Yüksek doğruluğun elde edilmesi gereken yüksek parlaklıkta otomotiv finisaj işlemleri, büyük oranda birden fazla katman arasında kaplamaların yeterli düzeyde sertleştirilmesine bağlıdır. Sertleştirme süresi, bir sonraki kaplama katmanın uygulanması öncesinde kurumanın ve kimyasal reaksiyonların tamamlanması için gereklidir. Sertleştirme için gaz katalitik kızılötesi radyasyon (IR) tercih edilen bir ısı kaynağı olarak görülmeye başlanmış olsa da maksimum sertleşme, IR ışınının doğrudan görüş alanında olan alanlarla sınırlıdır. Arizona merkezli, kaplama ve otomasyon uzmanı bir şirket olan U.S. Autocure, IR ışınlarını konturlu otomotiv yüzeylerinde eşit olarak ileten bir otomatik sistem geliştirmiş ancak büyük bir zorluğun üstesinden gelmek durumunda kalmıştı: ancak ağır metal kirişler ve sürgülerin sorunsuz, sessiz ve püskürtme bölmelerinde geçerli katı güvenlik düzenlemelerine uygun biçimde hareket ettirmek.
IR ile sertleştirmede devrim
Astar, boya veya şeffaf katman üzerine püskürtme yapıldıktan sonra, çoğu motorlu taşıt operasyonu, her bir katmanı katman püskürtme bölmesi içindeki havayı ısıtarak sertleştirir; bu işlem, katman başına 30 dakikadan uzun sürebilmektedir ve proje bir sonraki işleme gönderildiğinde yalnızca yaklaşık yüzde 60 oranda sertleşmiş olmaktadır. Bu, genellikle ikinci katmanı uygulamak için yeterli bir sertleşme olsa da ideal değildir. Ancak her geçen gün daha fazla sayıda atölye, püskürtme bölmesinin tamamını ısıtmak yerine katmanları IR dalgalarıyla doğrudan ısıtmaya başlamaktadır. Bu yeni yöntem, kaplama süresini azaltabilecek olsa da kayda değer bir olumsuzluğu beraberinde getirmektedir.
Çoğu IR ısıtma lambası sabit bir konumda olduğundan ve IR ışınları birincil olarak doğrudan görüş hattında olanı ısıttığından, konturlu otomobil yüzeylerinin ısıtılmasında eşitsizlik oluşmaktadır. Portatif IR lambaları daha fazla esneklik sağlasa da teknisyenlerin daha fazla zaman ayırmasını ve manuel konumlama yapılmasını gerektirmektedir ve tekdüzelik riske girebilmektedir.
Ancak U.S. Autocure’un Phoenix 1000 sertleştirme sistemi, kapı üstleri, marşpiyeller, bağımsız parçaların üst ve altları ile tamponlar dahil olmak üzere taşıtın tamamında eşit sertleştirmeyi optimize etmek üzere kullanılan ve IR ısıtma lambalarının hareketini 13 hareket ekseni ile otomatikleştiren hareketli bir dişli ile bu sorunu çözmektedir.
U.S. Autocure mühendisi Mark Abel, “Oluşturduğumuz çerçeve, otomobil atölyesinin sprey bölmesine sığıyor ve zemin üzerindeki iki ray ile ilerletiliyor.” demiş ve eklemiştir: "Ve önden arkaya doğru tarama yaptıkça, IR lambalarının muhafaza edildiği bir kiriş, yukarı ve aşağı hareket ederek aracın yüksekliğindeki değişikliklere uyum sağlıyor. Aynı zamanda, çerçevenin her iki tarafındaki ısıtıcıların muhafaza edildiği sürgüler, gereken şekilde konturların ele alınması için önceden programlanmış bir sıralamaya göre içeri ve dışarı katlanıyor. Bu, her taraftaki kameraların da yukarı ve aşağı hareket ettiği, taşıtın genişliği ve yüksekliğini okuyarak konum verilerini kontrollere geri gönderen bir otomatik çalıştırma seçeneğini mümkün kılıyor.”
U.S. Autocure’un Phoenix 1000 sertleştirme sistemi, otomobil kaplama katmanlarının sertleştirilmesini optimize etmek için yapay zekadan (AI) faydalanan, tamamen otomatik bir dijital robotik sistemdir.
Gürültünün aşılması
Böylesine bir hareketli parça bolluğu içerisinde, Phoenix 1000 sisteminin sessiz bir biçimde ve minimum düzeyde titreşim ile hareket etmesini sağlamak, büyük bir zorluktu.
Abel, “Perde ve sürgü muhafazaları sac metalden yapılmış olduğundan, hareket sırasında titreşim ve gürültü potansiyeli mevcuttu” demiş ve eklemiştir: "Perde dört ısıtıcı taşırken, sürgüler üç ısıtıcı ve çeşitli motorlar, kablo tesisatı, gaz ve tesisatları barındırıyor. Böylesine ağır bir yapı hareket ettikçe titreşir ve bu da elektrikli bileşenlere, ısıtıcılara ve sensörlere zarar verebilir. Bu konuda, parçaların uzun ömürlülüğü büyük bir endişe kaynağı.”
Bu endişenin ele alınması için, U.S. Autocure mühendisleri, vida şaftları ve açık bilyalı vidalar dahil olmak üzere birkaç hareket ürününü test etmiş ancak denedikleri her ürün çok fazla titreşime neden olmuş, yeterince hızlı hareket etmemiş, ağırlığı destekleyememiş veya başka sorunlara yol açmış, ancak otomasyon distribütörlerinin Thomson Industries'in doğrusal hareket sistemlerini önermesiyle bu durum değişmiştir.
U.S. Autocure Yönetici İş Ortağı Mickey Meyer “Thomson'dan önce incelediğimiz her çözüm metaller arası temas gerektiriyordu." demiş ve eklemiştir: "Bu yalnızca gürültü, titreşim ve aşınma açısından bir sorun teşkil etmekle kalmıyor, aynı zamanda güvenlik için de bir endişe kaynağı oluşturuyordu. Sınıf 1 Bölme 2 ortamında çalışıyoruz ve bir kıvılcıma yol açabilecek herhangi bir sürtünme, püskürtülen boya buharlarını tutuşturabilirdi. Thomson doğrudan birimleri ile plastik somun kullanmamız mümkün oldu ve bu da daha az aşınma ve enerji kullanımına katkı sağladı.”
Thomson Movopart MG-K doğrusal birimlerinin dağıtılması, U.S. Autocure'un baş üstü ve yan IR ısı lambalarını sorunsuz ve sessiz bir biçimde hareket ettirebilmesini sağlayarak konturlu motorlu taşıt yüzeylerine göre bunları ayarlamalarını mümkün kılmıştır.
Abel, aynı sınıf ve boyutta diğer doğrusal hareket sistemlerinden daha düşük maliyetli olmasının yanı sıra Thomson'un güvenilirlik konusundaki itibarının da seçim sürecinde etkili bir faktör olduğunu ifade etmiştir. Özelleştirilebilirlik de dikkate alınan özelliklerden biri olmuştur. Thomson uygulama mühendisleri, aradıkları optimum hız profiline ulaşmak üzere tasarımdaki dişli dişi sayısını değiştirmek üzere U.S. Autocure ekibi ile yakın iş birliği içerisinde çalışmıştır.
Abel, “Kiriş fazla yavaş hareket ederse, son katmanı yakabilirdi." demiş ve eklemiştir: "Çok hızlı hareket ederse de kimyasal reaksiyonlar gerçekleşmeyebilirdi. Her bir taşıt kaplama kombinasyonu için ideali bulmak üzere ayarlama yapabilmemiz gerekiyordu. Tutarsız uygulama, aynı zamanda yapışkanlığa ve bazı noktaların atlanmasına neden olabiliyor.”
Çarenin bulunması
U.S. Autocure üç farklı büyüklükte Thomson Movopart® MG-K doğrusal hareket sistemini uygulamaya koymuştur. Movoparts, bir bilyalı vidalı sürücü ve ünitenin üzerinde ilerleyen bir kızaktan faydalanmaktadır. Vida ve kılavuzu kontaminantlardan korumak ve aşınma oluştukça gerilmeyi düzenleme ihtiyacını ortadan kaldırmak üzere ünite üzerinde bir kapak bandı bulunmaktadır.
Movopart üniteleri, sistemin kademeli motorlarına yalnızca birkaç dakika içinde sorunsuz kurulumu mümkün kılan modüler bileşenler olan Thomson RediMount™ motor montaj adaptör kitleri ile bağlanmaktadır.
Abel, “Thomson hızlı montaj teknolojisi, işleri modüler bir biçimde yapmamızı mümkün kılıyor.” demiş ve eklemiştir: "Makineleri atölyemizde monte ediyor, daha sonra sürgü ve perdeleri çıkararak tümünü raylar ile römorka yüklüyor ve müşteriye teslim ediyoruz. Daha sonra, rayları monte ettikten sonra her şeyi orada tekrar kuruyoruz. Sadece altı parçayı birleştirmemiz yeterli oluyor.”
Dikey olarak monte edilmiş iki Thomson M100 doğrusal hareket sistemi, sistem önden arkaya doğru hareket ettikçe baş üstü ısıtıcıları yukarı ve aşağı taşıyan kirişi hareket ettirmektedir. İki Thomson MG07 ünitesi, maksimum kapsamı sağlamak için lambalardaki açıyı ayarlamak ve aynalar gibi çıkıntılı bileşenleri atlamak üzere sürgülerdeki hareketi yönlendirmek için yatay olarak monte edilmiştir. Taşıt boyutlarının izlenmesi ve konumlandırma verilerinin hareket kontrol bileşenlerine gönderilmesi için kameraların yukarı ve aşağı hareketini kontrol etmek üzere dikey olarak monte edilmiş iki ilave Thomson M100 ünitesi mevcuttur.
Doğrusal hareket sistemlerinin bu kombinasyonu ile aracın tavanı, yanları ve arkası genelinde tam kapsamı sağlamak üzere 10 adet ısıtıcı konumlandırılmaktadır. Sertleştirme döngüsü tamamlandığında, tüm parçalara eşit uygulama yapılmış olacak ve bu da yanık nokta, yapışkanlık veya atlanmış bölge olmadan eşit bir son görünüm elde edilmesine katkıda bulunacaktır.
Thomson Movopart doğrusal hareket sistemleri, IR lambalarının taşıtın üst kısmı boyunca doğru mesafeyi koruması için kademeli motorlardan gelen gücü programlanabilir bir yukarı-aşağı harekete dönüştürür.
Kaplama bilgilerinin yönetilmesi
Hareketin altında, Thomson doğrusal hareket sistemlerine güç veren servo motorlara bağlı PLC'lerin yürüttüğü önceden programlanmış rutinler yatmaktadır. Bunlar, her bir taşıt ile ilgili modifikasyonların yanı sıra süreçte kullanılan çeşitli materyaller için saklanmış kaplama rutinleridir. Ayrıca, çeşitli kaplama formülleri için üreticinin saklanan sıcaklık ve nem parametrelerine dayalı olarak ısıtma mesafelerinin ayarlanmasına olanak tanıyan bağlı bir hava durumu istasyonu mevcuttur. Bireysel boyama yapalar da kişisel rutinlerini kaydedebilir ve geri yükleyebilir.
Operatörler, sistem ile ana panel üzerindeki bir HMI ve bir tablet aracılığıyla etkileşimde bulunur. Bunlar, tarama parametrelerini denetleyerek bir dokunmatik ekran üzerinde yukarı ve aşağı okları ile sistemin anlık hareketlerini kontrol eder. Kameradan alınan görüntüler, aracın bölme içinde tam olarak nerede bulunduğunu gösterir.
Üst sürgünün arkasına monte edilmiş olan Thomson lineer birimleri, operatörlerin aracın konturlu tekerlek yuvasına göre ısı lambasını en iyi şekilde konumlandırmasını mümkün kılmaktadır.
Otomotiv kaplamaları için eksiksiz sertleştirme çözümü
Geleneksel yöntemler ile 30 dakika süren otomobil sertleştirme uygulamaları, Phoenix 1000 ile yalnızca 10 dakika içinde daha yüksek kalitede gerçekleştirilebilmektedir. Bu da, ek bir püskürtme bölgesi gerektirmeden tesis kapasitesini artıracağından, yalnızca 9-12 aylık bir sürede yapılan yatırımın karşılığını vermektedir. Mevcut durumda kurulu bulunan U.S. Autocure sistemleri, atölyeler için bu sistemin ne kadar değerli olduğunu kanıtlar niteliktedir.
Mevcut durumda, beş yıllık bu şirket, ABD genelinde büyümekte, otomobil üretim tesisleri için modeller geliştirmekte ve malzeme teknolojileri ile ilgili araştırmalar yürütmektedir. Şirket ayrıca ağır sanayinin dikkatini çekmiş ve fabrika ve montaj hattı uygulamaları için iki yeni makine tasarlamıştır.
Thomson Movopart ünitelerinin güvenilir, sorunsuz ve sessiz performansı, U.S. Autocure'un tercih edilen doğrusal hareket sağlayıcısı olmasını sağlamıştır. İşletmeleri büyüdükçe, Thomson ürünleri de onlarla birlikte ilerleyecektir.