Linbrunner wdraża maszynę e-Forming firmy Cannon

Rynek wymaga od przedsiębiorstw zajmujących się termoformowaniem nie tylko wytwarzania elementów o wysokiej jakości, lecz także elastyczności przy częstych zmianach produktów, ograniczania kosztów operacyjnych i efektywnego wykorzystania dostępnej powierzchni zakładu. Z takimi uwarunkowaniami mierzyła się firma Linbrunner. Rodzinne przedsiębiorstwo, założone w 1988 r. i działające w Mengkofen w Niemczech, produkuje elementy termoformowane dla klientów z różnych sektorów. Zróżnicowanie obsługiwanych rynków oznacza, że produkcja rzadko przebiega w długich, nieprzerwanych seriach. Częste zmiany narzędzi oraz różne wymiary detali wymagają systemu produkcyjnego, który może być szybko dostosowywany bez pogorszenia wydajności. Jednocześnie rosnące koszty energii oraz ograniczenia przestrzenne hali sprawiły, że instalacja większego urządzenia nie była prostym rozwiązaniem. Linbrunner potrzebował maszyny zwiększającej możliwości produkcyjne, ale mieszczącej się w istniejącym zakładzie.

Kompaktowa konstrukcja i większy obszar formowania

Najnowsza wersja serii e-Forming firmy Cannon jest maszyną do termoformowania metodą twin-sheet, przeprojektowaną z myślą o konkretnych ograniczeniach produkcyjnych. Jednym z głównych wyzwań była dostępna wysokość budynku. Wiele zakładów produkcyjnych w Niemczech ma wysokość od sześciu do dziewięciu metrów, co ogranicza przestrzeń dla z reguły dużych urządzeń do termoformowania.

Cannon zmienił w tym celu architekturę pionowego układu napędowego. W rezultacie powstał całkowicie elektryczny system termoformowania, który według firmy jest najbardziej kompaktowym rozwiązaniem tego rodzaju dostępnym na rynku. Maszyna zapewnia siłę zamykania 600 kN przy wysokości wynoszącej 4,8 m.

Konstrukcja umożliwiła firmie Linbrunner zainstalowanie maszyny o większej wydajności bez modyfikowania budynku. Maksymalny obszar formowania zwiększono do 2750 × 2200 × 600 mm. Poprzednia maszyna, zajmująca tę samą przestrzeń, oferowała obszar 2160 × 1260 × 400 mm.

Krótsze przezbrojenia i zgodność z dotychczasowymi formami

Linbrunner realizuje stosunkowo niewielkie serie produkcyjne, dlatego operatorzy wielokrotnie w ciągu dnia zmieniają narzędzia. Skrócenie czasu przezbrojenia było jednym z głównych założeń projektu. W maszynie e-Forming formy można wymieniać od zewnątrz, co pozwala przygotowywać narzędzia podczas trwającej produkcji. Zintegrowany przenośnik rolkowy, automatyczny układ blokowania oraz opcjonalne podgrzewanie form mają dodatkowo ograniczać przestoje i upraszczać obsługę.

Opatentowany system Triplo wykorzystuje regulację napędzaną trzema silnikami. Pozwala ona bezstopniowo dostosowywać wymiary elementu w granicach minimalnych i maksymalnych parametrów obszaru formowania. Ustawienia można zapisywać i ponownie wywoływać, co przyspiesza zmianę narzędzi.

Istotna była również zgodność z narzędziami używanymi wcześniej przez Linbrunner. Cannon opracował system adapterów, dzięki któremu dotychczasowe formy mogą być nadal wykorzystywane. Maszyna może pracować zarówno jako system twin-sheet, jak i single-sheet, zapewniając dodatkową elastyczność bez konieczności instalowania oddzielnych urządzeń.

Zarządzanie energią w procesie nagrzewania

Nagrzewanie jest najbardziej energochłonnym etapem termoformowania, dlatego stanowi główny obszar ograniczania kosztów operacyjnych. W e-Forming zastosowano średniofalowe promienniki halogenowe podczerwieni MW-IR oraz system Energy Management System firmy Cannon.

Oprogramowanie automatycznie dobiera strategię nagrzewania, przełączając się między trybem szybkiego nagrzewania a trybem energooszczędnym i realizując zdefiniowane profile temperatury. Zespoły grzewcze oraz układ lamp przeprojektowano tak, aby promienniki znajdowały się bliżej arkusza tworzywa. Ma to poprawiać efektywność przekazywania ciepła i ograniczać zużycie energii.

Automatyczne tworzenie mapy mocy

Funkcja Easy Power Mapping przenosi wiedzę doświadczonych techników termoformowania do oprogramowania maszyny. System automatycznie generuje główne parametry receptury, tworząc mapę mocy elementów grzewczych na podstawie tej samej geometrii detalu, która jest używana przez system CAM. Dzięki temu także mniej doświadczeni operatorzy mogą uzyskiwać powtarzalną jakość formowania bez długotrwałego dobierania parametrów metodą prób i błędów.

Sześć niezależnie sterowanych serwonapędów

W stacji formowania zastosowano nowo opracowane elektromechaniczne płyty mocujące formy, napędzane przez sześć niezależnie sterowanych serwomotorów. Układ sterowania w sposób ciągły równoważy siły działające na formę. Ma to zapewniać równomierny nacisk zamykania również podczas pracy z niesymetrycznymi konfiguracjami narzędzi.

Rozwiązanie połączono z przeprojektowanymi ramami zaciskowymi, regulowanym wkładem, wzmocnionymi układami prowadzenia oraz precyzyjnym sterowaniem ruchem. Według dostawcy konfiguracja ta zwiększa dokładność wymiarową, stabilność procesu oraz powtarzalność jakości elementów w całym cyklu produkcyjnym.

Odpowiedź na ograniczenia zakładu

Inwestycja Linbrunner miała rozwiązać kilka praktycznych problemów jednocześnie: ograniczoną przestrzeń hali, rosnące koszty energii, częste przezbrojenia oraz potrzebę elastycznej produkcji. Przeprojektowanie maszyny pod kątem tych wymagań pozwoliło zwiększyć obszar formowania i zachować dotychczasowe oprzyrządowanie bez przebudowy budynku. Nowy system ma także poprawić efektywność operacyjną i przygotować przedsiębiorstwo do dalszego zwiększania zdolności produkcyjnych przy utrzymaniu wymaganej jakości wyrobów.