La unidad de doblado de tubos completamente automática combina procesos anteriores y posteriores, combinando un procesamiento rápido y sin errores, repetibilidad y seguridad. Si bien esta integración podría beneficiar a cualquier fabricante, es especialmente atractiva para aquellos en el incipiente pero competitivo campo de la producción de vehículos eléctricos.
Los vehículos eléctricos (EV) no son nada nuevo. A principios de la década de 1900, con la llegada de los vehículos eléctricos, de vapor y de gasolina, la tecnología de los vehículos eléctricos era más que un nicho de mercado. Si bien los motores de gasolina han ganado esta ronda, la tecnología de baterías ha regresado y está aquí para quedarse. Con muchas ciudades de todo el mundo anunciando futuras prohibiciones en los vehículos que funcionan con combustibles fósiles y muchos países anunciando su intención de prohibir la venta de dichos vehículos, los sistemas de propulsión alternativos dominarán la industria automotriz. Es solo una cuestión del tiempo
Las cifras de ventas muestran que los vehículos basados ​​en combustibles alternativos han ido ganando terreno durante años. Según la Agencia de Protección Ambiental, el mercado estadounidense de vehículos eléctricos, vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV), vehículos de pila de combustible e híbridos distintos de los PHEV representó el 7 % del total en 2020. Este mercado apenas existía hace 20 años. Noviembre de 2021 está cerca del 35 %. Durante este período, la proporción de BEV recién matriculados fue de alrededor del 11 %. Desde la perspectiva de los automóviles de pasajeros, el crecimiento de los vehículos eléctricos nuevos en Alemania es particularmente pronunciado. En este segmento, la participación de EV de todos los vehículos de pasajeros recién matriculados para todo el año 2020 fue del 6,7 %. De enero a noviembre de 2021, esta participación ha aumentado considerablemente a más del 25 %.
Este cambio trae consigo cambios drásticos para los fabricantes de automóviles y toda su cadena de suministro. La construcción liviana es un tema: cuanto más liviano es el vehículo, menos energía se requiere. Esto también aumenta el rango, lo cual es crucial para los vehículos eléctricos. Esta tendencia también ha llevado a cambios en los requisitos de doblado de tuberías, con una demanda creciente de componentes compactos y de alto rendimiento, especialmente tuberías de paredes delgadas hechas de materiales de alta resistencia. Sin embargo, los materiales livianos como el aluminio y los plásticos reforzados con fibra de carbono a menudo son más costosos y más difíciles de procesar que el acero tradicional. el drástico aumento en el uso de formas distintas a las redondas. Las estructuras ligeras requieren cada vez más formas complejas y asimétricas con diferentes secciones transversales.
Una práctica común de fabricación de automóviles es doblar tubos redondos e hidroformarlos en su forma final. Esto funciona para aleaciones de acero, pero puede ser problemático cuando se usan otros materiales. Por ejemplo, el plástico reforzado con fibra de carbono no se puede doblar cuando hace frío. Lo que complica las cosas es la tendencia del aluminio a endurecerse con el tiempo. Esto significa que los tubos o perfiles de aluminio son difíciles o imposibles de doblar solo unos meses después de su fabricación. Como aliado, reemplazar los cables de cobre tradicionales con perfiles y varillas de aluminio para transportar corriente es una tendencia creciente y un nuevo desafío de doblado, ya que las piezas tienen un aislamiento que no se dañará durante el doblado.
El cambio a los vehículos eléctricos está provocando cambios en el diseño de las dobladoras de tubos. Las dobladoras de tubos estándar tradicionales con parámetros de rendimiento predefinidos están dando paso a máquinas específicas del producto que se pueden adaptar a las necesidades de los fabricantes. El rendimiento de doblado, las medidas geométricas (como el radio de curvatura y la longitud del tubo), el espacio de herramientas y el software se ajustan para adaptarse mejor a los requisitos específicos del proceso y del producto del fabricante.
Este cambio ya está en marcha y solo se intensificará. Para que estos proyectos se hagan realidad, el proveedor del sistema necesita la experiencia necesaria en tecnología de plegado, así como el conocimiento y la experiencia necesarios en el diseño de herramientas y procesos, que deben integrarse desde el principio de la fase de diseño de la máquina. Por ejemplo, se requieren formas de herramientas complejas para producir perfiles de aluminio con varias secciones transversales. Por lo tanto, el desarrollo y el diseño optimizado de dichas herramientas se vuelve cada vez más importante. Además, el plegado de CFRP requiere un mecanismo que aplique una pequeña cantidad de calor.
Las crecientes presiones de costos que afectan a la industria automotriz también se sienten en toda la cadena de suministro. Los tiempos de ciclo cortos y la precisión extrema ahora son más importantes que nunca. Las empresas que buscan seguir siendo competitivas necesitan usar los recursos de manera eficiente. Esto incluye no solo el tiempo y los recursos materiales, sino también los recursos humanos, especialmente los empleados principales en la fabricación.
Los fabricantes de tubos y los OEM que manejan la fabricación de tubos internamente pueden responder a las implacables presiones de costos y otras presiones buscando máquinas de alto rendimiento que satisfagan con precisión sus necesidades. Las prensas plegadoras modernas deben utilizar una estrategia de tecnología de múltiples etapas que incluya características tales como herramientas de doblado de radios múltiples personalizables que faciliten doblados fáciles y precisos con tubos muy cortos entre dobleces. .Las máquinas para manejar curvas complejas pueden reducir los tiempos de ciclo;para los fabricantes de gran volumen, incluso unos pocos segundos ahorrados por componente pueden tener un gran impacto positivo en la eficiencia de la producción.
Otro componente clave es la interacción entre el operador y la máquina. La tecnología debe apoyar a los usuarios tanto como sea posible. Por ejemplo, la integración de la retracción del troquel de doblado, una situación en la que el troquel de doblado y el brazo oscilante funcionan por separado, permite que la máquina ajuste y posicione varias geometrías de tubo durante el proceso de doblado. Otro concepto de programación y control comienza a preparar el eje para el próximo doblado, mientras que el doblado actual todavía está en progreso. , lo que reduce los tiempos de ciclo entre un 20 y un 40 por ciento según los componentes y la geometría del tubo deseado.
Dado el cambio a sistemas de propulsión alternativos, la automatización es más importante que nunca. Los fabricantes de dobladoras de tubos deben centrarse en una amplia automatización y en la capacidad de integrar flujos de trabajo más allá del doblado. Esto se aplica no solo a las curvas de tubería en la producción en serie a gran escala, sino también cada vez más a la producción en serie muy pequeña.
Las prensas plegadoras modernas para fabricantes de gran volumen, como la CNC 80 E TB MR de Schwarze-Robitec, son ideales para los requisitos de los fabricantes en la cadena de suministro automotriz. Atributos como tiempos de ciclo cortos y alta eficiencia de recursos son críticos, y muchos fabricantes confían en opciones como inspección de soldadura, corte incorporado e interfaces robóticas.
En el procesamiento de tubos completamente automático, las diversas etapas del proceso deben ser confiables, sin errores, repetibles y rápidas para garantizar una calidad constante de los resultados de doblado. Los pasos de procesamiento anteriores y posteriores deben integrarse en una unidad de doblado de este tipo, incluida la limpieza, el doblado, el ensamblaje, la formación de extremos y la medición.
También se deben integrar equipos de manipulación como robots y componentes adicionales como manipuladores de tuberías. La tarea principal es determinar qué procesos son los más adecuados para la aplicación correspondiente. Por ejemplo, según los requisitos del fabricante, un almacén de carga por correa, un almacén de cadenas, un transportador elevador o un transportador de material a granel pueden ser el sistema adecuado para un alimentador tubular. Algunos fabricantes de prensas dobladoras facilitan al máximo la integración al ofrecer sistemas de control patentados que funcionan junto con el sistema de planificación de recursos empresariales del OEM.
Aunque cada paso adicional hace que la cadena de proceso sea más larga, el usuario no experimenta ningún retraso ya que el tiempo del ciclo generalmente sigue siendo el mismo. La mayor diferencia en la complejidad de este sistema de automatización son los estrictos requisitos de control necesarios para integrar la unidad de doblado en la cadena de producción existente y la red de la empresa. Por esta razón, los dobladores de tubos deben estar listos para la Industria 4.0.
En general, la integración es lo más importante. Es fundamental que los OEM trabajen con fabricantes de máquinas que tengan una amplia experiencia en el desarrollo de máquinas que sean compatibles con los diversos subsistemas en un proceso de fabricación totalmente automatizado.
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