Kennametal, Otomotiv Tedarikçisi Voith için 3D Baskılı Takım ile Metal Kesme Alanında Çığır Açıyor
Elektrikli araç işleme için ödüllü, 3D baskılı stator delik genişletme takımının başarısını temel alan Kennametal, Voith için ağırlığı yaklaşık %45 azaltan ve işleme süresini yaklaşık %50 kısaltan yenilikçi bir 3D baskılı şanzıman muhafazası takımı geliştirdi.
Ulaşımda kullanılan parçalar giderek daha karmaşık ve gereksinimleri daha zorlu oldukça, üreticiler bu bileşenleri işlemek için daha kapsamlı takımlama çözümlerine ihtiyaç duyuyor. Ancak bu tür çözümlerin işleme merkezlerinde, takım değiştirici ve tezgah magazininde verimli çalışma için aşırı ağır olmaları zorluklara yol açıyor. (Makine operatörleri de takımı yönetmekte zorlanabiliyor.
Bir endüstriyel teknoloji lideri olan Kennametal ile teknoloji üretme alanında önde gelen tedarikçilerden Voith arasında kısa süre önce gerçekleştirilen iş birliği, 3D baskının yani eklemeli imalatın yenilikçi, daha hafif takımlama çözümleri açısından bir çığır açtığını ve bu sorunların üstesinden gelerek verimliliği ve üretkenliği artırdığını gösteriyor.
Zorluk: Mevcut işleme merkezlerinde birden fazla, dar toleranslı, büyük çaplı deliklerin işlenmesi
Voith, şanzıman muhafazaları için işleme süreçlerini daha da optimize etmeye yönelik yenilikçi bir çözüm arıyordu. Şirket, gerekli toleransları elde etmek için tek bir operasyonda birden fazla çapı işleyebilen kademeli bir takıma ihtiyaç duyuyordu. Takımın, belirtilen çevrim zamanına ulaşmak için işleme çaplarında iki adet etkili kesme kenarına sahip olması gerekiyordu. Son olarak, takım değiştirme ve takımın tamamındaki eğilme momenti gereksinimlerinin karşılanması için takım ağırlığı 12 kg'dan az olmalıydı.
Ürün Mühendisliği Müdürü Werner Penkert, “350 mm'ye kadar birden fazla çapta IT7 tolerans kalitesinde, büyük bir alüminyum muhafazanın hassas işleme uygulaması çok zordur.” diyor. Böylesine büyük deliklerin bu kadar dar toleranslarla işlenmesi için çok sağlam takımlara ihtiyaç duyuyoruz ve bu da, normalden çok fazla ağırlık anlamına gelir. Geleneksel yöntemler kullanılarak üretildiğinde, bu tür bir uygulama için tipik bir takımlama çözümü 25 kg, kadar ağırlığa sahip olur ve bu, mevcut makineler için veya takımla çalışan bir operatör için aşırı yüksek bir ağırlıktır,” diyor.
Kennametal'in elektrikli araç işleme için daha hafif bir statör delme takımı üretiminde 3D baskıdan yararlanma biçiminin ilgilerini çekmesi üzerine Voith ekibi, bir çözüm üzerinde işbirliği yapmak için endüstriyel teknoloji liderine başvurdu.
Voith Üretim Teknolojisi Direktörü Friedrich Oberländer, "Kennametal'in 3D baskı ile yenilikçi yaklaşımı, bu yolu birlikte izlememiz için bizi heyecanlandırdı ve bize ilham verdi," diyor.
Çözüm: Üretken tasarım ve 3D baskıda Kennametal uzmanlığı
Statör delik genişletme takımında olduğu gibi Kennametal, Voith'in şanzıman takımına yönelik zorlu beklentilerini karşılamak için metal eklemeli imalatı alanındaki uzmanlığının yanı sıra üretken tasarım konseptinden yararlandı.
Geleneksel eksiltmeli üretimde, fazlalık malzemenin giderilmesi yoluyla ağırlık azaltılmaktadır. Ancak 3D baskıda üreticiler ellerinde hiçbir şey olmadan işe başlayabiliyor ve malzemeyi yalnızca ihtiyaç duyulan yere ekliyor, böylece geleneksel imalat süreçleriyle üretimi mümkün olmayan daha hafif ancak daha karmaşık geometrilerin üretilmesi mümkün oluyor.
Malzeme eklemenin sağladığı tasarım özgürlüğünden tümüyle yararlanmak isteyen Kennametal, uygulamaya özgü bir kurallar kümesini karşılamaya yönelik olarak 3D baskılı parçaların tasarımını optimize etmeye yönelik tekrarlamalı bir süreç olan üretken tasarım konseptinden yararlandı. Üretken tasarım süreci genellikle doğada bulunan yapıları anımsatan karmaşık, organik şekillerle sonuçlanır.
Voith’in takımı açısından, üretken tasarım takım üzerindeki işleme kuvvetlerini doğrudan ele alarak Kennametal'in sadece 11,5 kg ağırlığında kararlılık, sertlik, dengeleme ve soğutucu beslemesi için optimize edilmiş bir çözüm tasarlamasını sağladı.
Kennametal, uzmanlığını sadece eklemeli üretimde değil, aynı zamanda takımı üretmek için gereken işlemede de gösterdi. Takım cepleri hassas bir şekilde işlendi ve Kennametal'in kendisini kanıtlamış RIQ uç teknolojisi ile birlikte kullanılmak üzere tasarlandı.
Penkert, “Eklemeli üretim, takım çantamızdaki ürünlerden biri olarak yerini aldı, ancak birden fazla büyük çapla birlikte derin deliklerin açılmasındaki zorlukları etkili bir şekilde ele alan yeni bir çözüm geliştirmek için hassas işleme konusundaki derin uzmanlığımızı da kullandık”, dedi.
Kennametal'in 3D baskılı şanzıman muhafaza takımının tasarımı doğada bulunan organik şekilleri taklit ederek müşteri Voith için daha az ağırlık ve işleme süresinde %50 azalma sağlıyor. Görsel bilgisi: Kennametal
Sonuç: İşleme süresinde %50 kısalma
Voith ile yakın iş birliği içinde çalışan Kennametal, bir prototip takım üretti ve bunu, Almanya’nın Fürth şehrindeki test ve demo merkezinde teste tabi tuttu. Bu merkez, şirketin işleme çözümlerini tasarlama, tekrarlama ve doğrulama için müşterileriyle çalışmalar gerçekleştirdiği dünya çapındaki test ve demo merkezleri ağı kapsamında yer alıyor.
Hem üretim hem de parça kalitesi ile ilgili beklentiler dikkate alındığında çözüm, kendisine özgü zorlukları içeriyordu. Demo merkezinde tasarım simülasyonu, eklemeli imalat ve uygulama testleri yoluyla ekip, işleme sonuçlarının başarısını doğruladı. Ardından Voith, sahada ilk testleri gerçekleştirdi ve onu seri üretimde daha uzun süreli testler takip etti. Müşterinin diğer beklentileri de karşılandı ve takım iki şirket arasında iş birliği yoluyla kusursuz ve nihai haline getirildi.
Oberländer, “Kennametal’in takımı ilk kullanımdan itibaren üstün kalite ve performans sunarak işleme süresini %50 kısaltırken, aynı zamanda hassasiyet ve yüzey kalitesi gereksinimlerini de karşıladı. Üstelik, ağırlığın azalması parça besleme haznesine, takım değiştiriciye ve iş miline binen yükü de azaltarak bunların bakım maliyetlerinde fark edilir bir düşüş sağladı. “Kennametal ile iş birliğimiz, bu tür bir iş birliği ortaklığında uygulandığında eklemeli üretiminin muazzam bir yenilik potansiyeline sahip olduğunu açıkça gösteriyor.”
