Economisirea energiei la generarea vidului pentru prinderea tablelor din aluminiu

Fabricația de componente de aeronave de mare precizie, realizate din metale ușoare, se numără printre domeniile de activitate ale companiei A&T Group. Compania procesează table de aluminiu cu grosimea cuprinsă între 0,3 și 8 milimetri și cu o lungime de până la șapte metri.

La frezarea tablelor de metal pe două freze cu 5 axe se folosesc ventuze cu vid pentru fixarea tablelor îndoite în prealabil pe mesele de prelucrare. Un sistem de vid de la Busch Vacuum Solutions, cu trei pompe de vid cu palete rotative R5, generează vidul pentru ambele freze.

Datorită sistemului de control dependent de design și de presiune al sistemului de vid, acesta funcționează într-un mod extrem de eficient din punct de vedere energetic și asigură fixarea fiabilă a tablelor de aluminiu în timpul frezării pe contur.

Despre A&T Group

A&T Group a fost înființată în anul 2007 și oferă diferite produse și servicii în cadrul rețelei de companii proprii. Pe lângă componentele de aeronave realizate din metale ușoare, A&T produce profiluri decorative de diferite forme pentru interioarele aeronavelor, în fabricație în serie. De asemenea, compania A&T produce semifabricate din carbon și fibră de sticlă la comandă, pentru fabricația palelor de rotor pentru turbine eoliene. De asemenea, compania activează în sectorul logistic în mai multe locații din Germania.

Departamentul de fabricație al companiei A&T de la sediul central din Nordenham este specializat în prelucrarea aluminiului pentru construcția de aeronave și produce componente structurale complexe pentru industria aviației civile, la cele mai înalte standarde de precizie și calitate.

Prinderea tablelor din aluminiu

Se folosesc table din aluminiu, aliaje de aluminiu sau titan. Tablele de metal plate sunt frezate orizontal pe mese de prelucrare, folosind freze cu 3 axe. Fiecare mașină poate freza table cu lățimea de până la 2,8 metri și lungimea de maximum 10 metri. Vidul este folosit pentru fixarea tablelor. Acestea sunt fixate bine și imobilizate prin aspirație prin orificiile din mesele de prelucrare. Vidul este generat de două pompe de vid cu gheare MINK de la Busch. Aceste pompe de vid uscate (fără fluide de operare) dispun de sisteme de control al presiunii și al frecvenței.

De exemplu, procesul de frezare a contururilor tablelor metalice care au fost deja roluite sau întinse pe matriță pentru a se adapta la raza fuzelajului unei aeronave este mai complex din punct de vedere tehnic. Deoarece acestea nu pot fi întinse perfect plan pe masa de prelucrare, se utilizează ventuze cu vid reglabile pe înălțime. Acestea sunt fixate cu precizie în poziția specificată pe masa de prelucrare și ajustate pe înălțime în raport cu piesa formată din tablă metalică.

Soluția noastră

Rolul sistemului de vid Busch (Fig. 2) este acela de a menține cu precizie nivelul de vid presetat. Acest nivel de vid este programat astfel încât, pe de o parte, să fie suficient de ridicat pentru a fixa în siguranță tablele metalice în timpul frezării și, pe de altă parte, să nu fie atât de ridicat încât tablele metalice să se încovoaie ori să se îndoaie.

Fiecare dintre cele două freze a fost echipată anterior cu câte o pompă de vid cu palete rotative uzată moral, care a rulat continuu pe întreaga durată a timpului de funcționare. Funcționând pe trei schimburi, cinci zile pe săptămână, cele două motoare de câte 7,5 kW consumau aproximativ 85.000 kWh/an.

Acesta a fost un motiv suficient pentru ca directorul de producție, Leenert Folkens, să își dorească o alimentare cu vid mai eficientă din punct de vedere energetic. Datorită experiențelor avute cu pompele de vid de la Busch, folosite pe celelalte freze, acesta a consultat un expert în vid de la Busch. S-a luat decizia utilizării unui sistem de vid cu trei pompe de vid cu palete rotative R5.

În amonte de acest sistem se află un rezervor-tampon cu un volum de 1.000 de litri. Aceasta înseamnă că ambele freze sunt alimentate cu vid în funcție de presiune. Unitatea de control este proiectată astfel încât nivelul de vid presetat să fie menținut în permanență în rezervorul-tampon.

La pornirea sistemului, este pusă în funcțiune numai prima pompă de vid. Dacă această pompă de vid nu a atins nivelul de vid după 60 de secunde, pornește a doua pompă de vid. Dacă nivelul de vid tot nu este atins după încă 60 de secunde, a treia pompă de vid este pornită automat.

Unitatea de control funcționează astfel încât ordinea pompelor de vid se modifică la fiecare două zile. În acest fel, toate cele trei pompe de vid vor avea timpi de funcționare identici. Acest aspect este important, declară Leenert Folkens, deoarece, de obicei, o singură pompă este în funcțiune, performanța acesteia fiind suficientă pentru ambele freze. Sunt folosite două sau chiar toate cele trei pompe de vid numai dacă, din întâmplare, cele două freze sunt pornite simultan după o schimbare.

Prin urmare, prin folosirea unității de control, este posibilă adaptarea performanței sistemului de vid la necesarul propriu-zis. Fiecare dintre cele trei pompe de vid are o viteză de pompare de 300 de metri cubi pe oră. Prin urmare, viteza de pompare maximă este de 900 de metri cubi pe oră.

În practica de zi cu zi, câte una dintre cele trei pompe de vid cu palete rotative R5 funcționează la fiecare 5,5 minute timp de aproximativ 30 de secunde. De obicei, acest timp este suficient pentru a menține nivelul de vid dorit din vasul cu vid sau pentru a asigura un vid suficient la nivelul ventuzelor cu vid de pe cele două freze. Astfel rezultă un timp de funcționare de aproximativ cinci minute pe oră pentru fiecare pompă de vid. Dacă luăm în calcul operațiunea de punere în funcțiune și timpul de funcționare asociat mai îndelungat (în loc de cinci minute, se presupune un timp mediu de funcționare de 10 minute pe oră), rezultă un consum de putere anual de aproximativ 7.100 kWh. Comparativ cu consumul de curent electric anterior de 85.000 kWh, aceasta reprezintă o economie anuală de energie de 77.900 kWh sau peste 90 de procente.

Beneficiile pentru A&T Group

Atunci când a luat hotărârea achiziției unui sistem central de vid, Leenert Folkens și-a îndeplinit perfect obiectivul de a economisi energie. Acum, acesta are o alimentare cu vid redundantă, care se asigură că dispozitivele de prindere de pe freze nu sunt afectate în mod negativ de o pompă de vid, în cazul în care aceasta s-ar defecta. De asemenea, întreținerea pompelor de vid poate fi realizată acum pe freze fără a opri procesul de fabricație. Pe lângă economiile de energie masive, acesta a descoperit, astfel, o soluție extrem de fiabilă din punct de vedere operațional.