プレート圧延における精度の新しい定義 - 台湾ホワイトストーン株式会社

Chicago Metal Rolled Products は、シカゴとミズーリ州カンザスシティの間に 11 台のプレート圧延機とシート圧延機を備えています。これは 2 × 87 インチです。プレートを10フィートに丸めた。両端に面取りがあり、仮付け溶接されたリングは、その一例です。画像: シカゴ金属圧延製品

「私は自分自身をかなり若いと思っています」とシカゴ・メタル・ロールド・プロダクツ（CMRP）のテクニカル・オペレーション・エンジニア、ケン・ペチョ氏は語った。 37 歳の彼は間違いではありませんが、多くの金属製造業者の目には、構造用鋼製造の白髪交じりのベテランとみなされるかもしれません。

彼は約 15 年間、プレートおよび構造用鋼の梁、チューブ、チャンネル、アングルの成形に携わっており、そのおかげで、建築および建設業界の長年の顧客からの変化する需要と、国内の新しい顧客からの困難な要求を理解するのに十分な時間を与えられてきました。製造セグメント。プロジェクトのリードタイムが短縮されました。顧客はプロジェクトに対して、より大きく大胆なビジョンを持っています。材料は進化しており、加工がより困難になっています。

しかし、CMRP チームは怯んでいません。 1908 年に設立された同社は、他の人が困難を気にすることすら望まない状況でも結果を提供することで評判を高めてきました。 CMRP は、外径 3/8 ～ 24 インチの円形、長方形、および正方形のチューブを形成する機能を備えています。最大 36 x 12 インチのバー。困難な方向（強い軸に対して）で最大 44 インチのビーム。厚さ 2 インチ、幅 12 フィート、長さ 30 フィートまでのプレート。アングルやチャネルなどの他の構造形式。そういった経験が自信につながります。並外れた仕事に挑戦し、能力の限界を押し上げることは、今や CMRP クルーにとって毎日の習慣となっています。

重い構造部材の形成は、CMRP が構造用鉄鋼業界でその名を轟かせた方法であり、注目を集めるプロジェクトにとっては珍しいことではありません。たとえば、2020年には、ハーツフィールド・ジャクソン・アトランタ国際空港の活性化の一環である長さ864フィートの二重天蓋の製造に使用される湾曲した中空構造用鋼の成形を担当し、また、1,500個の天蓋の多くを圧延しました。 166,000平方フィートの敷地内で見つかった、湾曲したワイドフランジ鋼。マイアミ近郊のクルーズ船施設。 (アトランタ空港の製造作業は、米国産業デザイナー協会から 2020 年国際デザイン優秀賞を受賞しました。) これらは、米国鉄鋼構造協会の「現代鉄骨構造」のページで定期的に取り上げられているプロジェクトのほんの一部です。

CMRP は、米国の鉄鋼構造規格の管理団体である AISC と緊密な協力関係を築いています。同社は協会のベンダーローラー委員会に所属しており、AISC の標準実施基準に記載されている製造公差と仕様に関するアドバイスと洞察を提供しています。鉄骨の建物と橋。 (ベンダーローラー委員会には、DAVI などの機械メーカーも含まれています。)

面白いことに、建築家の多くは公差や仕様について独自の考えを持っているかもしれないということです。 CMRP が、長さ 60 フィート、直径 20 インチのチューブなど、公差 1/8 インチで指定された大規模な製造の要求に協力するのが一般的になっています。

「明らかに、構造部材が大きくなればなるほど、公差の問題も大きくなります。しかし、1/8 インチのようなこの種の要求は依然として一般的です」とペチョ氏は言います。

しかし、精度への挑戦はこれで終わりではありません。他のビジネスと同様、CMRP は近年、1 つまたは 2 つの業界セグメントと密接に結びつくことを避けてビジネスを多角化しています。この顧客多様化の取り組みにより、CMRP は航空宇宙、農業、エネルギー開発などの分野で新たなビジネスを獲得することができました。それはまた、いくつかの新たな生産上の課題にもつながりました。

「これらの新しい分野に移行するにつれて、+/- 1/16 または 1/32 の公差要求が見られます。これは、これらのより厳しい公差を達成するために取り組んでいる私たちにとって課題です」と Pecho 氏は述べています。

CMRP が大手農業機械メーカーに対して行った取り組みを考えてみましょう。機器を購入する農家は、農業用トラックの頑丈さと寿命を備えた高級車の外観を期待しているため、顧客はその頑丈な部品が厳しい設計と品質仕様を満たすことを要求しています。これらの製品には大きな期待と高額な値札が伴います。

プレートを扱う場合、どの程度の精度が必要ですか? CMRPは68,000ポンドを形成しました。厚さ 2 インチ、深さ 16 インチのプレートストリンガーを使用して、フィラデルフィアのドレクセル大学統合科学棟の階段の螺旋形状を作成しました。スチール製の平らな部分を 4 フィート、4 インチに圧延しました。内側の階段ストリンガーのウォークアップ - ターン左ピッチ 33.25 度の内側半径で、9 フィートまで圧延されました。外側の階段の側桁の場合、内側半径、ウォークアップ - 左折ピッチ 16.92 度。

ペチョさんによると、これは最近、バックホーのバケットを支えるために使用されるチューブアームの前を通りかかったときに、車で家に帰ってきたものだという。

「これらの部品を製造しているオペレーターの前を通り過ぎたとき、私はこう言いました。「うわー、どこから曲がり始めるのかさえ分からない。このチューブには変形はありません。これは完全に完璧だ」と彼は回想した。しかし、それは質の高い仕事だった。」

CMRP にとって、超大型であろうと普通の大型であろうと、精密部品を提供できるようになるまでの道のりは長いものでした。経験は大きな役割を果たしますが、コミュニケーションとテクノロジーも同様に役に立ちます。

すべての仕事が店舗の他の側面をまとめることを必要とするわけではありませんが、何か困難なことが現場に発生しようとしているときは、CMRP が購買、設計、製造、品質の担当者を含むチームをまとめる時期です。

プロジェクトの範囲が 300 個の部品など、十分に大きい場合は、購買部門が工場に行って購買力を調整し、同じヒートロットおよび同じコイルからの金属を要求できる可能性があります。これは、材料の一貫性をある程度制御するのに役立ち、材料処理中の変動をある程度排除するはずです。大きくて厚い材料を成形することは十分に困難ですが、ワークピースごとに異なる反応を示す材料に対処する必要があるため、難しい作業はさらに難しくなります。

チームメンバーはエンジニアやプログラマーと正直に話し合って、部品を形成する最適な方法、使用する機器、そしておそらくその仕事に最適なオペレーターを決定する必要があります。 (一部の機械技術者は、特定の装置に親近感を持っています。これは、タッチスクリーン制御を備えた新しい成形装置ではなく、ジョイスティックを制御インターフェースとして使用する古い装置の操作に快適さを感じる経験豊富なオペレータに特に顕著です。) 場合によっては、プログラマーも、シミュレーションを実行して、成形された部品がどのように実現するか、対処すべき懸念事項があるかどうかを確認します。

CMRP は、150 ～ 200 本の湾曲ビームを使用した仮想の作業を挙げました。同様のフォームが多数あり、手作業で行うと非常に時間がかかるため、計画会議では、「これに取り組む能力が製造現場に存在するのか、それとも何らかの取り決めが必要なのか」という質問をする機会が提供されます。この種の議論は、新しいテクノロジーへの積極的な投資につながりました。この仮説的なシナリオでは、小型の DAVI アングルロールマシンが合理的である可能性があります。仕様を満たす湾曲した形状を提供するための一貫性だけでなく、タイムリーにジョブを実行するためのスループットも提供します。

CMRP 社関係者は、同社が供給する製造作業はマージンが薄いことが特徴であると指摘した。つまり、わずか 100 ドルか 200 ドルで雇用が失われることになります。また、材料の価格は常に変動しています。そのため、同社は予定どおり、予算内で部品を製造できるよう資本設備への投資に注力してきました。

Pecho 氏は、事前の計画は品質への期待をどのように管理するかについて話し合う機会を提供すると付け加えました。クライアントは何を要求していますか? CMRP はそれらの期待に応えるためにどのような手順を実行しますか? 結果として得られる品質チェックは、測定チェックや、フォームを認定するゴー/ノーゴー治具の実際の製造と同じくらい簡単な場合があります。

この種の早期介入は CMRP ビジネスの特徴です。同社は非常に長い間、構造用鋼プロジェクトへの早期関与を推進してきました。

CMRP はプレートを丸めて円錐にすることもできます。このコーンの例は 2 インチです。プレートを20インチの円錐形に丸めます。小さな半径と 30 インチ。主な半径。

「これらの人々との会話を早く始めるほど、効率が良くなり、ボトルネックのコストも安くなります」とペチョ氏は語った。「私たちが起こってほしくないのは、建物が建設図面上で約 98% 完成しているのに、突然何かを発見して、『どうやってこれをやるのだろう？』と疑問に思うことです。または「それは不可能です。」

後者のステートメントは、本当にコストがかかるものです。誰かが建築家のビジョンを実現する代替方法を見つけるまで、プロジェクト全体が停止する可能性があります。たとえば、顧客が非常に大きな構造部材をきつすぎる方法で曲げるよう要求することはよくあります。

金属製造業者が早期に関与すると、より実現可能で手頃な価格の設計を導くことができます。非常に困難で大きな成形部品を、結合して同じサポート機能を果たすことができる、より簡単に成形できる 2 つの部品に置き換えることはできるでしょうか? 特殊な設備やスキルを持つ少数の金属加工業者ではなく、複数の金属加工業者に作業を任せられるような方法でサポートビームを設計できますか? 中空構造部分のきつい曲げとその結果として生じる歪みを回避するにはどうすればよいでしょうか? これらの質問に早期に回答できれば、予期せぬ事態や遅延を最小限に抑えることができ、プロジェクトを予定通りに予算内で進めることができます。計画は功を奏します。

深い曲げや成形の経験を持つ CMRP のような製造業者は、複雑な設計を実現し、単純な作業をより効率的に行うためのツールを備えています。この点を説明するために、Pecho 氏は、成形が非常に難しい材料である耐摩耗性 (AR) プレートを扱う仕事に取り組む思考プロセスを説明しました。

AR プレートは驚異的な耐力を持っています。 (ペチョは、降伏強度 140,000 PSI の AR プレートが形成されるのを初めて目撃したときのことを「奇妙だ」と述べました。材料がロールから出てくるとき、軽く見えましたが、湾曲して「C」の字を形成し始めるかもしれません。これは、部品の形状と半径、そして最終的な圧延を達成するためにどれだけのプレストン数が必要になるのかという疑問につながります。。

「極端すぎる形状やきつすぎる半径を確認した場合、プレスブレーキで材料をバンプ成形することを提案します。これはシカゴメタルが本当に優れている点です」とペチョ氏は言います。

極端な要件を持たない AR プレートまたはその他の材料の圧延成形品の場合は、可変軸プレート圧延機で作業を処理できます。そこが興味深いところです。プレスブレーキと可変形状プレートロールは非常に異なって見えますが、共通点があります。それは、それぞれが成形の難しい材料をほぼ同じ方法で処理することです。

両方のデバイスのオペレータは、マテリアルのできるだけ早い段階で半径を付与したいと考えています。プレスブレーキでは、材料は V ダイの上に置かれ、ラムが材料に打ち込まれて形状が形成されます。可変形状プレート圧延機では、上部ロールが 2 つの下部ロールの上にある材料に押し込まれ、実際に側面に移動して、可変 V 開口部プレスブレーキダイの動作を再現します。異なる装置は、同じ成形原理の一部の影響を受けます。そこでオペレータの成形経験が、有用な成形技術を効果的で生産性の高い工作機械に変えるのに役立ちます。

「CNC 装置で得られるのは、量と再現性です」と Pecho 氏は言います。「大量のジョブや反復可能なジョブで一貫性を保つことができます。」

CMRP は、構造要素と厚板を形成する新しい技術と新しい方法を検討し続けています。最近の最も興味深い投資の 1 つは、最大 12 インチを処理できる誘導ベンダーでした。チューブ。熱誘導型の作業に本格的に取り組む前に、水をテストするのは簡単な方法のように思えました。創業以来冷間曲げ加工に注力してきたショップにとって、これは大きな出来事だ。

複雑な成形作業について他の人に電話した後、自分のショップに電話がかかるような場合、業界の最新テクノロジーツールに精通していることは理にかなっています。