Queste tre aziende pensano, I materiali compositi termoplastici sono la prossima generazione di materiali leggeri, dall'elettronica all'automotive, alle applicazioni aerospaziali come l'aumento La competenza nei rispettivi settori è fondamentale: le capacità digitali di Siemens rafforzano ulteriormente l'esperienza di Airborne nello sviluppo di componenti compositi e nell'industrializzazione di processi che includono la catena composita completa CAD-CAE-CAM, soluzioni di fabbrica digitale . e doppia piattaforma digitale SABIC innovative Plastics offre ai suoi termoplastico nastro UDMAX composto unidirezionale, nonché una vasta conoscenza dei materiali e la propria ricerca e sviluppo in composito lavorazione dei materiali e progettazione del prodotto obiettivi: produzione di massa a basso costo di compositi termoplastici.
SABIC suo uso operativo del 'HPFIT proprietaria' FRT tecnologia UDMAX per produrre un nastro termoplastico, questa tecnologia ad alta velocità, ad alta precisione, può trasmettere migliaia di fibre di vetro o fibre di carbonio, e sono combinati con è riportata la matrice polimerica il nastro risultante avente un alto contenuto di fibre, impregnazione fibre e contenuto di vuoti minimo e fibre meno rotti (Nota :. UDMAX SABIC e sue controllate HPFIT sono nomi commerciali).
Sfondo di cooperazione
Airborne è diventata leader nella produzione di petrolio e di gas tubi in composito termoplastico. Ha sviluppato e ha stabilito un processo di produzione completamente automatizzato, messo in funzione un nuovo impianto nel 2012, due anni dopo l'istituzione delle compagnie petrolifere e del gas in volo, ha attirato partecipanti provenienti da SHELL, Chevron, Arabia Saudita Azionisti Ami ed Evonik.
'Ci siamo incontrati SABIC nello sviluppo di petrolio e gas nel processo,' ha detto van Mourik. 'Per queste continua composita tubo spiralato, abbiamo sviluppato il software e processi industriali, in grado di produrre 40-50 tonnellate di prodotti una sola volta, nessun lavoro in più . '
Siemens John O'Connor detto: 'Questo è un esempio tipico di un materiale composito completamente la tecnologia industrializzata sta raggiungendo i materiali compositi più avanzati come altri materiali industriali da trattare stesso punto in cui la competitività dei materiali compositi è stato quello di limitare il problema della produttività. quindi questo è il nostro posto ha una capacità unica di pensare in Siemens. il nostro obiettivo è digitale. siamo in grado di utilizzare i prodotti CAD-CAE-CAM e impianti quindi la produzione dopo il disegno e la simulazione. possiamo anche utilizzare le soluzioni di fabbrica digitali, come ad esempio il controllo Drive del sistema di azionamento e di produzione e la nostra tecnologia digitale gemellare. '
Materiali e parti
materiali SABIC stanno iniziando a utilizzare il posto. 'Abbiamo un sacco di resina termoplastica.' Francato ha detto, 'in SABIC Innovative Plastics Group, riteniamo che, a causa di tempi di ciclo più brevi, compositi termoplastici possono elevare ad un nuovo livello La ripetibilità è meno problematica dei materiali termoindurenti. Molti anni fa abbiamo iniziato a guardare materiali compositi termoplastici basati su nastri UD, che riteniamo siano le migliori forme di materiali. "Ha sottolineato che anche i materiali termoindurenti sono stati iniziati Posiziona automaticamente nastri unidirezionali per applicazioni che richiedono le massime prestazioni. "Utilizziamo i nostri nastri UDMAX per produrre laminati e fogli, che vengono poi modellati e stampati in componenti complessi come richiesto dal cliente." "Questo non può essere fatto in cicli bassi Tempo, costi contenuti e funzionalità aggiuntive integrate nella parte. '
Ha continuato: 'Riteniamo che possa consentire la produzione su vasta scala, l'industria automobilistica può utilizzare maggiormente i vantaggi dei materiali compositi termoplastici.' Pertanto, la macchina è uno degli obiettivi Noi crediamo che le applicazioni automobilistiche alto volume richiesto basso. coerenza tra tempo di ciclo e tipo di parte può verificare, 'Francato detto. altri mercati target comprendono aerospaziale, commercio elettronico, veicoli commerciali (camion) e tubi.' parte dello spazio disponibile è molto ampia. 'ha detto,' spazio materiale ampia, si comincia cercando fibre di vetro e di carbonio, nylon (poliammide o PA), polipropilene (PP) e policarbonato (PC), sono disposti a unirsi polimeri ad alte prestazioni, ad esempio PEEK (polietere etere chetone) , PEKK (polieter chetone chetone), PEI, (polieterimmide), ecc.
automazione
Francato ottiene Airborne e ha detto Siemens Automation è la chiave. 'Cominciamo con l'automatizzare materiale 2016 acquisto FRT, così abbiamo ad un alta qualità, perfetto produzione di grande larghezza del nastro velocità adeguata, non è facile da raggiungere. Ma ora siamo richiedono laminati produzione ad alta velocità di diversi strati in direzioni diverse. 'ha detto che anche se molti sistemi sono in progetti pilota, ma pochi effettivamente prodotto.' utilizzando tecniche sovrastampaggio Engel e automazione KraussMaffei hanno fatto condotto ancora di più, 'ha detto Francato. ma crede attrezzature di produzione molto veloce, su larga scala è ancora carente.' è per questo che vogliamo trovare l'azienda giusta per collaborare capacità. Airborne e Siemens' per raggiungere un determinato livello di prodotti di uso finale Automazione del piatto: le macchine che stiamo assemblando raggiungeranno l'obiettivo di produrre centinaia di migliaia o milioni di parti all'anno. "
L'approccio a bordo è abbastanza flessibile per soddisfare le nostre esigenze. "Acquistiamo attrezzature, ma creiamo anche la nostra tecnologia e combinate, cerchiamo di non reinventarlo, ma di integrare macchine di altri settori che portano innovazione. Abbiamo studiato l'industria della carta, l'industria degli avvolgimenti per cavi, ecc. Per soddisfare le nostre esigenze di produzione dei prodotti, e stiamo anche sviluppando apparecchiature ATL (posa automatica del nastro) pronte per entrare in un mercato non sfruttato.
O'Connor ha dichiarato: "Vediamo che la produttività dell'azienda è elevata, ma non un sistema di materiali avanzato e viceversa." "I leader del settore devono raggiungere l'intersezione tra capacità della macchina, capacità materiali e capacità di processo." Ha affermato la cintura Siemens L'enorme volume di ombrelli digitali che coprono tutte queste aree combinate con i propri dati per raggiungere livelli più elevati di prestazioni lungo la catena di approvvigionamento e la catena di processi.
Fabbricazione di difetti zero
L'affermazione di O'Connor secondo cui la produzione digitale con licenza Siemens sembra molto simile a una produzione a zero difetti chiamata ZAero, Van Mourik sottolinea che questo tipo di materiale di ottimizzazione e catena di processo è quello che le persone vorrebbero vedere, : "I due metodi sono gli stessi, e lo abbiamo fatto negli oleodotti e nei gasdotti. Quando costruisci un prodotto pesante, alto valore 3kt, 50t, hai difficoltà a produrre Per abbandonarlo, ma devi fare i conti con i cambiamenti materiali ed ambientali ed essere ancora in grado di produrre prodotti accettabili, e per farlo abbiamo sviluppato una tecnologia che può essere basata su modelli di processo e intarsi avanzati.
modellazione Francato processo di pensiero compirà un grande affare a questo proposito, ha detto:?. 'difetti di materiale o giunti Qual è l'impatto che possiamo sperare di completare l'adeguamento del materiale durante il volo, però, a convincere l'OEM richiede una grande quantità di dati, se non del tutto automatizzato filiera e catena di processo, è in grado di farlo. 'Francato rilevato che un gran numero di applicazioni di simulazione del processo di stampaggio ad iniezione, ma in termini di materiale fibroso composito continuo non ha molto da fare. Tuttavia, SABIC in due anni a questo proposito, prima ha fatto un sacco di lavoro, utilizzare UDMAX nastro produce un fascio composito universale in luoghi selezionati. 'ho preso solo meno di un minuto per completare questa sezione, e utilizzare questa sezione per testare e validare il nostro modello di simulazione. abbiamo bisogno di sapere come convertire un nastro per la sezione finale, ma anche di comprendere e integrare le parti del processo di formazione '.
O 'Connor ha detto che l'intero processo può essere digitalizzato da Siemens.' Abbiamo in-house sviluppato prodotti, ci sono anche i partner per aiutare a fornire alcune funzionalità aggiuntive possono essere utilizzate per noi '.
La linea di produzione flessibile è stata utilizzata per la prima volta nella produzione di automobili
Van Mourik ritiene inoltre che le linee di produzione sono diventate così flessibile, possiamo eseguire una piccola serie tra la serie 'concetto di produzione digitale riconfigurare la linea di produzione per ciascun prodotto precise impostazioni ottimizzate.' Stato ideale è un piccolo Ha aggiunto: "La stazione di consolidamento sarà la meno flessibile e gli elementi costitutivi comuni diverranno ancora più pervasivi".
Francato ha dichiarato: "La linea di produzione non è lunga quanto quella aerospaziale per i prodotti automobilistici e di elettronica di consumo, quindi possiamo avere un sistema molto robusto da un modello all'altro, da un modello all'altro". TPC gioca certamente un ruolo importante nella guida autonoma e nei sensori, riconosce, "ma TPC gioca un ruolo molto importante negli interni automobilistici in quanto richiede una grande quantità di funzionalità." Rispetto ai materiali tradizionali, I costi possono essere ridotti qui e SABIC è un esperto di interni automobilistici e crediamo che collaborare con Airborne e Siemens aiuterà i clienti di SABIC a produrre parti in modo affidabile e coerente ".
Controllo dei costi
Questo modello di cooperazione è in netto contrasto con la frammentata catena del valore del portafoglio che Van Mourik ha detto del passato: "Negli anni '90, si poteva spendere un sacco di soldi su tessuti in fibra di carbonio (plastica rinforzata con fibra di carbonio) da utilizzare sugli aerei perché Risparmia sul peso e sul valore delle prestazioni offerti, ma il costo e il tempo di consegna necessari per convertire la fibra di carbonio in parti di aeromobili è molto elevato, quindi è fondamentale ridurre drasticamente i costi e il tempo ".
Per Airborne, ciò significa che devono essere coinvolte aziende chimiche come SABIC. "Perché in passato le ricette non sono sempre state ottimizzate per la produzione economicamente conveniente di parti specifiche, perché stiamo lavorando con SABIC, possiamo Rivelare ai fornitori di materiali l'obiettivo di aumentare le prestazioni del materiale o ridurre i costi, che non ha precedenti nel mondo. "Francato ha anche concordato con l'idea che" la produzione leggera a un costo ragionevole ".
Van Mourik ha dichiarato: "Ora stiamo ottimizzando i materiali e i processi produttivi per ridurre sostanzialmente i costi ei cicli di produzione nei prodotti di elettronica di consumo, lo sviluppo di componenti entro due o tre anni è inaccettabile, la situazione reale nel mercato Più vicino a 6-9 mesi.
L'apprendimento automatico accelera lo sviluppo delle linee di produzione
Van Mourik ha riconosciuto che c'è ancora molto lavoro da fare per collegare tutti i fattori di questa linea di produzione digitale, e spiega: "Proveremo prima a digitalizzare questo processo e l'apprendimento automatico potrebbe funzionare localmente, ad esempio solo Utilizzato in press-forming, ma poi colleghiamo questo processo parziale ad ogni parte del processo complessivo. "Sottolinea che questo è anche il luogo in cui Siemens e SABIC lavorano insieme, ad esempio," Se la macchina ci dice di cambiare le impostazioni del processo, Quindi verranno modificati anche i parametri dei materiali e in futuro vorremmo essere in grado di connettersi automaticamente alla produzione di nastri, ma faremo un passo alla volta. "
O 'Connor ha dichiarato:' Questo è un inizio del nostro programma di settore 4.0 e abbiamo la capacità di integrare elementi lungo tutta la catena del processo.Le persone prendono ogni giorno decisioni da milioni di dollari, ma spesso senza il supporto di dati e visualizzazioni, è molto Fenomeno irrazionale
"Il potenziale per i compositi termoplastici è enorme e questa collaborazione accelererà lo sviluppo e l'applicazione di materiali termoplastici", ha detto Francato, aggiungendo che la stessa linea di produzione digitale contribuirà ad accorciare il ciclo di sviluppo. "Non abbiamo bisogno Fai tutte le analisi da solo: questi sistemi digitalizzati riempiranno la maggior parte dei dati e dei dettagli.
Van Mourik cita un esempio: "Per rendere il processo di produzione composito privo di errori, è necessario monitorare decine di parametri: i nostri ingegneri notano spesso alcune delle parti più comprensibili e controllabili. Avendo determinato le finestre per i 2-3 parametri chiave che sono accettabili, tuttavia, utilizzando l'analisi avanzata dei dati in tutto il processo, siamo sorpresi di scoprire che le combinazioni alternative di parametri al di fuori di questa finestra sono meno logiche, ma in realtà esse Ha fornito risultati migliori. "Ha sottolineato che ci è voluto un po 'perché i due chimici capissero il perché, ma ora abbiamo una comprensione e una comprensione molto approfondite del processo, nonché delle prestazioni e dell'efficienza Nuovo miglioramento. '
O 'Connor dice:' Per un semplice esempio, Siemens Controllers ha centinaia di impianti di ottimizzazione in fabbrica che rendono la produzione più veloce, più flessibile e più intelligente, e l'industria dei materiali compositi è all'avanguardia che può trarre vantaggio da questo livello di automazione e controllo .
Van Mourik ha dichiarato: "Se siamo in grado di combinare le conoscenze di Siemens e SABIC con i risultati che abbiamo già dimostrato nello sviluppo di parti e processi compositi, allora possiamo riuscire nello sviluppo di materiali compositi e processi e Accelerato in un modo che non potevamo fare in passato, abbiamo iniziato in piccolo e con un grande potenziale.
Stimolazione dell'intero settore
Francato ha dichiarato: "Vogliamo rendere possibile ai nostri clienti di sfruttare appieno questi materiali termoplastici a fibra continua e portare nuove soluzioni più velocemente che mai." "Crede che a causa della riduzione delle emissioni di carbonio e del consumo di energia La domanda sta crescendo e c'è una crescente opportunità di sviluppo composito. "Considera la dimensione e l'esperienza di questi tre partner e possiamo ispirare altri attori in questo mercato a essere più coinvolti, finora questo mercato è ancora troppo piccolo '.