Przemysłowe lekkie konstrukcje aluminiowe: rozwiązania dostępowe firmy ALTEC

Nie tylko w lekkich konstrukcjach samochodowych czy w technice lotniczej i kosmicznej aluminium oznacza dynamikę i przesuwanie granic. Ułatwia ono również codzienne życie wszędzie tam, gdzie ludzkie ręce muszą przenosić wielkogabarytowe konstrukcje. Dotyczy to również różnorodnych rozwiązań dostępowych firmy ALTEC Aluminium-Technik GmbH & Co. KGaA. 

Średniej wielkości przedsiębiorstwo z Mayen w Nadrenii-Palatynacie – w zachodniej części Niemiec – dysponuje niezwykle szeroką paletą produktów: od rusztowań jezdnych, rusztowań fasadowych i systemów zabezpieczających przed upadkiem z dachu, po kompletne systemy przeładunkowe dla lotnictwa i liczne rozwiązania specjalne. Można je znaleźć np. w zakresie ruchomych schodów konserwacyjnych, podestów roboczych, stopni pomostowych lub schodów platformowych dla przemysłu. 

Certyfikowany zakład spawalniczy z najnowocześniejszą techniką

 W procesie produkcji firma ALTEC przetwarza i spawa do 95 procent aluminium. Zastosowania stalowe stanowią około pięciu procent. Jednak niezależnie od zastosowania: ten specjalistyczny zakład spawalniczy, posiadający certyfikaty EN 1090-1 i -3 i zatrudniający około 50 pracowników, może realizować najbardziej złożone zlecenia dzięki 35-letniemu doświadczeniu w spawaniu elementów aluminiowych.    

Aby sprostać tym wymaganiom, firma ALTEC mimo niewielkich rozmiarów zawsze stawiała na przyszłościową technologię procesów i produkcji. „Obejmuje to najnowocześniejsze stanowiska pracy CAD, jak również w pełni zautomatyzowane zrobotyzowane stanowiska spawalnicze i związane z nimi zaawansowane technologicznie procesy spawalnicze”, wyjaśnia Siegfried Berenz, mistrz obróbki metali i międzynarodowy ekspert w dziedzinie spawalnictwa (IWS). Już od 15 lat działa on głównie w dziedzinie spawania oraz obróbki aluminium, a w 2019 roku przejął kierownictwo w firmie ALTEC.

Wprowadzenie do firmy ALTEC technologii spawalniczej Fronius

W ramach postępującej automatyzacji specyficzny aluminiowy element rusztowania (AlSi1, dwa milimetry), który jest obecnie wymagany w dużych ilościach, miał być przeniesiony z produkcji ręcznej do spawania zrobotyzowanego. W szczególności skupiono się tutaj na wysokich prędkościach spawania, aby uzyskać przewagę konkurencyjną. Jednocześnie konstrukcja miała być łączona przy zachowaniu jak największej niezawodności procesu.  

Jako specjalista w dziedzinie cienkich blach i zastosowań aluminiowych firma Fronius miała okazję pokonać konkurencję w 2018 roku: firma ALTEC znalazła dla siebie najlepsze możliwe rozwiązanie w postaci procesu CMT (Cold Metal Transfer) firmy Fronius. Dzieje się tak, ponieważ CMT – w połączeniu z zaawansowaną technologicznie platformą systemów spawania TPS 320i – charakteryzuje się szczególnie wysokimi prędkościami spawania, zwłaszcza w zakresie cienkich blach. W ten sposób firma Fronius została włączona w procesy produkcyjne firmy ALTEC.  

Jednak po 25 latach zautomatyzowanej produkcji również inne obszary zrobotyzowanej technologii spawania ALTEC się zestarzały. Dlatego też dyrektor Berenz postawił sobie za cel stworzenie produkcji, która będzie konkurencyjna w przyszłości. Pamiętając o pozytywnych doświadczeniach z procesem CMT, ekspert w dziedzinie spawalnictwa ponownie zwrócił się do niemieckiego zespołu sprzedaży i serwisu Fronius Kaiserslautern.

Dalsze wyzwania dla produkcji firmy ALTEC

W przypadku omawianego systemu rusztowań przestarzała technologia spawania innych firm wymuszała do 70 procent dodatkowych prac – ze względu na stały wzrost liczby wadliwych spoin. Powodowało to niewspółmierny wzrost nakładu czasu, materiału i pracy, całkowicie niwelując korzyści wynikające ze spawania zrobotyzowanego. Ponadto wygląd spoin nie był już w stanie w żaden sposób sprostać wysokim wymaganiom firmy ALTEC. Nie planowano jednak produkowania tego komponentu w tak dużych ilościach, które uzasadniałyby inwestycję w nowoczesny system zrobotyzowany. 

Wymagania firmy ALTEC były więc jasne – nowy system musiał być przede wszystkim kompatybilny ze starą technologią robotów. Ponadto należało zapewnić jak największą niezawodność procesów, co pozwoliłoby zredukować awarie niemal do zera. Biorąc pod uwagę oszczędność czasu, powinno być możliwe spawanie w miarę możliwości spoiną przetopową, co stanowiło największe wyzwanie: Ze względu na okrągły kształt i półokrągłe podejście do szczebla spawanie niemanipulowane płynnie przechodzi przez spoinę grzbietową, rynnową i pionową. Dlatego też podstawowym wymogiem było opracowanie procesu dla wszystkich rodzajów spawań pozycyjnych.

Jednocześnie okazało się, że w wyniku obróbki końcowej na odcinku rynnowym występuje dwumilimetrowa szczelina spowodowana wstępną obróbką. Dlatego też w przyszłej technologii procesowej należało zapewnić szczególnie wysoką zdolność wypełniania szczelin. Aby móc wyraźnie odróżnić się od konkurencji w produkcji rusztowań, procesowi spawania stosowanemu w przyszłości musiał również towarzyszyć możliwie najlepszy wygląd spoiny. Dlatego firma ALTEC szukała alternatywnych możliwości modernizacji.

Przejście na system PMC Rippledrive

Szeroko zakrojone testy spawalnicze w Centrum Kompetencji Technologii Stosowanej Fronius Deutschland w Neuhof-Dorfborn koło Fuldy doprowadziły ostatecznie do wniosku, że najbardziej odpowiednie rozwiązanie dla wyzwań spawalniczych firmy ALTEC stanowi wariant procesu spawania PMC Rippledrive, specjalna charakterystyka z zakresu spawania impulsowego.

Sposób działania systemu Rippledrive wydaje się być równie pomysłowy, co prosty: pomiędzy określoną przez spawacza liczbą impulsów ustawiane są określone czasy przerwy, w których następuje całkowite wyłączenie łuku spawalniczego. Dzięki temu jeziorko spawalnicze ma czas na schłodzenie, co umożliwia spawanie w każdej pozycji. Bez problemu zapewniona jest również niezbędna zdolność wypełniania szczelin o szerokości dwóch milimetrów. Również pod względem wyglądu funkcja Rippledrive pozwala na uzyskanie spoiny, która w niczym nie ustępuje elegancji spawania TIG. 

Funkcje Pulse Multi Control (PMC) umożliwiają dodatkowo określenie liczby, kształtu i wielkości poszczególnych zgrzein punktowych przez dokładne zdefiniowanie prądów pulsujących. Tym samym także przypominający TIG wzór spoiny może mieć różny wygląd.

System TPSi kompatybilny ze wszystkimi systemami robotów

Jednak firma ALTEC musiała również poradzić sobie z problemem zintegrowania robotów. Zadanie polegało na połączeniu nabytej już cyfrowej, zaawansowanej technologicznie platformy systemów spawania TPS 320i oraz wymaganego dla systemu Rippledrive uchwytu spawalniczego PushPull Robacta-Drive firmy Fronius z tradycyjną, ale w pełni funkcjonalną technologią robotów. Firma ALTEC zdecydowała się na ten krok między innymi ze względu na szeroką gamę protokołów feldbus (nowoczesnych interfejsów) dostępnych w firmie Fronius, a także możliwość podłączenia systemu TPSi za pomocą konwencjonalnej technologii złącza cyfrowego lub analogowego. 

Wynika z tego niezwykła zaleta systemu TPSi, która polega na kompatybilności z prawie każdym robotem. Ponadto zaawansowane technologicznie źródło energii jest od samego początku wyposażone w liczne standardowe złącza sprzętowe i programowe różnych producentów robotów. Skraca to do minimum czas instalacji wymagany do zintegrowania źródła energii z systemem robota.

Serwis Fronius i kompetencje techniczne mówią same za siebie 

Dyrektor firmy ALTEC Siegfried Berenz jest pod dużym wrażeniem wyników spawania i serwisu: „Fachowe doradztwo inżynierów ds. techniki zastosowań firmy Fronius i nasze dotychczasowe doświadczenia z nowym procesem spawania Rippledrive absolutnie przekonały nas do systemu firmy Fronius. Umożliwiło nam to skrócenie czasu spawania o około 20 procent.”   Między innymi wynika to z faktu, że robot spawalniczy nie musi już przemieszczać się od środka spoiny w obu kierunkach. „Dzięki zastosowaniu systemu Rippledrive po raz pierwszy w firmie ALTEC robot mógł spawać jednym ruchem od lewej do prawej strony – w trudnych pozycjach zarówno w górę, jak i w dół. Jednocześnie wady spoin stały się absolutnym wyjątkiem, co oznacza, że wcześniejsza konieczność poprawek obecnie spadła prawie do zera”, kontynuuje Berenz. Odpowiada za to również precyzyjne prowadzenie drutu: od zbiornika drutu po końcówkę prądową wszystkie elementy systemu spawania są do siebie idealnie dopasowane. Tylko w ten sposób można zapewnić szczególnie miękkiemu drutowi AlSi 5 niezbędne ścisłe prowadzenie na wymaganych siedmiu (!) metrach. 

Redukcja przestojów o prawie 100 procent

„Fakt ten oraz modernizacja samego obiektu pozwoliły na ograniczenie przestojów spowodowanych awariami do minimum. Tym samym przestoje prawie się nie zdarzają. Całkowicie nas przekonała wysoka stabilność procesu zastosowanego systemu spawania firmy Fronius, która jest warunkiem koniecznym”, zapewnia dyrektor. 

„Gdyby mimo to doszło do awarii systemu, technicy firmy Fronius są na miejscu w krótkim czasie dzięki gęstej infrastrukturze – tu reprezentuje ich zespół sprzedaży i serwisu firmy Fronius Kaiserslautern. Prace konserwacyjne i serwisowe są przez nich wykonywane rzetelnie i bardzo profesjonalnie.”

Wysokiej jakości technika procesowa zapewnia wysokiej jakości elementy

„Znacznie poprawiła się także strona wizualna elementów spawanych, dzięki czemu w zasadzie nie wymagają one doczyszczania”, Siegfried Berenz jest wyraźnie zachwycony. Niemal doskonały wygląd osiągany w systemie Rippledrive TIG jest w jego oczach nie tylko zdecydowanym plusem, ale także ważnym warunkiem podkreślenia wysokiej jakości produktów ALTEC.

Firmom Fronius i ALTEC udało się zatem nawiązać wyjątkową, opartą na wzajemnym zaufaniu, cenną dla obu stron relację.