Risparmio di energia durante la generazione di vuoto per il bloccaggio di fogli in alluminio

La produzione di componenti per aerei ad alta precisione in metallo leggero è uno dei campi di attività di A&T Group. L'azienda lavora fogli in alluminio di spessore compreso tra 0,3 e 8 millimetri e lunghi fino a max 7 m.

Durante la fresatura delle lamiere su due fresatrici a 5 assi, si utilizzano i fogli pre-piegati vengono tenuti in posizione sulle tavole di lavorazione da apposite ventose. Un sistema per vuoto di Busch Vacuum Solutions con tre pompe per vuoto rotative a palette R5 genera il vuoto per entrambe le fresatrici.

Grazie al design e al controllo in funzione della pressione del sistema per vuoto, quest'ultimo lavora in modo estremamente efficiente a livello energetico e garantisce un'affidabile tenuta dei fogli in alluminio durante la fresatura dei contorni.

Informazioni su A&T Group

A&T Group è stata fondata nel 2007 e offre vari prodotti e servizi attraverso la sua rete di aziende. Oltre ai componenti per il settore aerospaziale in metallo leggero, A&T produce profili decorativi in varie geometrie per la produzione in serie degli interni degli aerei. A&T produce inoltre pezzi grezzi in fibra di vetro e carbonio su misura per la produzione di pale di rotori per gli aerogeneratori. L'azienda è attiva anche nel settore logistico in varie sedi in Germania.

A&T Manufacturing nella sede centrale dell'azienda a Nordenham è specializzata nella lavorazione dell'alluminio per la costruzione di aerei e produce componenti strutturali complessi per il settore dell'aviazione civile con standard di precisione e qualità elevatissimi.

Bloccaggio di fogli in alluminio

Sono utilizzati fogli in alluminio, leghe di alluminio o titanio. I fogli di metallo piatti vengono lavorati superficialmente su tavole di lavorazione mediante fresatrici a 3 assi. Ogni fresatrice è in grado di fresare fogli fino a 2,8 metri di larghezza e 10 metri di lunghezza. Il vuoto è impiegato per tenere i fogli in posizione. Questi fogli vengono fissati saldamente e in modo irremovibile tramite aspirazione del vuoto attraverso le aperture delle tavole di lavorazione. Il vuoto viene generato da due pompe per vuoto a camme MINK di Busch. Queste pompe per vuoto a secco (senza fluido operativo) sono a controllo di pressione e velocità.

È tecnicamente più complesso, ad esempio, fresare i contorni dei fogli in metallo già laminati o stirati per ottenere una forma che corrisponda al raggio della fusoliera di un velivolo. Poiché i fogli non possono essere stesi perfettamente sulla tavola di lavorazione, si utilizzano ventose ad altezza regolabile che si attaccano in modo preciso nella posizione specificata e regolate in altezza in base alla parte in lamiera formata.

La nostra soluzione

Il ruolo del sistema per vuoto Busch (fig. 2) è mantenere in modo preciso il livello di vuoto predefinito. Questo livello di vuoto è programmato in modo tale che, da una parte, sia sufficientemente elevato per tenere le lamiere in posizione in modo sicuro durante la fresatura e, dall'altra, non sia troppo elevato onde evitare la deformazione o piegatura delle lamiere.

Ciascuna delle due fresatrici era precedentemente dotata di una pompa per vuoto rotativa a palette obsoleta, che funzionava in modo continuo durante tutto il tempo di esercizio. Durante un esercizio di tre turni e una settimana di cinque giorni, i due motori da 7,5 kilowatt consumavano circa 85.000 kilowattora all'anno.

Questo è stato il motivo che ha spinto il responsabile della produzione Leenert Folkens a cercare una fornitura di vuoto più efficiente a livello energetico. Forte della sua grande esperienza maturata con pompe per vuoto Busch su altre fresatrici, si è rivolto a un esperto del vuoto Busch. Ha optato quindi per un sistema dotato di tre pompe per vuoto rotative a palette R5.

A monte di questo sistema è installato un serbatoio tampone con un volume pari a 1.000 litri. Questo significa che a entrambe le fresatrici viene fornito il vuoto in base alla pressione. Il pannello di controllo è progettato in modo che il livello di vuoto predefinito sia mantenuto costantemente nel serbatoio tampone.

Quando si avvia il sistema, si mette in funzione solo la prima pompa per vuoto. Se questa pompa per vuoto non raggiunge il livello di vuoto dopo 60 secondi, parte anche la seconda pompa per vuoto. Se il livello di vuoto non viene raggiunto dopo altri 60 secondi, si accende automaticamente la terza pompa per vuoto.

Il pannello di controllo funziona in modo che l'ordine delle pompe per vuoto cambi ogni due giorni. Ciò assicura che tutte e tre le pompe per vuoto abbiano gli stessi tempi di esercizio. Questo è importante, afferma Leenert Folkens, perché generalmente entra in funzione solo una pompa per vuoto alla volta, poiché le prestazioni sono sufficienti per entrambe le fresatrici. Due, o persino tutte e tre le pompe per vuoto, entrano in funzione solo se, per caso, entrambe le fresatrici si avviano nello stesso momento dopo una sostituzione.

Utilizzando il pannello di controllo, è quindi possibile adattare le prestazioni del sistema per vuoto alla domanda effettiva. Ognuna delle tre pompe per vuoto presenta una capacità di aspirazione di 300 metri cubi all'ora. La capacità di aspirazione massima è pertanto 900 metri cubi all'ora.

Nell'uso pratico quotidiano, una delle tre pompe per vuoto rotative a palette R5 funziona ogni 5,5 minuti per circa 30 secondi. Questo è generalmente sufficiente per mantenere il livello di vuoto desiderato nel serbatoio di vuoto o per garantire un vuoto sufficiente alle ventose di entrambe le fresatrici. Questo comporta un tempo di esercizio di circa cinque minuti all'ora per ogni pompa per vuoto. Considerando l'operazione di avvio e il tempo di esercizio più lungo associato (si presume, anziché cinque minuti, un tempo di esercizio medio di 10 minuti all'ora), questo determina un consumo energetico annuale di circa 7.100 kilowattora. Rispetto al consumo di elettricità di 85.000 kilowattora del passato, questo si traduce in risparmi energetici di 77.900 kilowattora o più del 90% all'anno.

Vantaggi per A&T Group

Scegliendo un sistema per vuoto centralizzato, Leenert Folkens ha centrato perfettamente l'obiettivo di risparmiare energia. Ora l'impianto dispone di una fornitura di vuoto ridondante che impedisce danni ai dispositivi di bloccaggio delle fresatrici in caso di guasto di una pompa per vuoto. La manutenzione delle pompe per vuoto può essere quindi eseguita sulle fresatrici anche senza interrompere la produzione. Oltre ai notevoli risparmi energetici, in questo modo è stata trovata anche una soluzione dall'elevata affidabilità di esercizio.