Pabrik pengecoran semakin banyak yang mengadopsi otomatisasi proses berbasis data untuk mencapai tujuan jangka panjang dengan kualitas yang lebih tinggi, lebih sedikit limbah, waktu kerja maksimum, dan biaya minimal.Sinkronisasi digital yang terintegrasi penuh pada proses penuangan dan pencetakan (pengecoran mulus) sangat berharga bagi pabrik pengecoran logam yang menghadapi tantangan produksi tepat waktu, pengurangan waktu siklus, dan perubahan model yang lebih sering.Dengan sistem pencetakan dan pengecoran otomatis yang terhubung secara mulus, proses pengecoran menjadi lebih cepat dan komponen berkualitas lebih tinggi diproduksi dengan lebih konsisten.Proses penuangan otomatis mencakup pemantauan suhu penuangan, serta pemberian bahan inokulasi dan pemeriksaan setiap cetakan.Hal ini meningkatkan kualitas setiap pengecoran dan mengurangi tingkat scrap.Otomatisasi komprehensif ini juga mengurangi kebutuhan akan operator dengan pengalaman khusus selama bertahun-tahun.Operasional juga menjadi lebih aman karena lebih sedikit pekerja yang terlibat secara keseluruhan.Visi ini bukanlah visi masa depan;Ini sedang terjadi sekarang.Alat-alat seperti otomatisasi pengecoran dan robotika, pengumpulan dan analisis data telah berkembang selama beberapa dekade, namun kemajuan telah meningkat akhir-akhir ini dengan pengembangan komputasi berkinerja tinggi yang terjangkau dan sensor jaringan Industri 4.0 yang canggih serta sistem kontrol yang kompatibel.Solusi dan mitra kini memungkinkan pengecoran logam untuk menciptakan infrastruktur yang kuat dan cerdas untuk mendukung proyek yang lebih ambisius, menyatukan beberapa sub-proses yang sebelumnya independen untuk mengoordinasikan upaya mereka.Menyimpan dan menganalisis data proses yang dikumpulkan oleh sistem otomatis dan terintegrasi ini juga membuka pintu menuju siklus perbaikan berkelanjutan yang didorong oleh data.Foundry dapat mengumpulkan dan menganalisis parameter proses dengan memeriksa data historis untuk menemukan korelasi antara parameter tersebut dan hasil proses.Proses otomatis kemudian menyediakan lingkungan transparan di mana setiap perbaikan yang diidentifikasi oleh analisis dapat diuji, divalidasi, dan, jika memungkinkan, diimplementasikan secara menyeluruh dan cepat.
Tantangan Pencetakan yang Mulus Karena tren menuju produksi tepat waktu, pelanggan yang menggunakan jalur pencetakan DISAMATIC® sering kali harus sering mengganti model dalam jumlah kecil.Dengan menggunakan peralatan seperti Automatic Powder Changer (APC) atau Quick Powder Changer (QPC) dari DISA, templat dapat diubah hanya dalam satu menit.Saat terjadi perubahan pola berkecepatan tinggi, hambatan dalam proses cenderung bergeser ke arah penuangan—waktu yang diperlukan untuk memindahkan tundish secara manual untuk menuang setelah perubahan pola.Pengecoran mulus adalah cara terbaik untuk meningkatkan langkah proses pengecoran ini.Meskipun pengecoran sering kali sudah terotomatisasi sebagian, otomatisasi penuh memerlukan integrasi yang mulus antara sistem kontrol jalur pencetakan dan peralatan pengisian sehingga keduanya beroperasi sepenuhnya secara sinkron dalam semua situasi pengoperasian yang memungkinkan.Untuk mencapai hal ini secara andal, unit penuangan harus mengetahui secara pasti di mana tempat yang aman untuk menuangkan cetakan berikutnya dan, jika perlu, menyesuaikan posisi unit pengisi.Mencapai pengisian otomatis yang efisien dalam proses produksi yang stabil dari cetakan yang sama tidaklah sulit.Setiap kali cetakan baru dibuat, kolom cetakan bergerak dengan jarak yang sama (ketebalan cetakan).Dengan cara ini, unit pengisian dapat tetap berada pada posisi yang sama, siap mengisi cetakan kosong berikutnya setelah jalur produksi dihentikan.Hanya sedikit penyesuaian pada posisi tuang yang diperlukan untuk mengkompensasi perubahan ketebalan cetakan yang disebabkan oleh perubahan kompresibilitas pasir.Kebutuhan akan penyesuaian halus ini kini semakin berkurang berkat fitur garis cetakan baru yang memungkinkan posisi penuangan tetap lebih konsisten selama produksi yang konsisten.Setelah setiap penuangan selesai, garis cetakan bergerak satu langkah lagi, menempatkan cetakan kosong berikutnya di tempatnya untuk memulai penuangan berikutnya.Saat hal ini terjadi, alat pengisi dapat diisi ulang.Saat mengganti model, ketebalan cetakan dapat berubah, yang memerlukan otomatisasi yang rumit.Berbeda dengan proses sandbox horizontal, yang ketinggian sandboxnya tetap, proses vertikal DISAMATIC® dapat menyesuaikan ketebalan cetakan dengan ketebalan tepat yang diperlukan untuk setiap rangkaian model guna mempertahankan rasio pasir terhadap besi yang konstan dan memperhitungkan tingginya. dari modelnya.Hal ini merupakan keuntungan besar dalam memastikan kualitas pengecoran dan pemanfaatan sumber daya yang optimal, namun ketebalan cetakan yang bervariasi membuat kontrol pengecoran otomatis menjadi lebih menantang.Setelah perubahan model, mesin DISAMATIC® mulai memproduksi cetakan berikutnya dengan ketebalan yang sama, namun mesin pengisi di lini masih mengisi cetakan model sebelumnya, yang mungkin memiliki ketebalan cetakan berbeda.Untuk mengatasi hal ini, jalur pencetakan dan pabrik pengisian harus bekerja secara mulus sebagai satu sistem yang tersinkronisasi, menghasilkan cetakan dengan satu ketebalan dan menuangkan ketebalan lainnya dengan aman.Penuangan mulus setelah perubahan pola.Setelah pola diubah, ketebalan sisa cetakan antar mesin cetak tetap sama.Unit penuangan yang dibuat dari model sebelumnya tetap sama, tetapi karena cetakan baru yang keluar dari mesin cetak mungkin lebih tebal atau lebih tipis, seluruh rangkaian dapat bergerak pada jarak yang berbeda di setiap siklus – hingga mencapai ketebalan bentuk baru.Artinya, pada setiap langkah mesin cetak, sistem pengecoran mulus harus menyesuaikan posisi pengecoran sebagai persiapan untuk pengecoran berikutnya.Setelah kumpulan cetakan sebelumnya dituangkan, ketebalan cetakan menjadi konstan kembali dan produksi yang stabil dilanjutkan.Misalnya, jika cetakan baru memiliki tebal 150mm dan bukan cetakan setebal 200mm yang masih dituangkan sebelumnya, maka alat penuangan harus bergerak mundur 50mm ke arah mesin cetakan dengan setiap gerakan mesin cetakan agar berada pada posisi tuang yang benar..Agar pabrik penuangan bersiap untuk menuang ketika kolom cetakan berhenti bergerak, pengontrol pabrik pengisian harus mengetahui dengan pasti cetakan apa yang akan dituangkan dan kapan serta di mana cetakan tersebut akan tiba di area penuangan.Dengan menggunakan model baru yang menghasilkan cetakan tebal dan cetakan tipis, sistem harus mampu mencetak dua cetakan dalam satu siklus.Misalnya pada saat membuat cetakan berdiameter 400mm dan menuang cetakan berdiameter 200mm, alat penuang harus berjarak 200mm dari mesin cetak untuk setiap cetakan yang dibuat.Pada titik tertentu, goresan 400mm akan mendorong dua cetakan berdiameter 200mm yang tidak terisi keluar dari area penuangan yang memungkinkan.Dalam hal ini, mesin cetak harus menunggu hingga alat pengisi selesai menuangkan kedua cetakan berukuran 200 mm sebelum melanjutkan ke pukulan berikutnya.Atau, saat membuat cetakan tipis, penuang harus bisa melewatkan siklus penuangan sepenuhnya sambil tetap menuangkan cetakan tebal.Misalnya, ketika membuat cetakan berdiameter 200mm dan menuangkan cetakan berdiameter 400mm, menempatkan cetakan baru berdiameter 400mm di area penuangan berarti perlu dibuat dua cetakan berdiameter 200mm.Pelacakan, perhitungan dan pertukaran data yang diperlukan untuk sistem pencetakan dan penuangan terintegrasi untuk menghasilkan penuangan otomatis bebas masalah, seperti dijelaskan di atas, telah menghadirkan tantangan bagi banyak pemasok peralatan di masa lalu.Namun berkat mesin modern, sistem digital, dan praktik terbaik, penuangan tanpa hambatan dapat (dan telah) dilakukan dengan cepat hanya dengan pengaturan minimal.Persyaratan utamanya adalah suatu bentuk “akuntansi” proses, yang memberikan informasi tentang lokasi setiap formulir secara real time.Sistem Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) DISA mencapai tujuan ini dengan mencatat setiap cetakan yang dibuat dan melacak pergerakannya melalui jalur produksi.Sebagai pengatur waktu proses, ini menghasilkan serangkaian aliran data bertanda waktu yang menghitung posisi setiap cetakan dan noselnya di jalur produksi setiap detik.Jika perlu, ia bertukar data secara real-time dengan sistem kendali pabrik pengisian dan sistem lain untuk mencapai sinkronisasi yang tepat.Sistem DISA mengekstrak data penting untuk setiap cetakan dari database CIM, seperti ketebalan cetakan dan dapat/tidak dapat dituangkan, dan mengirimkannya ke sistem kontrol pabrik pengisian.Dengan menggunakan data akurat ini (yang dihasilkan setelah cetakan diekstrusi), penuang dapat memindahkan rakitan penuangan ke posisi yang benar sebelum cetakan tiba, dan kemudian mulai membuka batang penghenti saat cetakan masih bergerak.Cetakan tiba tepat waktu untuk menerima setrika dari pabrik penuangan.Waktu yang ideal ini sangat penting, yaitu lelehan mencapai cangkir tuang secara akurat.Waktu penuangan merupakan hambatan produktivitas yang umum, dan dengan mengatur waktu dimulainya penuangan secara tepat, waktu siklus dapat dikurangi beberapa persepuluh detik.Sistem pencetakan DISA juga mentransfer data yang relevan dari mesin pencetakan, seperti ukuran cetakan saat ini dan tekanan injeksi, serta data proses yang lebih luas seperti kompresibilitas pasir, ke Monitizer®|CIM.Pada gilirannya, Monitizer®|CIM menerima dan menyimpan parameter penting kualitas untuk setiap cetakan dari pabrik pengisian, seperti suhu penuangan, waktu penuangan, dan keberhasilan proses penuangan dan inokulasi.Hal ini memungkinkan setiap bentuk ditandai sebagai buruk dan dipisahkan sebelum dicampur dalam sistem pengocokan.Selain mengotomatisasi mesin cetak, jalur pencetakan, dan pengecoran, Monitizer®|CIM menyediakan kerangka kerja yang sesuai dengan Industri 4.0 untuk akuisisi, penyimpanan, pelaporan, dan analisis.Manajemen pengecoran dapat melihat laporan terperinci dan menelusuri data untuk melacak masalah kualitas dan mendorong potensi peningkatan.Pengalaman Pengecoran Tanpa Batas Ortrander Ortrander Eisenhütte adalah pabrik pengecoran milik keluarga di Jerman yang mengkhususkan diri dalam produksi pengecoran besi berkualitas tinggi bervolume menengah untuk komponen otomotif, tungku dan infrastruktur kayu tugas berat, serta suku cadang mesin umum.Pabrik pengecoran memproduksi besi abu-abu, besi ulet, dan besi grafit padat serta memproduksi sekitar 27.000 ton coran berkualitas tinggi per tahun, beroperasi dua shift lima hari seminggu.Ortrander mengoperasikan empat tungku peleburan induksi seberat 6 ton dan tiga jalur pencetakan DISA, memproduksi sekitar 100 ton coran per hari.Hal ini mencakup proses produksi singkat yang memakan waktu satu jam, terkadang lebih singkat untuk klien penting, sehingga template harus sering diubah.Untuk mengoptimalkan kualitas dan efisiensi, CEO Bernd H. Williams-Book telah menginvestasikan sumber daya yang signifikan dalam penerapan otomatisasi dan analitik.Langkah pertama adalah mengotomatiskan proses peleburan dan takaran besi, meningkatkan tiga tungku pengecoran yang ada menggunakan sistem pourTECH terbaru, yang mencakup teknologi laser 3D, inkubasi, dan kontrol suhu.Tungku, jalur pencetakan dan pengecoran kini dikontrol dan disinkronkan secara digital, beroperasi hampir sepenuhnya secara otomatis.Saat mesin cetakan berganti model, pengontrol tuang pourTECH menanyakan sistem DISA Monitizer®|CIM untuk dimensi cetakan baru.Berdasarkan data DISA, pengontrol penuangan menghitung di mana menempatkan node penuangan untuk setiap penuangan.Ia tahu persis kapan cetakan baru pertama tiba di pabrik pengisian dan secara otomatis beralih ke urutan penuangan baru.Jika jig mencapai akhir pukulannya kapan saja, mesin DISAMATIC® berhenti dan jig kembali secara otomatis.Saat cetakan baru pertama dikeluarkan dari mesin, operator diperingatkan sehingga dia dapat memeriksa secara visual apakah cetakan tersebut berada pada posisi yang benar.Keuntungan pengecoran mulus Proses pengecoran tangan tradisional atau sistem otomatis yang tidak terlalu rumit dapat mengakibatkan hilangnya waktu produksi selama perubahan model, yang tidak dapat dihindari bahkan dengan perubahan cetakan yang cepat pada mesin cetakan.Menyetel ulang penuang dan cetakan tuang secara manual lebih lambat, membutuhkan lebih banyak operator, dan rentan terhadap kesalahan seperti flare.Ortrander menemukan bahwa ketika melakukan pembotolan dengan tangan, karyawannya akhirnya menjadi lelah, kehilangan konsentrasi, dan melakukan kesalahan, seperti malas-malasan.Integrasi pencetakan dan penuangan yang mulus memungkinkan proses yang lebih cepat, lebih konsisten, dan berkualitas lebih tinggi sekaligus mengurangi limbah dan waktu henti.Dengan Ortrander, pengisian otomatis menghilangkan tiga menit yang sebelumnya diperlukan untuk menyesuaikan posisi unit pengisian selama pergantian model.Keseluruhan proses konversi biasanya memakan waktu 4,5 menit, kata Mr. Williams-Book.Kurang dari dua menit hari ini.Dengan mengganti antara 8 dan 12 model per shift, karyawan Ortrander kini menghabiskan waktu sekitar 30 menit per shift, setengah dari waktu sebelumnya.Kualitas ditingkatkan melalui konsistensi yang lebih besar dan kemampuan untuk terus mengoptimalkan proses.Ortrander mengurangi limbah sekitar 20% dengan memperkenalkan pengecoran mulus.Selain mengurangi waktu henti saat mengganti model, seluruh lini pencetakan dan penuangan hanya memerlukan dua orang, bukan tiga orang sebelumnya.Pada beberapa shift, tiga orang dapat mengoperasikan dua jalur produksi yang lengkap.Hampir semua pekerja di sini melakukan pemantauan: selain memilih model berikutnya, mengelola campuran pasir, dan mengangkut lelehan, mereka hanya mempunyai sedikit tugas manual.Manfaat lainnya adalah berkurangnya kebutuhan akan karyawan berpengalaman yang sulit ditemukan.Meskipun otomatisasi memerlukan beberapa pelatihan operator, otomatisasi memberikan informasi proses penting yang dibutuhkan orang untuk mengambil keputusan yang baik.Di masa depan, mesin dapat mengambil semua keputusan.Keuntungan data dari pengecoran yang mulus Saat mencoba meningkatkan suatu proses, pabrik pengecoran sering kali berkata, “Kami melakukan hal yang sama dengan cara yang sama, namun dengan hasil yang berbeda.”Jadi mereka melakukan casting pada suhu dan level yang sama selama 10 detik, tetapi ada yang cornya bagus dan ada yang jelek.Dengan menambahkan sensor otomatis, mengumpulkan data waktu pada setiap parameter proses, dan memantau hasil, sistem pengecoran mulus yang terintegrasi menciptakan rangkaian data proses terkait, sehingga memudahkan untuk mengidentifikasi akar penyebab ketika kualitas mulai menurun.Misalnya, jika penyertaan yang tidak terduga terjadi pada sekumpulan cakram rem, manajer dapat dengan cepat memeriksa apakah parameternya berada dalam batas yang dapat diterima.Karena pengontrol untuk mesin cetak, pabrik pengecoran, dan fungsi lainnya seperti tungku dan pencampur pasir bekerja bersama-sama, data yang dihasilkan dapat dianalisis untuk mengidentifikasi hubungan di seluruh proses, mulai dari sifat pasir hingga kualitas permukaan akhir pengecoran.Salah satu contoh yang mungkin adalah bagaimana tingkat tuang dan suhu mempengaruhi pengisian cetakan untuk setiap model.Basis data yang dihasilkan juga meletakkan dasar bagi penggunaan teknik analisis otomatis di masa depan seperti pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan (AI) untuk mengoptimalkan proses.Ortrander mengumpulkan data proses secara real time melalui antarmuka mesin, pengukuran sensor, dan sampel uji.Untuk setiap pengecoran cetakan, sekitar seribu parameter dikumpulkan.Sebelumnya, alat ini hanya mencatat waktu yang diperlukan untuk setiap penuangan, namun kini alat ini mengetahui secara pasti berapa tingkat nosel penuangan setiap detiknya, sehingga memungkinkan personel berpengalaman untuk memeriksa bagaimana parameter ini memengaruhi indikator lain, serta kualitas akhir pengecoran.Apakah cairan dikeluarkan dari nosel penuangan saat cetakan sedang diisi, atau apakah nosel penuangan terisi hingga tingkat yang hampir konstan selama pengisian?Ortrander memproduksi tiga hingga lima juta cetakan per tahun dan telah mengumpulkan sejumlah besar data.Ortrander juga menyimpan banyak gambar dari setiap penuangan dalam database pourTECH jika terjadi masalah kualitas.Menemukan cara untuk menilai gambar-gambar ini secara otomatis adalah tujuan masa depan.Kesimpulan.Pembentukan dan penuangan otomatis secara bersamaan menghasilkan proses yang lebih cepat, kualitas yang lebih konsisten, dan lebih sedikit limbah.Dengan pengecoran yang mulus dan perubahan pola otomatis, lini produksi beroperasi secara mandiri dan efektif, hanya memerlukan upaya manual yang minimal.Karena operator berperan sebagai pengawas, maka diperlukan lebih sedikit personel.Pengecoran mulus sekarang digunakan di banyak tempat di seluruh dunia dan dapat diterapkan pada semua pengecoran modern.Setiap pengecoran memerlukan solusi yang sedikit berbeda dan disesuaikan dengan kebutuhannya, namun teknologi untuk menerapkannya telah terbukti dengan baik, saat ini tersedia dari DISA dan mitranya pour-tech AB, dan tidak memerlukan banyak pekerjaan.Pekerjaan khusus dapat dilakukan.Peningkatan penggunaan kecerdasan buatan dan otomasi cerdas di pabrik pengecoran logam masih dalam tahap pengujian, namun seiring dengan semakin banyak data dan pengalaman tambahan yang dikumpulkan oleh pabrik pengecoran logam dan OEM dalam dua hingga tiga tahun ke depan, transisi ke otomasi akan meningkat secara signifikan.Solusi ini saat ini bersifat opsional, karena kecerdasan data adalah cara terbaik untuk mengoptimalkan proses dan meningkatkan profitabilitas, otomatisasi dan pengumpulan data yang lebih besar menjadi praktik standar dibandingkan proyek eksperimental.Di masa lalu, aset terbesar sebuah pengecoran logam adalah model dan pengalaman karyawannya.Kini, setelah pengecoran tanpa hambatan dipadukan dengan otomatisasi yang lebih baik dan sistem Industri 4.0, data dengan cepat menjadi pilar ketiga kesuksesan pengecoran logam.
—Kami dengan tulus berterima kasih kepada pour-tech dan Ortrander Eisenhütte atas komentar mereka selama persiapan artikel ini.
Ya, saya ingin menerima buletin dua mingguan Foundry-Planet yang berisi semua berita, pengujian, dan laporan terkini mengenai produk dan bahan.Ditambah buletin khusus – semuanya dengan pembatalan gratis kapan saja.
Waktu posting: 05 Okt-2023