Gießereien nehmen zunehmend datengesteuerte Prozessautomatisierung ein, um langfristige Ziele von höherer Qualität, weniger Abfällen, maximale Betriebszeiten und minimalen Kosten zu erreichen. Die vollständig integrierte digitale Synchronisation von Gieß- und Formprozessen (nahtloses Gießen) ist besonders wertvoll für Gießereien, denen sich die Herausforderungen der Just-in-Time-Produktion, reduzierte Zykluszeiten und häufigere Modelländerungen gegenübersehen. Mit automatisierten Form- und Gusssystemen, die nahtlos miteinander verbunden sind, wird der Gussprozess schneller und höhere Qualitätsteile werden konsistenter hergestellt. Der automatisierte Gießenprozess umfasst die Überwachung der Gießtemperatur sowie das Fütterungsinokulationsmaterial und die Überprüfung jeder Form. Dies verbessert die Qualität jedes Gießens und verringert die Schrottrate. Diese umfassende Automatisierung reduziert auch die Notwendigkeit von Betreibern mit jahrelanger spezialisierter Erfahrung. Operationen werden auch sicherer, da insgesamt weniger Arbeitnehmer beteiligt sind. Diese Vision ist keine Vision der Zukunft; Das passiert jetzt. Tools wie Foundry-Automatisierung und Robotik, Datenerfassung und -analyse haben sich über Jahrzehnte entwickelt. Der Fortschritt hat jedoch in letzter Zeit mit der Entwicklung erschwinglicher Hochleistungs-Computing und fortschrittliche Branchen-Network-Sensoren und kompatible Steuerungssysteme beschleunigt. Lösungen und Partner ermöglichen es, dass Gießereien eine robuste, intelligente Infrastruktur erstellen, um ehrgeizigere Projekte zu unterstützen und mehrere bisher unabhängige Unterprozesse zusammenzubringen, um ihre Bemühungen zu koordinieren. Das Speichern und Analysieren von Prozessdaten, die von diesen automatisierten, integrierten Systemen gesammelt wurden, öffnet auch die Tür zu einem tugendhaften Zyklus datengesteuerter kontinuierlicher Verbesserung. Gießereien können Prozessparameter sammeln und analysieren, indem sie historische Daten untersuchen, um Korrelationen zwischen ihnen und Prozessergebnisse zu finden. Der automatisierte Prozess bietet dann eine transparente Umgebung, in der alle durch die Analyse identifizierten Verbesserungen gründlich und schnell getestet, validiert und nach Möglichkeit implementiert werden können.
Nahlose Formprobleme aufgrund des Trends zur Just-in-Time-Produktion, Kunden, die Dämatic®-Formlinien verwenden, müssen häufig die Modelle häufig zwischen kleinen Chargen ändern. Verwenden von Geräten wie einem automatischen Pulverwechsler (APC) oder einem Schnellpulverwechsler (QPC) aus DISA können Vorlagen in einer Minute geändert werden. Wenn Änderungen des Hochgeschwindigkeitsmusters auftreten, wird der Engpass in diesem Prozess tendenziell in Richtung Gießen verlagert-die Zeit, die erforderlich ist, um die Tundish nach einer Musteränderung manuell zu bewegen. Nahtloses Casting ist der beste Weg, um diesen Schritt des Casting -Prozesses zu verbessern. Obwohl das Gießen häufig bereits teilweise automatisiert ist, erfordert die volle Automatisierung eine nahtlose Integration der Steuerungssysteme der Formlinie und der Füllungsausrüstung, damit sie in allen möglichen Betriebssituationen vollständig synchron arbeiten. Um dies zuverlässig zu erreichen, muss das Gossengerät genau wissen, wo es sicher ist, die nächste Form zu gießen, und bei Bedarf die Position der Fülleinheit anpassen. Es ist nicht so schwierig, eine effiziente automatische Füllung in einem stabilen Produktionsprozess derselben Form zu erreichen. Jedes Mal, wenn eine neue Form hergestellt wird, bewegt sich die Schimmelpilzsäule den gleichen Abstand (Schimmelpilzdicke). Auf diese Weise kann das Füllgerät in derselben Position bleiben und bereit sind, die nächste leere Form zu füllen, nachdem die Produktionslinie gestoppt wurde. Es sind nur geringfügige Anpassungen der Postenposition erforderlich, um Änderungen der Schimmelpilzdicke zu kompensieren, die durch Änderungen der Sandkompressibilität verursacht werden. Die Notwendigkeit dieser feinen Anpassungen wurde kürzlich dank neuer Formfunktionen, die es ermöglichen, während der konsistenten Produktion konsistenter zu bleiben. Nach Abschluss jedes Gießens bewegt die Formlinie einen Schlag wieder und legt die nächste leere Form ein, um den nächsten Guss zu beginnen. Währenddessen kann das Füllgerät nachgefüllt werden. Bei der Änderung des Modells kann sich die Dicke der Form ändern, was eine komplexe Automatisierung erfordert. Im Gegensatz zum horizontalen Sandkastenprozess, bei dem die Höhe der Sandkasten festgelegt ist, kann der vertikale Disamatic® -Prozess die Dicke der Form an die genaue Dicke einstellen, die für jeden Satz von Modellen erforderlich ist, um ein konstantes Sand -zu -Eisen -Verhältnis aufrechtzuerhalten und die Höhe des Modells zu berücksichtigen. Dies ist ein großer Vorteil, um eine optimale Qualität und Ressourcenauslastung zu gewährleisten, aber unterschiedliche Schimmelpilzdicken machen die automatische Gusskontrolle schwieriger. Nach einer Modelländerung erzeugt die Disamatic® -Maschine die nächste Stapel von Formen derselben Dicke, aber die Füllmaschine auf der Linie füllt immer noch die Formen des Vorgängermodells, was möglicherweise eine andere Formdicke aufweist. Um dies zu bekämpfen, muss die Formlinie und die Füllstoffanlage als ein synchronisiertes System nahtlos funktionieren, wodurch Formen mit einer Dicke erzeugt und sicher ein anderes gegossen werden. Nahtloses Gießen nach der Musteränderung. Nach der Veränderung der Muster bleibt die Dicke der verbleibenden Form zwischen den Formmaschinen gleich. Die aus dem Vorgängermodell hergestellte Gießeinheit bleibt gleich, aber da die neue Form, die aus der Formmaschine kommt, dicker oder dünner sein kann, kann die gesamte Saite in jedem Zyklus in unterschiedlichen Abständen voranschreiten - bis zur Dicke der neuen Form. Dies bedeutet, dass das nahtlose Gusssystem bei jedem Hub der Formmaschine die Gussposition zur Vorbereitung auf den nächsten Guss einstellen muss. Nachdem die vorherige Form des Formens gegossen wurde, wird die Dicke der Form wieder konstant und die stabile Produktion wird fortgesetzt. Wenn beispielsweise die neue Form 150 mm dick anstelle der 200 -mm -dicken Form ist, die zuvor noch gegossen wurde, muss sich das Gießgerät 50 mm zurück in Richtung der Formmaschine bewegen, wobei jeder Hub der Formmaschine in der richtigen Gießposition liegt. . Damit sich eine gießende Pflanze vorbereiten kann, um zu gießen, wenn sich die Schimmelpilzsäule bewegt, muss der Füllanlage -Controller genau wissen, in welchen Schimmel sie in und wann und wo und wo sie im Gießbereich ankommt. Mit einem neuen Modell, das während des Gießens dünner Formen dicke Formen erzeugt, sollte das System in der Lage sein, zwei Formen in einem Zyklus zu werfen. Wenn Sie beispielsweise eine Form mit einem Durchmesser von 400 mm und mit einem Schimmel mit einem Durchmesser von 200 mm durchführen, muss das Gähnegerät für jede Form 200 mm von der Formmaschine entfernt sein. Irgendwann drückt der 400 -mm -Hub zwei Formen mit 200 mm Durchmesser aus dem möglichen Gießen. In diesem Fall muss die Formmaschine warten, bis das Füllgerät die zwei 200 -mm -Formen beendet hat, bevor er zum nächsten Hub übergeht. Oder beim Herstellen von dünnen Formen muss der Spülung den Guss im Zyklus vollständig überspringen können, während Sie dennoch dicke Formen gießen. Wenn Sie beispielsweise einen Schimmel mit einem Durchmesser von 200 mm Durchmesser herstellen und eine Form mit 400 mm Durchmesser gießen, bedeutet das Aufstellen einer neuen Form mit einem Durchmesser von 400 mm in den Gossenbereich, dass zwei Formen mit einem Durchmesser von 200 mm hergestellt werden müssen. Die Verfolgung, Berechnungen und Datenaustausch, die für ein integriertes Form- und Gossensystem erforderlich sind, um wie oben beschrieben progressives automatisches Gießen zu bieten, haben in der Vergangenheit viele Gerätelieferanten Herausforderungen gestellt. Dank moderner Maschinen, digitaler Systeme und Best Practices kann ein nahtloses Gießen mit einem minimalen Einbau schnell erreicht werden (und wurde). Die Hauptanforderung ist eine Form der „Buchhaltung“ des Prozesses und liefert Informationen über den Standort jeder Form in Echtzeit. Das DISA -System Monitizer® | CIM (Computer Integrated Modul) erreicht dieses Ziel, indem jede Form aufzeichnet und seine Bewegung über die Produktionslinie verfolgt. Als Prozesstimer generiert es eine Reihe von zeitgestempelten Datenströmen, die die Position jeder Form und ihre Düse auf der Produktionslinie in jeder Sekunde berechnen. Bei Bedarf tauscht es Daten in Echtzeit mit dem Füllanlage -Steuerungssystem und anderen Systemen aus, um eine präzise Synchronisation zu erreichen. Das DISA -System extrahiert wichtige Daten für jede Form aus der CIM -Datenbank, wie z. B. Schimmelpilzdicke und kann/können nicht gegossen werden und sendet sie an das Steuerungssystem für Füllanlage. Unter Verwendung dieser genauen Daten (erzeugt nach der Extrudierung der Form) kann der Gäste die Gießbaugruppe in die richtige Position bewegen, bevor die Form eintrifft, und öffnen dann die Stopperstange, während sich die Form noch bewegt. Die Form kommt rechtzeitig an, um das Eisen aus der gießenden Pflanze zu empfangen. Dieses ideale Timing ist von entscheidender Bedeutung, dh die Schmelze erreicht den gießenden Tasse genau. Die Ausgusszeit ist ein gemeinsamer Produktivitätsgpässe, und durch perfektes Timing kann die Zykluszeiten durch den Beginn des Gusss um mehrere Zehntel Sekunde reduziert werden. Das Disa -Formsystem überträgt auch relevante Daten von der Formmaschine, wie z. B. aktuelle Formgröße und Einspritzdruck sowie breitere Prozessdaten wie Sandkompressibilität, auf den Monitizer® | CIM. Monitizer® | CIM empfängt und speichert im Rahmen jeder Form von der Füllanlage, wie z. B. die Temperatur, die Gusszeit und den Erfolg der Guss- und Inokulationsprozesse. Auf diese Weise können einzelne Formen als schlecht und getrennt markiert werden, bevor sie das Shaking -System mischen. Monitizer® | CIM bietet nicht nur Formmaschinen, Formleitungen und Gussguss, sondern bietet auch ein branchenübergreifendes 4.0-konformes Rahmen für Akquisition, Speicherung, Berichterstattung und Analyse. Das Foundry -Management kann detaillierte Berichte anzeigen und in Daten einbeziehen, um Qualitätsprobleme zu verfolgen und potenzielle Verbesserungen voranzutreiben. Ortranders nahtloses Casting-Erlebnis Ortrander Eisenhütte ist eine familiengeführte Gießerei in Deutschland, die sich auf die Herstellung von mittleren Volumen, hochwertige Eisengurte für Automobilkomponenten, Hochleistungsholzöfen und Infrastruktur sowie allgemeine Maschinenteile spezialisiert hat. Die Gießerei produziert graues Eisen, duktiles Eisen und verdichtete Graphiteisen und produziert ungefähr 27.000 Tonnen hochwertiger Gussteile pro Jahr, wobei zwei Schichten fünf Tage die Woche betrieben werden. Ortrander betreibt vier 6-Tonnen-Induktions-Schmelzöfen und drei Disa-Formlinien und produziert ungefähr 100 Tonnen Guss pro Tag. Dies beinhaltet kurze Produktionsläufe von einer Stunde, manchmal weniger für wichtige Kunden, sodass die Vorlage häufig geändert werden muss. Um Qualität und Effizienz zu optimieren, hat CEO Bernd H. Williams-Book bedeutende Ressourcen in die Implementierung von Automatisierung und Analyse investiert. Der erste Schritt bestand darin, den Eisenschmelzen- und Dosierungsprozess zu automatisieren und drei vorhandene Gussöfen mit dem neuesten Pourtech -System zu verbessern, das 3D -Lasertechnologie, Inkubation und Temperaturregelung umfasst. Öfen, Form- und Gussleitungen werden jetzt digital gesteuert und synchronisiert und werden fast vollständig automatisch betrieben. Wenn die Formmaschine das Modell ändert, fragt das Pourtech -Gift -Controller das DISA -Monitizer® -CIM -System für die neuen Formabmessungen ab. Basierend auf den DISA -Daten berechnet der GUS -Controller, wo der Giftknoten für jeden Guss platziert werden soll. Es weiß genau, wann die erste neue Form in der Füllanlage eintrifft und automatisch zur neuen Gähnesequenz wechselt. Wenn der Jig jederzeit das Ende ihres Schlaganfalls erreicht, stoppt die Disamatic® -Maschine und die Schablone kehrt automatisch zurück. Wenn die erste neue Form aus der Maschine entfernt wird, wird der Bediener so alarmiert, dass er visuell überprüfen kann, ob er sich in der richtigen Position befindet. Die Vorteile von traditionellen Handgussprozessen von nahtlosen Gießen oder weniger komplexen automatisierten Systemen können bei Modelländerungen zu einer verlorenen Produktionszeit führen. Das manuelles Zurücksetzen des Ausgans- und Gossenformens ist langsamer, erfordert mehr Operatoren und ist anfällig für Fehler wie Fackel. Ortrander stellte fest, dass seine Angestellten beim Abfüllen von Hand schließlich müde, die Konzentration verloren und Fehler machten, wie zum Beispiel das Abheben. Die nahtlose Integration von Formen und Gießen ermöglicht schnellere, konsistentere und höherwertigere Prozesse, während Abfall und Ausfallzeiten reduziert werden. Bei Ortrander eliminiert die automatische Füllung die drei Minuten, die zuvor erforderlich sind, um die Position der Fülleinheit während der Modelländerungen anzupassen. Der gesamte Konversionsprozess dauerte früher 4,5 Minuten, sagte Williams-Book. Heute weniger als zwei Minuten. Durch die Änderung zwischen 8 und 12 Modellen pro Schicht verbringen die Mitarbeiter von Ortrander jetzt etwa 30 Minuten pro Schicht, halb so viel wie zuvor. Die Qualität wird durch größere Konsistenz und die Fähigkeit, Prozesse kontinuierlich zu optimieren, verbessert. Ortrander reduzierte den Abfall um ca. 20% durch ein nahtloses Gießen. Zusätzlich zur Verringerung der Ausfallzeit beim Ändern von Modellen erfordert die gesamte Form und Gossenlinie nur zwei Personen anstelle der vorherigen drei. Bei einigen Verschiebungen können drei Personen zwei vollständige Produktionslinien betreiben. Die Überwachung ist fast alle diese Arbeiter: Außer der Auswahl des nächsten Modells, der Verwaltung von Sandmischungen und dem Transport der Schmelze haben sie nur wenige manuelle Aufgaben. Ein weiterer Vorteil ist der reduzierte Bedarf an erfahrenen Mitarbeitern, die schwer zu finden sind. Obwohl die Automatisierung ein gewisses Bedienerbetrieb erfordert, bietet sie den Menschen die kritischen Prozessinformationen, die sie benötigen, um gute Entscheidungen zu treffen. In Zukunft können Maschinen alle Entscheidungen treffen. Datendividenden vom nahtlosen Casting, wenn Sie versuchen, einen Prozess zu verbessern, sagen die Gießereien oft: „Wir tun das Gleiche auf die gleiche Weise, aber mit unterschiedlichen Ergebnissen.“ Also gaben sie 10 Sekunden lang bei der gleichen Temperatur und dem gleichen Niveau, aber einige Castings sind gut und einige sind schlecht. Durch Hinzufügen von automatisierten Sensoren, das Sammeln von Zeitstempeldaten für jeden Prozessparameter und die Überwachungsergebnisse erzeugt ein integriertes nahtloses Gusssystem eine Kette verwandter Prozessdaten, wodurch die Identifizierung von Grundursachen, wenn die Qualität beginnt, sich zu verschlechtern. Wenn beispielsweise unerwartete Einschlüsse in einer Reihe von Bremsscheiben auftreten, können Manager schnell überprüfen, ob Parameter innerhalb akzeptabler Grenzen liegen. Da Controller für die Formmaschine, Gussanlage und andere Funktionen wie Öfen und Sandmischer im Konzert arbeiten, können die von ihnen erzeugten Daten analysiert werden, um die Beziehungen während des gesamten Prozesses von Sandeigenschaften bis zur endgültigen Oberflächenqualität des Gusss zu identifizieren. Ein mögliches Beispiel ist, wie sich Gießen und Temperatur für jedes einzelne Modell auf die Formfüllung auswirken. Die resultierende Datenbank bildet auch die Grundlage für die künftige Verwendung automatisierter Analysetechniken wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (KI) zur Optimierung von Prozessen. Ortrander sammelt Prozessdaten in Echtzeit über Maschinenschnittstellen, Sensormessungen und Testproben. Für jedes Formguss werden etwa tausend Parameter gesammelt. Zuvor wurde nur die für jedes Guss erforderliche Zeit aufgezeichnet, aber jetzt weiß es genau, auf welchem Niveau der Gossendüse jede Sekunde ist, sodass erfahrener Mitarbeiter untersucht werden können, wie sich dieser Parameter auf andere Indikatoren auswirkt, sowie die endgültige Qualität des Gießens. Ist die Flüssigkeit aus der gegossenen Düse abgelassen, während die Form gefüllt wird, oder ist die gießende Düse während des Füllens bis zu einem fast konstanten Niveau gefüllt? Ortrander produziert drei bis fünf Millionen Formen pro Jahr und hat eine große Menge an Daten gesammelt. Ortrander speichert auch mehrere Bilder von jedem Pour in der Pourtech -Datenbank bei Qualitätsproblemen. Es ist ein zukünftiges Ziel, einen Weg zu finden, um diese Bilder automatisch zu bewerten. Abschluss. Die gleichzeitige automatisierte Formung und Gießen führt zu schnelleren Prozessen, konsistenterer Qualität und weniger Abfall. Bei reibungslosen Gießen und automatischen Muster ändert sich die Produktionslinie effektiv autonom und erfordert nur minimale manuelle Anstrengungen. Da der Betreiber eine Aufsichtsrolle spielt, sind weniger Personal erforderlich. Nahtloses Casting wird jetzt an vielen Orten auf der ganzen Welt verwendet und kann auf alle modernen Gießereien angewendet werden. Jede Gießerei erfordert eine etwas andere Lösung, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist, aber die Technologie zur Implementierung ist gut nachgewiesen, derzeit bei DISA und seinem Partner Pourtech AB erhältlich und benötigt nicht viel Arbeit. Benutzerdefinierte Arbeiten können durchgeführt werden. Der verstärkte Einsatz künstlicher Intelligenz und intelligenter Automatisierung in den Gießereien liegt noch in der Testphase. Da Gießereien und OEMs in den nächsten zwei bis drei Jahren mehr Daten und zusätzliche Erfahrungen sammeln, wird sich der Übergang zur Automatisierung erheblich beschleunigen. Diese Lösung ist derzeit optional, da Data Intelligence der beste Weg ist, um Prozesse zu optimieren und die Rentabilität, eine größere Automatisierung und die Datenerfassung zu verbessern, wird eher zu einer Standardpraxis als zu einem experimentellen Projekt. In der Vergangenheit waren das größte Vermögen einer Gießerei sein Modell und die Erfahrung seiner Mitarbeiter. Jetzt, da das nahtlose Casting mit größeren Systemen für Automatisierung und Branche kombiniert wird, werden die Daten schnell zur dritten Säule des Gießerei -Erfolgs.
-Wir bedanken uns aufrichtig mit Pour-Tech und Ortrander Eisenhütte für ihre Kommentare während der Vorbereitung dieses Artikels.
Ja, ich möchte den zweiwöchentlichen Foundry-Planet-Newsletter mit den neuesten Nachrichten, Tests und Berichten über Produkte und Materialien erhalten. Plus spezielle Newsletter - alle mit kostenloser Stornierung jederzeit.
Postzeit: Okt-05-2023