Innovatieve tooling, automatisering maakt een nieuwe lijn composiet raamkokers mogelijk

Photo Credit:Commercial Tool Group

Conventionele metalen raamputten die als afdekkingen rond kelderramen zijn geïnstalleerd, zullen na verloop van tijd roesten, wat de sterkte van de put in gevaar kan brengen en zelfs zou kunnen instorten onder druk van opvulling - aarde die is opgevuld om de uitgegraven plaats te vervangen om in het raam te plaatsen. RockWell Window Wells (Springville, Utah, VS) biedt al jaren een productassortiment van vezelversterkte kunststof (FRP) raamputten en aanverwante producten met een lager gewicht en hogere kwaliteit, slijtvastheid, temperatuurbestendigheid en slagvastheid dan typische metalen aanbiedingen. Volgens Vaughn Cook, president van RockWell, wilde RockWell voor zijn nieuwste Denali-productlijn een goedkopere en esthetischere composietoptie bieden dan voorheen op de markt verkrijgbaar was. "We wilden een onderdeel van hoge kwaliteit bouwen dat concurreert met een stalen raamput, maar dat betere eigenschappen heeft, zoals slagvastheid en een laag gewicht", zegt hij.

De originele RockWell FRP raamputlijn van het bedrijf is gemaakt via vacuüm-assisted resin transfer molding (VARTM), en is, zegt Cook, "een zeer indrukwekkend, high-end product, met een gedetailleerde, gegoten steentextuur die eruitziet en aanvoelt als echt steen." Ongeveer twee jaar geleden besloten Cook en zijn team om een ​​nieuwe lijn glasmat thermoplastische (GMT) raamkokers te ontwikkelen om te voldoen aan een lagere prijs in de markt. "We konden zo'n praktisch productieproces [voor de Denali-bronnen] niet gebruiken - het proces moest veel sneller en veel goedkoper zijn om het te produceren. Toen hebben we Commercial Tool benaderd", zegt Cook.

RockWell en Commercial Tool Group (CTG, Grand Rapids, Mich., V.S.) zijn verbonden op een Amerimold-beurs in Novi, Michigan. Cook was op zoek naar een matrijzenmaker met grote CNC-freesmachines voor massieve compressiematrijzen en die bekend was met composiettechnologie - en, merkt Cook op, een die een extra niveau van automatisering in het proces zou kunnen brengen.

CTG bleek uiteindelijk een perfecte match, als bedrijf met meerdere divisies, waaronder Commercial Tool &Die (CTD), gespecialiseerd in grootschalige CNC-bewerkingen voor matrijzenbouw, en CG Automation &Fixture (CGAF), dat een verscheidenheid aan down- lijnapparatuur en armaturen, evenals geavanceerde material handling-systemen en robotachtige articulatie.

Na een reeks CAD-beoordelingen en werkende prototypes maakte Commercial Tool Group twee grote productiematrijzen van 50.000 pond van aluminium. RockWell gebruikt Solidworks voor technisch ontwerpwerk, terwijl Commercial Tool Group de eenvoudig te koppelen Siemens NX-suite van CAD/CAM/CAE gebruikt.

Photo Credit:Commercial Tool Group

De matrijssecties beginnen als grote aluminium knuppels en de bewerking wordt gedaan op een Zimmermann-portaalfreesmachine in de fabriek van CTG. Volgens Scott Chase, engineering- en verkoopmanager voor Commercial Tool &Die, meet de typische afgewerkte mal 66 inch breed x 109 inch lang x 60 inch hoog. De mallen gebruiken een in-process warmtebeeldcamera om de temperatuurvariatie te bewaken. Naast het voldoen aan de structurele en afmetingsvereisten, voegt Cook eraan toe:"Scott en zijn team waren ook in staat om ons te helpen met een ontwerp dat een esthetisch aantrekkelijker raam maakt, maar nog steeds de structurele onderdelen bevat om de putten de kracht te geven die wij hebben nodig. CTG plaatste een getextureerde korrel in het oppervlak van de mal om het onderdeel te helpen versieren.” Er is ook een robotsysteem voor het laden en lossen ontworpen en geleverd door CTG om tijdens de productie samen met de mallen te werken.

Tijdens het ontwikkelingsproces van dit project heeft CTG ook drie proefmatrijzen geproduceerd. De matrijzen zijn ontworpen met Siemens NX CAD/CAM/CAE-software en behoren volgens Chase tot de grootste productiematrijzen die ooit door CTG zijn gemaakt. Het hele project heeft iets meer dan een jaar geduurd, van de eerste contacten tot de productie van de eerste mal voor gebruik bij RockWell.

Het CTG-systeem profiteert RockWell op verschillende manieren, aangezien het systeem meer geautomatiseerd is, waardoor het bedrijf grotere productvolumes kan produceren met een hogere consistentie en traceerbaarheid. Bovendien is het voor RockWell veel gemakkelijker om toegang te krijgen tot alle informatie die het nodig heeft van één bedrijf in plaats van te coördineren met drie of vier verschillende, merkt Cook op. Deze stroom minimaliseert fouten, wat de doorlooptijd van de productie verkort en de kosten laag houdt. Zonder de samenwerking tussen RockWell en Commercial is Cook van mening dat er vertragingen in de planning, hogere kosten en een mindere kwaliteit van het vakmanschap van de afgewerkte producten die in zijn bedrijf worden geproduceerd, zouden zijn.

CTG heeft de softwareprogramma's en -processen ter plaatse in de RockWell-faciliteit aangepast. "Deze producten zouden onmogelijk zijn te fabriceren zonder de geautomatiseerde systemen van Commercial, omdat de kosten en veiligheidsrisico's volgens onze berekeningen te hoog zouden zijn geweest", voegt Cook toe.

"Hoewel dit RockWell's eerste project met Commercial was, zal het zeker niet ons laatste zijn", besluit hij. "Het was een perfecte match voor ons succes met deze nieuwe Denali-lijn, die nu al aan populariteit wint in de markt." De raamputten van RockWell worden via verschillende groothandelsdistributeurs verkocht aan aannemers en bouwers.