Fabricator investiert in CNC-Walzkapazitäten, um Militäraufträgen nachzukommen

Obwohl Alert Tubing Fabricators, Loves Park, Illinois, schon seit Jahren Rohre rollt, hat sich die Technologie erheblich weiterentwickelt, als das Unternehmen in eine CNC-Maschine investierte, um seine manuellen Fähigkeiten zu erweitern. Bilder: Alert Tubing Fabricators

Es ist ein Glaubensgrundsatz, dass US-Soldaten, Seeleute und Flieger niemals in einen fairen Kampf geschickt werden sollten. Die Aufrechterhaltung eindeutiger, klarer Vorteile in Bezug auf Kampffähigkeiten und Truppenbereitschaft ist von entscheidender Bedeutung, um jegliche Gefechte so einseitig wie möglich zu halten.

Ganz gleich, ob es sich bei der neuesten Hardware um etwas Einfaches wie ein verbessertes Gewehr oder um etwas Strategisches wie eine neue U-Boot-Klasse oder einen neu entwickelten Bomber handelt, die neueste Ausrüstung ist immer ausgefeilter, leistungsfähiger oder vernetzter als ihre Vorgänger und spiegelt den Fortschritt wider der Technologie. Und ob die letzte Übung genauso streng ist wie die vorherige oder noch schlimmer, die Soldaten beschweren sich immer, obwohl sie wissen, dass sie froh sein werden, vorbereitet zu sein, wenn sie jemals einen Kampf sehen.

Diese verbesserten Fähigkeiten und ein respektabler Bereitschaftszustand hängen von Militärausgaben ab. Das Bundesmilitärbudget belief sich in den 1990er-Jahren durchschnittlich auf rund 300 Milliarden US-Dollar pro Jahr, was etwa dem Doppelten des Niveaus der 1970er-Jahre entsprach. Das Wachstum des Militärbudgets änderte sich nach dem 11. September 2001 erheblich und erreichte zehn Jahre später mit 752 Milliarden US-Dollar seinen Höhepunkt. Während ein Teil der Erhöhung auf mehr Ausrüstung zurückzuführen ist, besteht kaum ein Zweifel daran, dass ein Großteil der zusätzlichen Ausgaben verbesserte Ausrüstung betrifft.

Alert Tubing Fabricators aus Loves Park, Illinois, ist kein Unbekannter darin, auf Militäraufträge zu bieten und Komponenten bereitzustellen, die in solche Programme einfließen. Das Unternehmen ist seit mehreren Jahren Subunternehmer zahlreicher staatlicher Auftragnehmer und verfügt über eine Luft- und Raumfahrtzertifizierung. Darüber hinaus ist der Eigentümer und Chefschätzer Kevin Coffey ein ehemaliger USAF-Pilot, sodass er einige Einblicke von der anderen Seite des Zauns hat, den Fachjargon kennt und mit der Funktionsweise der Ausschreibungs- und Beschaffungsprozesse vertraut ist.

Das Unternehmen hatte vor Kurzem die Gelegenheit, ein Angebot für einen Auftrag des Verteidigungsministeriums abzugeben. Bei der Komponente handelte es sich um eine etwas anspruchsvolle Strukturstütze aus Vierkantrohr mit den Maßen 4 x 4 x 0,375 Zoll, das auf einen langen, geschwungenen Radius gebogen werden konnte. Der Vorbehalt bestand darin, dass das Alert-Personal wusste, dass eine neue Maschine benötigt werden würde.

Das Problem war die Genauigkeit. Fast alles, was in ein militärisches Programm fließt, muss strenge Kriterien hinsichtlich Maßtoleranzen, Festigkeit und Haltbarkeit erfüllen, und Ausschuss wird nicht auf die leichte Schulter genommen. Obwohl die Komponente, auf die sich Alert konzentrierte, nicht für den kritischen Einsatz bestimmt war – zum Beispiel in einer Angriffs- oder Verteidigungswaffe oder einem Antriebssystem –, musste sie strenge Dimensionskriterien erfüllen, damit der Einbau kein Problem darstellen würde.

Bei diesem Bauteil war die Längentoleranz eng und wurde auf die angegebene Länge plus 0,030 bis 0,060 Zoll festgelegt. Natürlich ließe sich das durch einen abschließenden Zuschnitt beheben, aber weitaus besorgniserregender war die Biegetoleranz, die im Biegewinkel angegeben wurde ± 0,5 Grad. Alert verfügt über langjährige Erfahrung im Biegen und Walzen von Rohren und verfügt über drei manuelle Walzmaschinen, aber das Unternehmen wusste, dass es für die Herstellung des Bauteils etwas Fortschrittlicheres benötigen würde.

„Ohne eine CNC-Maschine gäbe es keine Möglichkeit, dieses Teil herzustellen“, sagte Coffey.

Alert Tubing Fabricators stellte fest, dass die Genauigkeit und Wiederholbarkeit seiner PBT 35-Maschine von Boschert, die mit einer PC400-CNC ausgestattet ist, hervorragend ist. Bei einem kürzlich für das US-Militär durchgeführten Programm, bei dem eine neue Maschine mit maßgeschneiderten Werkzeugen zum Einsatz kam, belief sich der Ausschuss auf weniger als 1 % der vertraglich vereinbarten Menge.

Jeder weiß, dass man mit den Trends beim Biegen von Rohren Schritt halten muss, auch mit den Trends bei Rotationszugbiegemaschinen Schritt halten muss. Wenn sie vollständig mit allen Werkzeugtypen und Maschinenfunktionen ausgestattet sind, die heutzutage verfügbar sind, sind diese Biegemaschinen – von denen viele über eine gewisse Rollfunktion verfügen – umwerfend in ihrer Vielseitigkeit: Das Biegen kann entweder in die linke oder rechte Richtung erfolgen; Die Maschine kann mit einem Dorn, einer Druckmatrize, einer Abstreifmatrize und mehreren Werkzeugsätzen ausgestattet werden; und die Programmierung kann per CNC erfolgen. Diese Vielseitigkeit ermöglicht es der Maschine, immer anspruchsvollere Biegeanwendungen zu bewältigen und Teile herzustellen, die glatt (keine Falten) und maßhaltig (kein Verrutschen) mit einem richtig geformten Querschnitt (kein Abflachen oder Quetschen) sind.

Darüber hinaus bieten Drehrohrbieger seit vielen Jahren eine Biegekorrektur. Nach dem Biegen gelangt das Rohr zu einer Messstation. Wenn das Rohr bei einer der Biegungen außerhalb der Toleranz liegt, werden die Messungen an die Steuerung des Rohrbiegers weitergeleitet, damit dieser geringfügige Anpassungen am Biegeprogramm vornehmen kann. In vielen Fällen erfüllt die nächste Biegung die Maßvorgaben. Diese letzte Fähigkeit ist der Schlüssel zur Ausschussreduzierung.

Die Alert-Mitarbeiter fanden eine Walzmaschine mit CNC und einem Biegekorrektursystem, als sie die PBT-Maschinenreihe von Boschert USA entdeckten. Die Maschinen sind zum Walzen von Rohren, Stangen, Winkeln, Trägern, T-Profilen, U-Profilen und kundenspezifischen Formen vorgesehen und in fünf Größen mit vier Steuerungsoptionen erhältlich (manuell, Teach-in, Tablet-CNC und High-End-Sockel-CNC). ). Alert kaufte eine PBT 35 mit der fortschrittlichsten Steuerungsoption des Unternehmens, der PC400 CNC. Es ist mit Modulen zum Erstellen von Ellipsen, Spiralen, Windungen, S-Bögen und anderen komplexen Formen vorprogrammiert.

Normalerweise kann die Maschine Biegekorrekturen ohne Ausschuss durchführen. Nach der ersten Biegung, aber bevor das Bauteil aus der Maschine entnommen wird, misst der Bediener den Biegeradius (oder die Biegeradien) des Rohrs. Weicht eine der Biegungen vom Druck ab, gibt der Bediener die gemessenen Maße in die Steuerung ein. Anschließend biegt die Maschine das Teil so um, dass es den vorgegebenen Maßen entspricht. Laut Boschert biegt die Maschine Teile zunächst konservativ; es biegt sich leicht unter, um später eine Korrektur vornehmen zu können, was bei einer Überbiegung des Rohres nicht möglich ist.

Die Maschine überwacht außerdem kontinuierlich die Positionen der X- und Y-Achsen und verfolgt die Rückfederungswerte, um eine Datenbank für automatische Anpassungen zukünftiger Biegungen aufzubauen.

Und es erzeugt ein Bild zur Darstellung der Elastizitäten, sodass der Bediener ein umfassendes Verständnis der Daten und ihrer Manipulation zum Biegen von maßlich akzeptablen Bauteilen erhält.

Diese Funktionen ermöglichen es einem weniger erfahrenen oder sogar neu eingestellten Mitarbeiter, sich schnell zurechtzufinden, sie sparen Zeit und sparen Material.

Da es sich bei Alert um ein Unternehmen im Besitz von Veteranen handelt, hat Coffey im Bieterverfahren einen Vorteil, aber das ist auch schon alles. Über das Angebot hinaus hat Alert keinen Vorteil gegenüber anderen Unternehmen. Die Teile müssen alle Spezifikationen erfüllen und die Lieferzeiten müssen den Anforderungen des OEM entsprechen. Als das Angebot für dieses Projekt genehmigt wurde, machte sich das Team wie immer an die Arbeit, fertigte präzise Teile und lieferte sie pünktlich. Zur Erfüllung dieses Vertrages musste im Rahmen der Vorbereitungen ein wenig Eigenarbeit geleistet werden.

„Die Maschine wird mit universellen Matrizen geliefert, aber für diese Anwendung mussten wir unsere eigenen Matrizen herstellen“, sagte Coffey. Alert probierte es mit den Universal-Matrizen, aber die Eckenradien des Matrizensatzes und die Eckenradien des Rohrs stimmten nicht ganz überein. Die Maschine ist so leistungsstark, dass sie das Rohr im Wesentlichen umformte und einen Teil des Metalls dazu zwang, in die Ecken der Matrize zu fließen, was zu einer gewissen Verformung führte.

Die Herstellung, Prüfung und der Versand langer Teile erfordert etwas Einfallsreichtum. Zusätzlich zur Herstellung kundenspezifischer Werkzeuge zur Radiusprüfung fügen die Mitarbeiter von Alert Tubing Fabricators häufig Stützen zu herkömmlichen Paletten hinzu, um Rohre für den Versand vorzubereiten.

Das war kein großes Problem. Alert verfügt über umfangreiches Fachwissen in der Bearbeitung und stellt oft seine eigenen Werkzeuge her. Der Besitz eigener Werkzeugbaukapazitäten ist nicht mehr so ​​ungewöhnlich wie früher, aber die Verfügbarkeit und Erschwinglichkeit moderner Werkzeugmaschinen ist eine große Hilfe, und in diesem Fall auch die Unterstützung bei der Werkzeugkonstruktion, die Boschert bietet. Da es sich bei den meisten Anwendungen für diese Art von Maschinen um ungewöhnliche Formen und kundenspezifische Extrusionen handelt, sind die Mitarbeiter und Ingenieure von Boschert am PBT-Hauptsitz in der Schweiz daran gewöhnt, Unterstützung bei der Werkzeugkonstruktion zu leisten, und so fertigte der Betriebsleiter von Alert schließlich einen Satz kundenspezifischer Matrizen an für die Bewerbung.

Auch das Vermessen der Teile zur Qualitätskontrolle vor dem Versand erforderte einiges an Einfallsreichtum.

„Die Teile waren zu groß, um sie auf unserem Koordinatenmessgerät zu überprüfen“, sagte Coffey.

Die Alert-Mitarbeiter stützten sich auf die Abdrücke des Teils, um mehrere Stahlplatten entsprechend den Konturen des Rohrs zu laserschneiden und so einen Satz einfacher Prüfvorrichtungen herzustellen. Sie biegen das Teil, halten die Platten an das Rohr und suchen nach Tageslicht. Kein Tageslicht bedeutet eine gute Kurve.

Coffey fand, dass das Ergebnis sehr gut war. Die ersten Biegungen waren nicht ganz fehlerfrei und das Unternehmen musste zwei Teile verschrotten. Wenn man jedoch bedenkt, dass es sich um ein neues Teil handelte, das auf einer neuen Maschine mit maßgeschneiderten Werkzeugen hergestellt wurde, war diese Menge an Ausschuss vernachlässigbar.

Neben der Genauigkeit ist die Maschine auch schnell. Ein weiterer Auftrag bei Alert unterstreicht die Geschwindigkeit der neuen Maschine.

„Wir haben ein 1-1/2 Zoll x ½ Rechteckrohr, das wir früher auf einer unserer manuellen Maschinen verarbeitet haben. Für eine Bestellung hätten wir zwei Wochen gebraucht. Jetzt verarbeiten wir es auf der neuen Maschine, und es dauert weniger als zwei.“ Tage", sagte Coffey. „Auf dieser Maschine gebogene Rohre verrutschen nicht. Sie ist in puncto Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit unschlagbar.“