मिश्रित ड्राइव शाफ्ट की बढ़ती मांग से स्वचालित उत्पादन होता है | समग्र सामग्री विश्व

कैलिफोर्निया स्थित निर्माता ACPT Inc. ने स्वचालित फिलामेंट वाइंडिंग मशीन से सुसज्जित एक अभिनव अर्ध-स्वचालित उत्पादन लाइन स्थापित करने के लिए मशीन आपूर्तिकर्ता के साथ काम किया। #कार्यप्रगति #स्वचालन
एसीपीटी के कार्बन फाइबर मिश्रित ड्राइव शाफ्ट का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है। फोटो स्रोत, सभी छवियां: रोथ कम्पोजिट मशीनरी
कई वर्षों से, कंपोजिट सामग्री निर्माता एडवांस्ड कंपोजिट प्रोडक्ट्स एंड टेक्नोलॉजी इंक (हंटिंगटन बीच एसीपीटी, कैलिफोर्निया, यूएसए) अपने कार्बन फाइबर कंपोजिट ड्राइव शाफ्ट-कार्बन फाइबर कंपोजिट सामग्री या बड़े धातु पाइप को जोड़ने वाले डिजाइन को विकसित करने और बेहतर बनाने के लिए प्रतिबद्ध है। आगे और पीछे के भाग अधिकांश वाहनों के अंतर्गत ड्राइव सिस्टम। हालाँकि शुरुआत में ऑटोमोटिव क्षेत्र में उपयोग किया जाता था, इन बहुक्रियाशील घटकों का व्यापक रूप से समुद्री, वाणिज्यिक, पवन ऊर्जा, रक्षा, एयरोस्पेस और औद्योगिक अनुप्रयोगों में भी उपयोग किया जाता है। पिछले कुछ वर्षों में, एसीपीटी ने कार्बन फाइबर मिश्रित ड्राइव शाफ्ट की मांग में लगातार वृद्धि देखी है। जैसे-जैसे मांग बढ़ती रही, एसीपीटी ने उच्च विनिर्माण क्षमता वाले बड़ी संख्या में ड्राइव शाफ्ट - हर हफ्ते सैकड़ों समान शाफ्ट - के निर्माण की आवश्यकता को पहचाना, जिससे स्वचालन में नए नवाचार हुए और अंततः, नई सुविधाओं की स्थापना हुई।
एसीपीटी के अनुसार, ड्राइव शाफ्ट की बढ़ती मांग का कारण यह है कि कार्बन फाइबर ड्राइव शाफ्ट में धातु ड्राइव शाफ्ट की तुलना में कार्यों का एक अनूठा संयोजन होता है, जैसे उच्च टोक़ क्षमता, उच्च आरपीएम क्षमता, बेहतर विश्वसनीयता, हल्का वजन, और यह होता है। उच्च प्रभाव के तहत अपेक्षाकृत हानिरहित कार्बन फाइबर में विघटित होना और शोर, कंपन और खुरदरापन (एनवीएच) को कम करना।
इसके अलावा, पारंपरिक स्टील ड्राइव शाफ्ट की तुलना में, यह बताया गया है कि कारों और ट्रकों में कार्बन फाइबर ड्राइव शाफ्ट वाहनों के पीछे के पहियों की अश्वशक्ति को 5% से अधिक बढ़ा सकते हैं, मुख्य रूप से मिश्रित सामग्री के हल्के घूर्णन द्रव्यमान के कारण। स्टील की तुलना में, हल्के कार्बन फाइबर ड्राइव शाफ्ट अधिक प्रभाव को अवशोषित कर सकते हैं और इसमें उच्च टॉर्क क्षमता होती है, जो टायरों को फिसलने या सड़क से अलग होने के बिना पहियों तक अधिक इंजन शक्ति संचारित कर सकती है।
कई वर्षों से, एसीपीटी अपने कैलिफोर्निया संयंत्र में फिलामेंट वाइंडिंग के माध्यम से कार्बन फाइबर मिश्रित ड्राइव शाफ्ट का उत्पादन कर रहा है। आवश्यक स्तर तक विस्तार करने के लिए, सुविधाओं के पैमाने को बढ़ाना, उत्पादन उपकरणों में सुधार करना और जितना संभव हो सके मानव तकनीशियनों से जिम्मेदारियों को स्वचालित प्रक्रियाओं में स्थानांतरित करके प्रक्रिया नियंत्रण और गुणवत्ता निरीक्षण को सरल बनाना आवश्यक है। इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए, एसीपीटी ने दूसरी उत्पादन सुविधा बनाने और इसे उच्च स्तर के स्वचालन से लैस करने का निर्णय लिया।
एसीपीटी ऑटोमोटिव, रक्षा, समुद्री और औद्योगिक उद्योगों में ग्राहकों के साथ उनकी जरूरतों के अनुसार ड्राइवशाफ्ट डिजाइन करने के लिए काम करता है।
ACPT ने नए कारखानों और उत्पादन उपकरणों के डिजाइन, निर्माण, खरीद और स्थापना की 1.5 साल की प्रक्रिया के दौरान ड्राइव शाफ्ट उत्पादन में रुकावट को कम करने के लिए स्कोफील्ड, विस्कॉन्सिन, संयुक्त राज्य अमेरिका में इस नई उत्पादन सुविधा की स्थापना की, जिसमें से 10 महीने निर्माण के लिए समर्पित हैं। स्वचालित फिलामेंट वाइंडिंग सिस्टम की डिलीवरी और स्थापना।
समग्र ड्राइव शाफ्ट उत्पादन प्रक्रिया के प्रत्येक चरण का स्वचालित रूप से मूल्यांकन किया जाता है: फिलामेंट वाइंडिंग, राल सामग्री और गीला नियंत्रण, ओवन इलाज (समय और तापमान नियंत्रण सहित), मैंड्रेल से भागों को हटाना, और प्रत्येक चरण मैंड्रेल प्रक्रिया के बीच प्रसंस्करण। हालाँकि, बजटीय कारणों और यदि आवश्यक हो तो सीमित संख्या में अनुसंधान एवं विकास प्रयोगों की अनुमति देने के लिए एसीपीटी की कम स्थायी, मोबाइल प्रणाली की आवश्यकता के कारण, इसने एक विकल्प के रूप में ओवरहेड या फ़्लोर-स्टैंडिंग गैन्ट्री ऑटोमेशन सिस्टम का उपयोग करने से इनकार कर दिया।
कई आपूर्तिकर्ताओं के साथ बातचीत के बाद, अंतिम समाधान दो-भाग वाली उत्पादन प्रणाली थी: रोथ कंपोजिट मशीनरी (स्टीफेनबर्ग, जर्मनी) विंडिंग सिस्टम से कई घुमावदार गाड़ियों के साथ एक प्रकार 1, दो-अक्ष स्वचालित फिलामेंट रील; इसके अलावा, यह एक निश्चित स्वचालित प्रणाली नहीं है, बल्कि ग्लोब मशीन मैन्युफैक्चरिंग कंपनी (टैकोमा, वाशिंगटन, यूएसए) द्वारा डिजाइन की गई एक अर्ध-स्वचालित स्पिंडल हैंडलिंग प्रणाली है।
एसीपीटी ने कहा कि रोथ फिलामेंट वाइंडिंग सिस्टम के मुख्य लाभों और आवश्यकताओं में से एक इसकी सिद्ध स्वचालन क्षमता है, जिसे एक ही समय में दो स्पिंडल को भागों का उत्पादन करने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि एसीपीटी के मालिकाना ड्राइव शाफ्ट को कई सामग्री परिवर्तनों की आवश्यकता होती है। हर बार सामग्री बदलने पर स्वचालित रूप से और मैन्युअल रूप से विभिन्न फाइबर को काटने, थ्रेड करने और फिर से जोड़ने के लिए, रोथ का रोविंग कट और अटैच (आरसीए) फ़ंक्शन वाइंडिंग मशीन को अपने कई विनिर्माण कार्ट के माध्यम से सामग्री को स्वचालित रूप से बदलने में सक्षम बनाता है। रोथ रेज़िन बाथ और फ़ाइबर ड्रॉइंग तकनीक अतिसंतृप्ति के बिना एक सटीक फ़ाइबर और रेज़िन गीला अनुपात सुनिश्चित कर सकती है, जिससे वाइन्डर को बहुत अधिक रेज़िन बर्बाद किए बिना पारंपरिक वाइन्डर की तुलना में तेज़ी से चलने की अनुमति मिलती है। वाइंडिंग पूरी होने के बाद, वाइंडिंग मशीन स्वचालित रूप से मैंड्रेल और वाइंडिंग मशीन के हिस्सों को अलग कर देगी।
वाइंडिंग सिस्टम स्वयं स्वचालित है, लेकिन फिर भी प्रत्येक विनिर्माण चरण के बीच मैंड्रेल के प्रसंस्करण और संचलन का एक बड़ा हिस्सा छोड़ देता है, जो पहले मैन्युअल रूप से किया जाता था। इसमें नंगे मेन्ड्रेल को तैयार करना और उन्हें वाइंडिंग मशीन से जोड़ना, मेन्ड्रेल को घाव वाले हिस्सों के साथ ठीक करने के लिए ओवन में ले जाना, मेन्ड्रेल को ठीक किए गए हिस्सों के साथ ले जाना और मेन्ड्रेल के हिस्सों को हटाना शामिल है। समाधान के रूप में, ग्लोब मशीन मैन्युफैक्चरिंग कंपनी ने ट्रॉली पर स्थित खराद का धुरा को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन की गई ट्रॉलियों की एक श्रृंखला को शामिल करते हुए एक प्रक्रिया विकसित की। कार्ट में रोटेशन सिस्टम का उपयोग मैंड्रेल को स्थिति देने के लिए किया जाता है ताकि इसे वाइन्डर और एक्सट्रैक्टर के अंदर और बाहर ले जाया जा सके, और लगातार घुमाया जा सके जबकि भागों को राल द्वारा गीला किया जाता है और ओवन में ठीक किया जाता है।
इन मैंड्रेल गाड़ियों को एक स्टेशन से दूसरे स्टेशन तक ले जाया जाता है, जमीन पर लगे कन्वेयर हथियारों के दो सेटों की सहायता से - एक सेट कॉइलर पर और दूसरा सेट एकीकृत निष्कर्षण प्रणाली में - मैंड्रेल के साथ गाड़ी समन्वित तरीके से चलती है, और ले जाती है प्रत्येक प्रक्रिया के लिए शेष अक्ष। रोथ मशीन पर स्वचालित चक के समन्वय में, कार्ट पर कस्टम चक स्वचालित रूप से स्पिंडल को जकड़ता है और छोड़ता है।
रोथ दो-अक्ष परिशुद्धता राल टैंक असेंबली। सिस्टम को मिश्रित सामग्री के दो मुख्य शाफ्ट के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक समर्पित सामग्री घुमावदार कार में ले जाया गया है।
इस मैंड्रल ट्रांसफर सिस्टम के अलावा, ग्लोब दो क्योरिंग ओवन भी प्रदान करता है। इलाज और खराद का धुरा निष्कर्षण के बाद, भागों को एक सटीक लंबाई काटने वाली मशीन में स्थानांतरित किया जाता है, इसके बाद ट्यूब सिरों को संसाधित करने के लिए एक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली होती है, और फिर प्रेस फिटिंग का उपयोग करके सफाई और चिपकने वाला लगाया जाता है। अंतिम उपयोग वाले ग्राहकों के लिए पैकेजिंग और शिपिंग से पहले टॉर्क परीक्षण, गुणवत्ता आश्वासन और उत्पाद ट्रैकिंग पूरी की जाती है।
एसीपीटी के अनुसार, प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू प्रत्येक वाइंडिंग समूह के लिए सुविधा तापमान, आर्द्रता स्तर, फाइबर तनाव, फाइबर गति और राल तापमान जैसे डेटा को ट्रैक और रिकॉर्ड करने की क्षमता है। यह जानकारी उत्पाद गुणवत्ता निरीक्षण प्रणालियों या उत्पादन ट्रैकिंग के लिए संग्रहीत की जाती है, और ऑपरेटरों को आवश्यक होने पर उत्पादन स्थितियों को समायोजित करने की अनुमति देती है।
ग्लोब द्वारा विकसित पूरी प्रक्रिया को "अर्ध-स्वचालित" के रूप में वर्णित किया गया है क्योंकि एक मानव ऑपरेटर को प्रक्रिया अनुक्रम शुरू करने और मैन्युअल रूप से कार्ट को ओवन के अंदर और बाहर ले जाने के लिए एक बटन दबाने की आवश्यकता होती है। एसीपीटी के अनुसार, ग्लोब भविष्य में सिस्टम के लिए उच्च स्तर के स्वचालन की कल्पना करता है।
रोथ प्रणाली में दो स्पिंडल और तीन स्वतंत्र घुमावदार कारें शामिल हैं। प्रत्येक घुमावदार ट्रॉली को विभिन्न मिश्रित सामग्रियों के स्वचालित परिवहन के लिए डिज़ाइन किया गया है। मिश्रित सामग्री को एक ही समय में दोनों स्पिंडल पर लगाया जाता है।
नए संयंत्र में उत्पादन के पहले वर्ष के बाद, एसीपीटी ने बताया कि उपकरण ने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया है कि यह श्रम और सामग्री की बचत करते हुए और लगातार उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद प्रदान करते हुए अपने उत्पादन लक्ष्यों को प्राप्त कर सकता है। कंपनी को भविष्य की स्वचालन परियोजनाओं में ग्लोब और रोथ के साथ फिर से सहयोग करने की उम्मीद है।
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).
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