El espacio requerido por una prensa es grande, los costos operativos y de adquisición para la planta y las herramientas son enormes. ¿No hay realmente forma de evitar una prensa en la conformación de componentes de precisión? Martin Wagner, especialista en máquinas de conformación, quiere demostrar lo contrario en el proyecto smartROLL. Con los socios del proyecto, comparte la convicción de que componentes de precisión complejos como placas de intercambiadores de calor para centros de datos, placas de refrigeración para electrónica o elementos de conexión en la industria automotriz pueden ser conformados en el futuro hasta un 70 por ciento más baratos mediante el laminado de cavidades, sin comprometer la calidad.
La idea es tan simple como convincente: si para la conformación se utiliza el contacto lineal de un rodillo en lugar de la gran superficie de contacto de una herramienta de prensa, se requieren fuerzas de conformación significativamente menores. Las herramientas de laminado cuestan entre el 40 y el 50 por ciento de una herramienta de conformación y ocupan espacio en una planta mucho más compacta (y económica). Argumentos imbatibles, siempre que el resultado de la conformación cumpla con los requisitos de calidad.
smartROLL busca el laminado de cavidades al más alto nivel
El objetivo del proyecto smartROLL es inicialmente desarrollar un sistema para la supervisión de plantas y procesos que permita la captura, evaluación y valoración en línea y cercana al lugar de trabajo de todas las magnitudes relevantes para el estado y el proceso durante el laminado de piezas de precisión.
De esta manera, la información sobre calidad y proceso estará disponible durante la fabricación, como base para un control de proceso adaptativo que mejore de manera sostenible la calidad del producto, la eficiencia general de la planta y la seguridad operativa. En este proceso, se consideran conjuntamente las áreas de mecánica, proceso y control, y se captura completamente el comportamiento general del sistema. Este enfoque integrado permite un análisis y evaluación holística de todos los factores que influyen en la calidad del componente.
La base de la supervisión en línea es una evaluación correlacionada de diversas fuentes de datos: sensores retrofitted en la máquina (por ejemplo, sensores de deformación en los rodamientos de los rodillos), sensores en las herramientas de laminado (por ejemplo, sensores de ángulo de rotación, aceleración o fuerza) así como sensores de estado como la captura de momentos o ángulos de rotación. Es crucial el uso de métodos adecuados de fusión de datos para combinar sistemáticamente estos datos heterogéneos y evaluarlos de manera integrada. Solo mediante la correcta integración de todos los datos de los sensores se logra una visión completa y basada en datos del estado y la capacidad de rendimiento de la máquina y el proceso. Para poder asignar de manera clara las anomalías en los datos de los sensores a un evento como una fluctuación de calidad, se trasladan en el proyecto los mecanismos de acción del laminado de cavidades y la tecnología de máquinas y herramientas utilizadas a modelos matemáticos.
Estos modelos se integran en un sistema de diagnóstico que se basa en métodos de aprendizaje automático (por ejemplo, máquinas de soporte vectorial).
La lógica de evaluación y los modelos se integran junto con una arquitectura de sistema optimizada en el control de la máquina de la planta de prueba y se ejecutan en tiempo real. Esto da lugar, por un lado, a un gemelo virtual que proporciona información en diferentes niveles de detalle. Por otro lado, se permite un sistema de control adaptativo que ajusta los parámetros del proceso en función de las fluctuaciones detectadas en los parámetros de proceso, máquina y calidad, y lleva a cabo estos ajustes en un bucle de control cerrado.
La prueba del ejemplo: placas bipolares para electrolizadores y pilas de combustible
El rendimiento de los electrolizadores y pilas de combustible depende en gran medida de la calidad de fabricación de las placas bipolares, que se consideran elementos centrales de ambos sistemas de hidrógeno. En la fábrica de referencia.H2, Fraunhofer IWU y sus socios ya han calificado el laminado de cavidades de placas bipolares para la producción en serie. En el proyecto actual, el objetivo es aumentar aún más la calidad del proceso y, por lo tanto, crear una base para la aplicación de este procedimiento para numerosos otros componentes y productos.
El proyecto smartROLL está cofinanciado con fondos públicos sobre la base del presupuesto aprobado por el Parlamento de Sajonia. Los socios del proyecto de Fraunhofer IWU son: Profiroll Technologies GmbH, AUTEZ GmbH, TIQ Solutions GmbH.
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