×
A kézi hegesztési módszerek átkapcsolása Számítógéppel Vezérelt (CNC) rendszerekre jelentős lépést jelent a precíziós hegesztési munkák terén. Amikor a műhelyek ezeket az automatizált rendszereket alkalmazzák, általában észreveszik a hegesztési pontoknál a nagyobb pontosságot, miközben csökkennek azok a kis hibák, amelyeket az emberek a kézi hegesztési feladatok során elkövetnek. Az automatizálás azt jelenti, hogy minden hegesztés minden egyes alkalommal pontos és megbízható, ami manapság a gyártók számára elengedhetetlen a minőségi célok eléréséhez. A CNC hegesztés jelentősen fel is gyorsítja a folyamatot a hagyományos módszerekhez képest. Az ipar szakértői is megerősítik ezt, jelezve, hogy a CNC technológiára áttérő műhelyek gyorsabb termelési időt és jobb általános minőséget érnek el, mivel minden hegesztés majdnem teljesen azonos marad nagy tételszámok esetén is. Olyan ágazatokban, mint a repülésgyártás vagy az autóipar, ahol már a legkisebb eltérések is nagy jelentőséggel bírnak, ez a szintű ellenőrzés minden különbséget megteremt a sikeres tömeggyártási sorok üzemeltetéséhez.
A CNC hegesztés valódi előnyöket kínál, ha a gyártási folyamatok során állandóságot kell biztosítani. Amikor vállalatoknak több ezer azonos alkatrészt kell gyártaniuk, a CNC rendszerek csökkentik azokat az idegesítő eltéréseket, amelyek a manuális hegesztési módszerek esetében előfordulhatnak. Vegyük például az autóipari és repülőgépipari szektort – ezek az iparágak egyszerűen nem engedhetik meg a minőségkülönbségeket, hiszen a biztonság rendkívül fontos. Az alkatrészeknek pontosan úgy kell működniük, ahogy megtervezték őket, meghibbanni nem lehet. A CNC technológia integrálása a hegesztési folyamatokba összességében simább gyártást eredményez, miközben biztosítja, hogy a késztermékek valóban elérjék a modern gyártók által előírt magas szabványokat, akik mélyen törődnek a minőségellenőrzéssel, az üzemeltetési hatékonysággal és minden egyes tétel esetén pontos eredmények elérésével.
A német Fraunhofer Intézet kutatásai során a lézeres és ívheges hegesztési technikák kombinálásával létrejött egy meglehetősen úttörő eljárás, amit Collar Process-nak neveznek. Ezt a módszert különlegessé teszi, hogy két különböző megközelítést hoz össze – olyan lézereket használ, amelyek mélyen átvágják a fémeket, és íveket, amelyek kitöltik az alkatrészek közötti hézagokat. Ennek eredményeként gyorsabb hegesztési idő érhető el minőségvesztés nélkül. A Collar Process egyik jelentős előnye, hogy csökkenti a torzulást, ami szokványos hegesztőberendezések használatakor gyakran előfordul. A hagyományos módszerek hajlamosak túlmelegíteni az anyag egyes részeit, amelyek emiatt előre nem látható módon meghajlanak vagy elcsavarodnak. A hőeloszlás pontosabb szabályozásával a gyártók tartósabb, erősebb hegesztéseket kapnak. Ez különösen fontos vállalatok számára, amelyek érzékeny alkatrészekkel vagy nehéz ipari anyagokkal dolgoznak, ahol a pontosság elengedhetetlen.
A valós világbeli tesztek azt mutatják, hogy a hibrid rendszerek valós előnyöket biztosítanak különböző ágazatokban. Nézzük például az autógyártást és a hajóépítést, ahol a vállalatok a bevezetés után a gyártási sebesség javulásáról és a lényegesen javuló hegesztési minőségről számolnak be. A számok is beszélnek – a költségcsökkentés 15% és 30% között mozog az alkalmazástól függően, miközben a termelési időszakok jelentősen lerövidülnek. Ez illeszkedik a globális folyamathoz is, ahol a gyárak az Industry 4.0 irányába törekednek az automatizáció felé. Miért olyan vonzó a hibrid technológia az intelligens gyártás szempontjából? Ötvözi a lézerek gyorsaságát és pontosságát a hagyományos ívhegesztési módszerek alkalmazhatóságának előnyeivel. Bár az integrációs költségek továbbra is kihívást jelentenek, sok gyártó számára ezek a kombinált rendszerek az elkövetkező generációs termelőüzemek kulcsfontosságú építőelemeinek bizonyulnak, amelyek működésük során a pontosság és a rugalmasság együttes igényét támasztják.
Miért olyan különleges a Magic Cube lézeres hegesztőgép? Három fő dolog emelkedik ki: a sebesség, a pontosság és azok a lenyűgöző tartályhegesztési funkciók, amelyek nélkülözhetetlenné tették azt vállalatok számára, amelyek az olaj- és földgáziparban dolgoznak. Kezdjük a sebességnél. A gyorsabb feldolgozási idő azt jelenti, hogy a gyárak gyorsabban tudnak termékeket előállítani anélkül, hogy további személyzetre vagy felszerelésre lenne szükségük. Azt láttuk, hogy létesítmények a technológia bevezetése után akár a termelési ciklusukat is felére tudták csökkenteni. Ami a pontosságot illeti, a Magic Cube teljesen felülmúlja a hagyományos hegesztési technikákat. A jobb hegesztések kevesebb hibát jelentenek később, ami pénzt és időt takarít meg a problémák későbbi javításakor. És akkor ott van még a tartályhegesztés. A gép kiválóan kezeli az olajtároló tartályokban és szállítókonténerekben használt vastag fémlemezeket. Sok gyártó esküszik rá, hogy éppen azokon a munkákon, ahol a strukturális integritás a legfontosabb, ez a gép a megoldás. A gyártóüzemek vezetőitől származó valós visszajelzések azt mutatják, hogy ezek a gépek nemcsak elméleti fejlesztések, hanem valóban megváltoztatják a gyárak mindennapi működését, és minden területen jobb eredményeket hoznak.
Az IoT-képességek hozzáadása a Magic Cube lézeres hegesztőgéphez jelentős lépés a gyártás digitalizálása felé, különösen az eszközök zavartalan működésének biztosításában játszik fontos szerepet. A rendszerbe beépített szenzorokon keresztül valós időben érkező adatoknak köszönhetően a szakemberek már akkor észrevehetik a kopás jeleit vagy a lehetséges meghibásodásokat, amikor azok még nem okoznak tényleges problémát, csökkentve ezzel az indokolatlan, váratlan leállásokat. A hagyományos karbantartási módszerekhez képest, amelyek során a gépeket rögzített időközönként ellenőrizték a tényleges állapottól függetlenül, ez az új megközelítés pénzt és fejfájást is megtakarít. Az áttérésre már sor került gyárakban számottevő javulást értek el a napi termelési folyamatok hatékonyságában. A karbantartási költségcsökkentés mellett a gépek hosszabb ideig működnek megszakítás nélkül. Ahogy az ipar egyre inkább áttér ezekre a csatlakoztatott megoldásokra, valószínűsíthető, hogy az egész üzemekben magasabb szintű automatizálás valósul meg, ami összhangban áll az Ipar 4.0 által kitűzött célokkal – a hagyományos gyártás digitális újításon keresztüli átalakításával.
Az autóiparban és a repülőgépiparban egyaránt nagyon fontos a dolgok helyes elvégzése, ezért vált a lézeres hegesztés olyan fontossá a szigorú teljesítménnyel szemben támasztott követelmények teljesítéséhez. A gépkocsigyártók valódi előnyöket látnak, amikor áttérnek lézeres hegesztésre, mivel ez gyorsabbá és erősebbé teszi az összes hegesztési feladatot. Vegyük például a modern autógyártó sorokat, ahol a lézerek segítenek könnyebb anyagok összekapcsolásában minőségveszteség nélkül, ami közvetlenül befolyásolja az üzemanyagfogyasztást az autók üzemeltetése során. Ipari jelentések szerint az áttérés lézertechnológiára akár 30%-kal is csökkentheti a gyártási időt sok esetben, ami jól mutatja ennek a módszernek az eredményességét. Érdekes módon az utóbbi időben jelentős együttműködés zajlik autóipari vállalatok és különböző kutatólaboratóriumok között. Ezek az együttműködések szültek néhány igazán lenyűgöző fejlesztést, amelyeket kifejezetten a repülőgépgyártás igényeire dolgoztak ki, biztosítva, hogy a repülőgépek éves szinten is megfeleljenek az összes szigorú biztonsági előírásnak a szerkezeti szilárdság és élettartam tekintetében.
A lézeres hegesztés terén elért legújabb fejlesztések megváltoztatják a vezetékek gyártási módját, lehetővé téve, hogy biztonságosabbak és erősebbek legyenek az energiaszállítás során, különösen hosszú távolságokon. Az energiacégek egyre inkább támaszkodnak ezekre az új hegesztési módszerekre, hogy olyan csatlakozásokat hozzanak létre, amelyek nem szivárognak – ez különösen fontos a nagy nyomású rendszerek esetében, amelyek üzemanyagot vagy elektromos áramot szállítanak az elosztóhálózatokon keresztül. Vegyük példának az offshore olajfúró platformokat, ahol a lézeres hegesztés szintén forradalmi jelentőségűvé vált. Ezek a szerkezetek szigorú tengeri körülményekkel néznek szembe, mégis kiválóan ellenállnak a lézerrel készült hegesztések a sósvíz okozta korróziónak és az állandó hullámzásnak. A számok is beszélnek: a hegesztők kevesebb időt töltenek el egy-egy csatlakozáson, a vállalatok pedig munkaerőköltségeket spórolnak meg, miközben jobb eredményt érnek el. Az erősebb kötések kevesebb karbantartási problémát jelentenek hosszú távon. Ahogy az üzemeltetők folyamatosan tesztelik a mélytengeri fúrás és más extrém környezetek határait, a lézeres hegesztés továbbra is lehetővé teszi az addig elérhetetlen mérnöki eredményeket az energiaszektorban.
Azt mérlegelni, hogy bevezessenek-e automata lézeres hegesztőrendszereket, annyit jelent, mint azt fontolóra venni, mennyi pénz megy el először az ajtón, szemben azzal, ami később visszatér. Persze, ezeknek a korszerű berendezéseknek az üzembe helyezése eleinte sokba kerül, de a legtöbb vállalkozás végül visszakapja a befektetett összeget. Kutatások szerint azoknál a cégeknél, amelyek áttértek, csökkent az elpazarolt anyag mennyisége, és kevesebbet kellett bérköltségre fordítani, mivel csökkentek a hibák. A lézerek ugyanis olyan pontosan dolgoznak, hogy az embereknek nem kell állandóan javítgatniuk a dolgokat. Ráadásul ezek a gépek napokon át folyamatosan működhetnek anélkül, hogy leállnának, nem úgy, mint a régebbi berendezések, amelyek gyakran elromlottak. Ez az állandóság igazán meglátszik a havi termelési adatokon és a költségkímélésen.
A lézeres hegesztés automatizálása csökkenti azokat a kiegészítő lépéseket, amelyekre a gyártóknak általában a hegesztés után szükségük van, és amelyek időt és költségeket jelentenek a termelési költségvetésből. Az üzemek azt tapasztalják, hogy termelési soruk lényegesen gyorsabban halad, ha megszüntetik ezeket a pótlólagos feldolgozási igényeket, emellett a munkaerőköltségeken is spórolhatnak. A pontosság szintén nagy előny, mivel így kevesebb anyag megy veszendőbe. Ha a hegesztések már eleve megfelelnek a szigorú minőségi előírásoknak, akkor nincs szükség későbbi újrafeldolgozásra vagy beállításokra. Számos üzemben jelentősen nőtt a termelékenység a lézeres hegesztési technológiára való áttérést követően. Például néhány autóipari üzem órák alatt jut el a fémlapok fogadásától a teljes alkatrészek szállításáig, napok helyett, miközben a működési költségeket is ellenőrzés alatt tartják. A különböző iparágakban megfigyelhető számok alapján egyértelművé válik, hogy miért fektetnek annyi vállalat manapság automatizált lézeres rendszerekbe a gyártósorukra.
A hegesztőműhelyek lassan jelentős változásokat élnek meg az intelligens rendszereknek köszönhetően. Ezek az okosrendszerek mostantól a valós hegesztési adatokból tanulnak, majd az alapján állítják be a paramétereket, hogy milyen fémhez dolgoznak, sőt még a műhely hőmérsékletét is figyelembe veszik. Mit jelent ez? Összességében jobb minőségű hegesztéseket és kevesebb pénz elherdálását a javításokra vagy hibákra. Már megjelentek meglehetősen érdekes gépi tanulási megoldások is, például olyan programok, amelyek lehetővé teszik a robotok számára, hogy meghatározzák, melyik hegesztési módszer a legalkalmasabb az adott feladatra. A szakma úgy véli, hogy a következő években jelentős előrelépés várható a hegesztés automatizálásában. Míg még sok mindent kell kidolgozni, mielőtt ezek a technológiák világszerte szabványosak lennének, a korai felhasználók már most jelentős működésbeli javulásokat tapasztalnak.
A NASA együttműködést kezdeményezett az Oregon State University kutatóival annak vizsgálatára, hogyan lehet hegeszteni mikrogravitációs környezetekben – ez a hosszú távú űrmissziók során felmerülő építkezések szempontjából elengedhetetlen. Amikor hegesztők súlytalanságban dolgoznak, ahol a gravitáció nem húzza lefelé a dolgokat, számos problémába ütköznek, mivel az olvadt fém nem folyik rendben, hanem csak úgy lebeg körbe-körba. A csapat különböző módszereket tesztel az ilyen akadályok leküzdésére, hogy az űrhajósok valóban tudjanak építeni élőhelyeket, illetve javítani tudjanak felszereléseket, miközben az űrben lebegnek. Érdekessége ennek a kutatásnak, hogy sok kifejlesztett technika akár vissza is kerülhet a Földre. Gondoljunk például gyárakra, amelyek extrém körülmények között működnek, és ahol a hagyományos módszerek nem működnek hatékonyan. Ezek az űrtechnológiák segíthetnek a gyártási folyamatok javításában például mélytengeri olajfúrókban vagy az Északi-sarkvidéken folyó építkezéseken. Ahogy a NASA tovább tolja az űrkutatás határait, várhatóan meglepő mellékhatásokként olyan iparágakat is segíthetnek, amelyek éppen itt, a Földön működnek.
