المواد المدرفلة عالية القوة في منشأتها العليا بولاية أوهايو. اعتمادًا على التطبيق، يمكن للشركة إنتاج مواد التشكيل على البارد عند ضغوط تصل إلى 450 ميجا باسكال. لكن الأمر لا يتعلق فقط باختيار مادة ذات قوة شد معينة.
وقال جونسون: "لا يمكنك فعل ذلك بمواد عالية القوة ومنخفضة السبائك"، مضيفًا: "نحن غالبًا ما نحب استخدام المواد ذات السبائك الدقيقة، والتي تساعد على منع الكسر. ومن الواضح أن اختيار المواد هو جزء مهم.
لتوضيح أساسيات العملية، يصف جونسون تصميم الأنبوب المتداخل. يتم إدخال أنبوب واحد داخل الآخر ولا يمكن أن يدور، لذلك يحتوي كل أنبوب على أخدود مضلع في مكان محدد حول المحيط. هذه ليست مجرد أدوات تقوية ذات أنصاف أقطار، ولكنها تسبب بعض اللعب الدوراني عندما يدخل أحد الأنابيب إلى أنبوب آخر. يجب إدخال هذه الأنابيب ذات التحمل المحكم بدقة وسحبها بسلاسة مع القليل من اللعب الدوراني. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون القطر الخارجي للأنبوب الخارجي هو نفسه تمامًا، دون وجود نتوءات على القطر الداخلي. ولتحقيق هذه الغاية، تحتوي هذه الأنابيب على أخاديد حقيقية تبدو للوهلة الأولى وكأنها مقذوفة، لكنها ليست كذلك. يتم إنتاجها عن طريق التشكيل البارد على آلات تشكيل اللف.
لتشكيل الأخاديد، تقوم أداة اللف بترقق المادة في نقاط محددة على طول محيط الأنبوب. صمم المهندسون العملية بحيث يمكنهم التنبؤ بدقة بتدفق المواد من هذه الأخاديد "الرقيقة" إلى بقية محيط الأنبوب. يجب التحكم بدقة في تدفق المواد لضمان ثبات سمك جدار الأنبوب بين هذه الأخاديد. إذا لم يكن سمك جدار الأنبوب ثابتًا، فلن تتداخل المكونات بشكل صحيح.
تسمح عملية التشكيل على البارد في مصانع التشكيل الأوروبية التابعة لشركة Welser Profile بجعل بعض الأجزاء أرق، والبعض الآخر أكثر سمكًا، ووضع الأخاديد في أماكن أخرى.
مرة أخرى، ينظر المهندس إلى جزء ما وقد يعتقد أنه قذف أو تشكيل على الساخن، وهذه مشكلة في أي تكنولوجيا تصنيع تتحدى الحكمة التقليدية. لم يفكر العديد من المهندسين في تطوير مثل هذا الجزء، معتقدين أنه سيكون مكلفًا للغاية أو مستحيل التصنيع. وبهذه الطريقة، لا ينشر جونسون وفريقه المعلومات حول إمكانيات العملية فحسب، بل أيضًا حول فوائد إشراك مهندسي Welser Profile في إنشاء ملفات التعريف في وقت مبكر من عملية التصميم.
يعمل مهندسو التصميم واللف معًا على اختيار المواد، واختيار السُمك بشكل استراتيجي وتحسين بنية الحبوب، مدفوعًا جزئيًا بالأدوات، وبالضبط حيث يحدث التشكيل على البارد (أي السماكة والترقق) في تكوين الزهرة. ملف كامل. هذه مهمة أكثر تعقيدًا من مجرد توصيل الأجزاء المعيارية لأداة التدحرج (يستخدم ملف تعريف Welser أدوات معيارية بشكل حصري تقريبًا).
مع أكثر من 2500 موظف وأكثر من 90 خطًا لتشكيل اللف، تعد Welser واحدة من أكبر شركات تشكيل اللف المملوكة عائليًا في العالم، مع قوة عاملة كبيرة مخصصة للأدوات والمهندسين الذين يستخدمون نفس الأدوات التي تم استخدامها حتى الآن. لسنوات عديدة تموت المكتبة. إنشاء ملفات تعريف لأكثر من 22500 ملف تعريف مختلف.
قال جونسون: "لدينا حاليًا أكثر من 700000 أداة بكرات [معيارية] في المخزون".
وقال جونسون: "لم يعرف القائمون على بناء المصنع سبب مطالبتنا بمواصفات معينة، لكنهم استوفوا متطلباتنا"، مضيفًا أن هذه "التعديلات غير العادية" في المصنع ساعدت شركة Welser على تحسين عملية التشكيل على البارد.
إذًا، منذ متى كان ويلزر يعمل في مجال الصلب؟ ابتسم جونسون. "أوه، دائمًا تقريبًا." لقد كان نصف يمزح فقط. يعود تاريخ تأسيس الشركة إلى عام 1664. “بصراحة، تعمل الشركة في مجال الصلب. لقد بدأت كمسبك وبدأت في التدحرج والتشكيل في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي وهي تنمو منذ ذلك الحين.
تدير عائلة ويلسر الشركة منذ 11 جيلًا. قال جونسون: “الرئيس التنفيذي هو توماس ويلسر”. "لقد أنشأ جده شركة متخصصة في جمع المعلومات وكان والده في الواقع رجل أعمال قام بتوسيع حجم ونطاق العمل." واليوم يتجاوز الدخل السنوي في العالم 700 مليون دولار.
وتابع جونسون قائلاً: "بينما كان والد توماس يبني الشركة في أوروبا، كان توماس مهتمًا بالمبيعات الدولية وتطوير الأعمال. إنه يشعر أن هذا هو جيله، وقد حان الوقت بالنسبة له لأخذ الشركة إلى العالمية."
كان الاستحواذ على شركة Superior جزءًا من هذه الإستراتيجية، وكان الجزء الآخر هو إدخال تقنية الدرفلة على البارد إلى الولايات المتحدة. في وقت كتابة هذا التقرير، تتم عملية التشكيل على البارد في منشآت شركة Welser Profile الأوروبية، حيث تقوم الشركة بتصدير المنتجات إلى الأسواق العالمية. ولم يتم الإعلان عن أي خطط لجلب هذه التكنولوجيا إلى الولايات المتحدة، على الأقل حتى الآن. وقال جونسون إن مصنع الدرفلة، مثل أي شيء آخر، يخطط لتوسيع طاقته بناءً على الطلب.
يُظهر النمط الزهري لملف اللفائف التقليدي مراحل تكوين المواد أثناء مرورها عبر محطة الدرفلة. نظرًا لأن التفاصيل الكامنة وراء عملية التشكيل على البارد لشركة Welser Profile هي ملكية خاصة، فهي لا تنتج تصميمات زهرية.
تقدم شركة Welser Profile وشركة Superior التابعة لها ملفات تعريف تقليدية، لكن كلاهما متخصص في المجالات التي لا تتطلب المواصفات. بالنسبة إلى Superior، فهي مادة عالية القوة، بالنسبة إلى Welser Profile، فإن القالب هو شكل معقد لا يتنافس في كثير من الحالات مع آلات الدرفلة الأخرى، ولكن مع الطاردات ومعدات الإنتاج الخاصة الأخرى.
في الواقع، قال جونسون إن فريقه يتبع استراتيجية بثق الألومنيوم. "في أوائل الثمانينيات، دخلت شركات الألمنيوم إلى السوق وقالت: "إذا كان بإمكانك أن تحلم به، فيمكننا أن نخرجه". لقد كانوا جيدين جدًا في إعطاء الخيارات للمهندسين. إذا كان بإمكانك فقط أن تحلم به، فإنك تدفع رسومًا بسيطة مقابل الأدوات. يمكننا إنتاجه مقابل رسوم. وهذا يحرر المهندسين لأنه يمكنهم رسم أي شيء حرفيًا. ونحن الآن نفعل شيئًا مشابهًا – الآن فقط مع التنميط.
تيم هيستون هو محرر أول في مجلة FABRICATOR ويعمل في صناعة تصنيع المعادن منذ عام 1998، حيث بدأ حياته المهنية مع مجلة اللحام التابعة لجمعية اللحام الأمريكية. منذ ذلك الحين، تولى عملية تصنيع المعادن بأكملها، بدءًا من الختم والثني والقطع وحتى الطحن والتلميع. انضم إلى FABRICATOR في أكتوبر 2007.
FABRICATOR هي المجلة الرائدة في مجال الختم وتصنيع المعادن في أمريكا الشمالية. تنشر المجلة الأخبار والمقالات الفنية وقصص النجاح التي تمكن المصنعين من القيام بعملهم بكفاءة أكبر. يعمل FABRICATOR في هذه الصناعة منذ عام 1970.
أصبح الوصول الرقمي الكامل إلى The FABRICATOR متاحًا الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى مجلة Tubing، مما يتيح لك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
منذ تأسيس شركة ديترويت للحافلات في عام 2011، واصل آندي ديدوروشي العمل دون انقطاع...
وقت النشر: 22 أغسطس 2023