Faktanya, bagian ini sama sekali tidak terlihat seperti terbuat dari lembaran logam. Beberapa profil memiliki serangkaian takik atau lekukan yang membuat bagian tersebut terlihat seperti ditempa panas atau diekstrusi, namun hal ini tidak terjadi. Ini adalah profil yang dibuat menggunakan proses pembentukan dingin pada mesin roll forming, sebuah teknologi yang telah disempurnakan dan dipatenkan oleh perusahaan Welser Profile di Eropa di AS dan negara-negara lain. Dia mengajukan paten pertamanya pada tahun 2007.
“Welser memegang paten untuk penebalan, penipisan, dan pembentukan alur dingin pada profil,” kata Johnson. “Ini bukan permesinan, ini bukan thermoforming. Sangat sedikit orang di AS yang melakukannya, atau bahkan mencobanya.”
Karena pembuatan profil adalah teknologi yang sangat matang, banyak yang tidak menyangka akan melihat kejutan di bidang ini. Di FABTECH®, orang-orang tersenyum dan menggelengkan kepala ketika mereka melihat laser serat yang sangat kuat memotong dengan kecepatan sangat tinggi atau sistem pembengkokan otomatis yang memperbaiki ketidaksesuaian material. Dengan semua kemajuan teknologi manufaktur dalam beberapa tahun terakhir, mereka mengharapkan kejutan yang menyenangkan. Mereka tidak menyangka roll forming akan mengejutkan mereka. Namun, seperti pernyataan “tunjukkan bunga” dari para insinyur, pembuatan profil masih melebihi ekspektasi.
Pada tahun 2018, Welser memasuki pasar AS dengan mengakuisisi Superior Roll Forming di Valley City, Ohio. Johnson mengatakan langkah ini strategis, tidak hanya untuk memperluas kehadiran Welser di Amerika Utara, namun juga karena Superior Roll Forming memiliki banyak kesamaan dengan visi budaya dan strategis Welser.
Kedua perusahaan bertujuan untuk menaklukkan area khusus pasar cold rolling dengan sedikit pesaing. Kedua organisasi juga berupaya memenuhi kebutuhan industri akan bobot yang lebih ringan. Bagian-bagiannya perlu dibuat lebih banyak, lebih kuat, dan lebih ringan.
Unggul fokus pada sektor otomotif; Meskipun kedua perusahaan melayani banyak pelanggan, Welser berfokus pada industri lain seperti konstruksi, pertanian, tenaga surya, dan rak. Bobot ringan dalam industri otomotif selalu berfokus pada material berkekuatan tinggi, yang juga menjadi keunggulan Superior. Geometri profil bengkok yang relatif sederhana luput dari perhatian sampai para insinyur melihat kekuatan material yang bengkok. Insinyur unggul sering kali mengembangkan program komponen menggunakan material dengan kekuatan tarik 1400 atau bahkan 1700 MPa. Itu hampir 250 KSI. Di Eropa, para insinyur Welser Profile juga mengatasi masalah ringannya, namun selain menggunakan material berkekuatan tinggi, mereka juga mengatasinya dengan cetakan yang rumit.
Proses pembentukan dingin Welser Profile yang dipatenkan cocok untuk material berkekuatan rendah, namun geometri yang diciptakan oleh mesin roll forming membantu mengurangi berat seluruh rakitan. Geometri memungkinkan profil melakukan banyak fungsi sekaligus mengurangi jumlah komponen (belum lagi uang yang dihabiskan untuk produksi). Misalnya, alur yang diprofilkan dapat membuat sambungan yang saling mengunci sehingga menghilangkan pengelasan atau pengencang. Atau bentuk profil dapat membuat keseluruhan struktur menjadi lebih kaku. Mungkin yang paling penting, Welser dapat membuat profil yang lebih tebal di beberapa tempat dan lebih tipis di tempat lain, memberikan kekuatan jika diperlukan sekaligus mengurangi bobot keseluruhan.
Insinyur dan perancang bentuk tradisional mengikuti aturan kemampuan proses selama satu dekade: hindari jari-jari kecil, cabang pendek, tikungan 90 derajat, geometri internal yang dalam, dll. “Tentu saja, kita selalu mengalami masa tahun 90an yang sulit,” kata Johnson.
Profilnya terlihat seperti ekstrusi, namun sebenarnya dibentuk dingin oleh Welser Profile.
Tentu saja, para insinyur menuntut agar mesin roll forming melanggar aturan kemampuan manufaktur ini, dan di sinilah kemampuan perkakas dan teknik roll shop ikut berperan. Semakin jauh insinyur dapat memajukan proses (membentuk geometri internal 90 derajat yang lebih padat dan lebih dalam) sekaligus meminimalkan biaya alat dan variabilitas proses, maka mesin roll forming akan semakin kompetitif.
Tapi seperti yang dijelaskan Johnson, pembentukan dingin di rolling mill lebih dari itu. Proses ini memungkinkan Anda mendapatkan profil bagian yang sebagian besar insinyur bahkan tidak akan mempertimbangkan untuk menggunakan pembuatan profil. “Bayangkan sepotong lembaran logam yang telah melalui proses penggulungan, mungkin tebalnya 0,100 inci. Kita dapat membuat T-slot di bagian tengah bawah profil ini. harus digulung panas atau dikerjakan dengan mesin tergantung pada toleransi dan persyaratan suku cadang lainnya, namun kami dapat dengan mudah menggulung geometri ini.”
Detail di balik proses tersebut adalah milik perusahaan dan Welser tidak mengungkapkan pola bunganya. Namun Johnson menguraikan alasan beberapa proses.
Mari kita pertimbangkan dulu operasi pengembosan pada mesin cetak. “Saat Anda mengompres, Anda juga melakukan peregangan atau kompresi. Jadi Anda meregangkan material dan memindahkannya ke area [permukaan] pahat yang berbeda, sama seperti Anda mengisi jari-jari pada pahat. Tapi [dalam pembuatan profil] Proses pembentukan dingin ini] seperti mengisi jari-jari steroid.”
Pengerjaan dingin memang memperkuat material di area tertentu, hal ini dapat direkayasa untuk keuntungan perancang. Namun, mesin pembuatan profil juga harus memperhitungkan perubahan sifat material ini. “Anda dapat melihat peningkatan kinerja yang signifikan, terkadang hingga 30 persen,” kata Johnson, seraya menambahkan bahwa peningkatan ini harus diterapkan pada aplikasi sejak awal.
Namun, pembentukan Profil Welser secara dingin mungkin memerlukan operasi tambahan seperti penjahitan dan pengelasan. Seperti halnya pembuatan profil konvensional, penindikan dapat dilakukan sebelum, selama, atau setelah pembuatan profil, namun alat yang digunakan harus memperhitungkan efek pengerjaan dingin selama proses berlangsung.
Material yang dibentuk secara dingin di fasilitas Welser Profile di Eropa tidak sekuat material yang digulung dengan kekuatan tinggi di fasilitasnya di Superior, Ohio. Tergantung pada aplikasinya, perusahaan dapat memproduksi material cold forming pada tekanan hingga 450 MPa. Namun ini bukan hanya sekedar memilih material dengan kekuatan tarik tertentu.
“Anda tidak dapat melakukan hal tersebut dengan material berkekuatan tinggi dan paduan rendah,” kata Johnson, sambil menambahkan, “Kami sering kali menggunakan material paduan mikro, yang membantu mencegah kerusakan. Tentu saja, pemilihan material adalah bagian yang penting.”
Untuk mengilustrasikan dasar-dasar proses tersebut, Johnson menjelaskan desain tabung teleskopik. Satu tabung dimasukkan ke dalam tabung lainnya dan tidak dapat berputar, sehingga setiap tabung memiliki alur berusuk di lokasi tertentu di sekeliling kelilingnya. Ini bukan hanya pengaku dengan jari-jari, tetapi juga menyebabkan permainan rotasi ketika satu tabung memasuki tabung lainnya. Tabung dengan toleransi ketat ini harus dimasukkan secara akurat dan ditarik kembali dengan lancar dengan sedikit putaran rotasi. Selain itu, diameter luar pipa luar harus sama persis, tanpa tonjolan bekisting pada diameter dalam. Untuk tujuan ini, tabung-tabung ini memiliki alur nyata yang pada pandangan pertama tampak seperti diekstrusi, padahal sebenarnya tidak. Mereka diproduksi dengan pembentukan dingin pada mesin roll forming.
Untuk membentuk alur, alat penggulung menipiskan material pada titik-titik tertentu di sepanjang keliling pipa. Para insinyur merancang proses tersebut sehingga mereka dapat secara akurat memprediksi aliran material dari alur “tipis” ini ke seluruh lingkar pipa. Aliran material harus dikontrol secara tepat untuk memastikan ketebalan dinding pipa yang konstan di antara alur-alur ini. Jika ketebalan dinding pipa tidak konstan, komponen tidak akan tersarang dengan baik.
Proses pembentukan dingin di pabrik rollforming Eropa Welser Profile memungkinkan beberapa bagian dibuat lebih tipis, bagian lain lebih tebal, dan alur ditempatkan di tempat lain.
Sekali lagi, seorang insinyur melihat suatu bagian dan mungkin mengira itu adalah ekstrusi atau penempaan panas, dan itu adalah masalah dengan teknologi manufaktur apa pun yang bertentangan dengan kebijaksanaan konvensional. Banyak insinyur tidak mempertimbangkan untuk mengembangkan komponen seperti itu, karena percaya bahwa komponen tersebut akan terlalu mahal atau tidak mungkin untuk diproduksi. Dengan cara ini, Johnson dan timnya menyebarkan informasi tidak hanya tentang kemampuan proses, namun juga tentang manfaat melibatkan insinyur Welser Profile dalam pembuatan profil di awal proses desain.
Insinyur desain dan roll bekerja sama dalam pemilihan material, memilih ketebalan secara strategis dan memperbaiki struktur butiran, sebagian didorong oleh perkakas, dan tepat di mana pembentukan dingin (yaitu penebalan dan penipisan) terjadi dalam pembentukan bunga. profil lengkap. Ini adalah tugas yang jauh lebih kompleks daripada sekadar menghubungkan bagian-bagian modular dari alat penggulung (profil Welser hampir secara eksklusif menggunakan alat modular).
Dengan lebih dari 2.500 karyawan dan lebih dari 90 lini pembuat gulungan, Welser adalah salah satu perusahaan pembuat gulungan milik keluarga terbesar di dunia, dengan banyak tenaga kerja yang didedikasikan untuk perkakas dan insinyur yang menggunakan perkakas yang sama yang telah digunakan sejauh ini. selama bertahun-tahun perpustakaan Die. Membuat profil lebih dari 22.500 profil berbeda.
“Saat ini kami memiliki stok lebih dari 700.000 alat roller [modular],” kata Johnson.
“Pembangun pabrik tidak tahu mengapa kami meminta spesifikasi tertentu, namun mereka memenuhi persyaratan kami,” kata Johnson, seraya menambahkan bahwa “penyesuaian yang tidak biasa” di pabrik ini membantu Welser meningkatkan proses pembentukan dinginnya.
Lantas, sudah berapa lama Welzer berkecimpung di bisnis baja? Johnson tersenyum. “Oh, hampir selalu.” Dia hanya setengah bercanda. Pendirian perusahaan ini dimulai pada tahun 1664. “Sejujurnya, perusahaan ini bergerak di bisnis baja. Ini dimulai sebagai pengecoran dan mulai bergulir dan terbentuk pada akhir tahun 1950an dan terus berkembang sejak saat itu.”
Keluarga Welser telah menjalankan bisnis ini selama 11 generasi. “CEO-nya adalah Thomas Welser,” kata Johnson. “Kakeknya memulai perusahaan pembuatan profil dan ayahnya sebenarnya adalah seorang wirausaha yang memperluas ukuran dan cakupan bisnisnya.” Saat ini, pendapatan tahunan di seluruh dunia melebihi $700 juta.
Johnson melanjutkan, “Saat ayah Thomas membangun perusahaan di Eropa, Thomas sangat tertarik dengan penjualan internasional dan pengembangan bisnis. Dia merasa ini adalah generasinya dan inilah saatnya dia membawa perusahaan ini mendunia.”
Akuisisi Superior merupakan bagian dari strategi ini, dan bagian lainnya adalah pengenalan teknologi cold rolling ke AS. Pada saat penulisan, proses pembentukan dingin berlangsung di fasilitas Welser Profile di Eropa, tempat perusahaan mengekspor produk ke pasar global. Belum ada rencana untuk membawa teknologi ini ke AS, setidaknya belum. Johnson mengatakan, seperti yang lainnya, pabrik rolling tersebut berencana untuk memperluas kapasitas berdasarkan permintaan.
Pola bunga pada profil gulungan tradisional menunjukkan tahapan pembentukan material saat melewati stasiun rolling. Karena detail di balik proses pembentukan dingin Welser Profile adalah hak milik, maka tidak menghasilkan desain bunga.
Welser Profile dan anak perusahaannya, Superior, menawarkan pembuatan profil tradisional, namun keduanya berspesialisasi dalam bidang yang tidak memerlukan spesifikasi. Untuk Superior, ini adalah material berkekuatan tinggi, untuk Welser Profile, cetakannya adalah bentuk kompleks yang dalam banyak kasus tidak bersaing dengan mesin rolling lainnya, tetapi dengan ekstruder dan peralatan produksi khusus lainnya.
Faktanya, Johnson mengatakan timnya sedang menerapkan strategi ekstruder aluminium. “Pada awal tahun 1980an, perusahaan aluminium memasuki pasar dan berkata, 'Jika Anda dapat memimpikannya, kami dapat mewujudkannya.' Mereka sangat pandai memberikan pilihan kepada para insinyur. Jika Anda hanya bisa memimpikannya, Anda membayar sedikit biaya untuk perkakas tersebut. Kami dapat memproduksinya dengan biaya. Ini membebaskan para insinyur karena mereka benar-benar dapat menggambar apa saja. Sekarang kami melakukan hal serupa – hanya sekarang dengan pembuatan profil.
Tim Heston adalah Editor Senior Majalah FABRICATOR dan telah berkecimpung di industri fabrikasi logam sejak tahun 1998, memulai karirnya di Majalah Welding American Welding Society. Sejak itu, ia telah menangani seluruh proses fabrikasi logam, mulai dari pencetakan, pembengkokan dan pemotongan hingga penggilingan dan pemolesan. Bergabung dengan FABRICATOR pada Oktober 2007.
FABRICATOR adalah majalah stamping dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknis, dan kisah sukses yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaannya dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berada di industri ini sejak tahun 1970.
Akses digital penuh ke The FABRICATOR kini tersedia, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Akses digital penuh ke Majalah Tubing kini tersedia, memberi Anda akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Akses digital penuh ke The Fabricator en Español kini tersedia, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Sejak mendirikan Perusahaan Bus Detroit pada tahun 2011, Andy Didoroshi terus beroperasi tanpa gangguan…
Waktu posting: 22 Agustus-2023