Dunia Baru untuk Manufaktur Suku Cadang Energi
Kekhawatiran tentang perubahan iklim dan tingkat karbon dioksida global telah menempatkan energi hijau lebih dekat ke kursi pengemudi dalam beberapa tahun terakhir. Menurut Tinjauan Energi Global Badan Energi Internasional (IEA), sebagian besar ahli memperkirakan energi terbarukan menghasilkan hampir 30 persen dari semua listrik pada tahun 2021, dengan pembangkit listrik tenaga angin dan matahari masing-masing meningkat sebesar 17 persen dan 18 persen.
Terlepas dari pertumbuhan yang mengesankan ini, bahan bakar fosil terus mendominasi pasar, dengan IEA memperkirakan bahwa permintaan batu bara saja akan mencapai 60 persen lebih banyak daripada gabungan semua energi terbarukan. Akibatnya, CO terkait energi2 emisi siap untuk mencapai kenaikan tahunan terbesar kedua yang pernah ada, menghapus pengurangan konsentrasi gas rumah kaca yang didorong oleh pandemi.
Ini adalah industri yang dinamis, tentu saja, tetapi satu hal yang pasti:Konsumsi energi global—apa pun bentuknya—akan terus menciptakan peluang baru bagi toko mesin dan pabrikan terpisah lainnya. Rumah pompa dan turbin, kotak roda gigi, bagian akar kincir angin, kepala sumur dan komponen pengeboran—ini hanya beberapa dari suku cadang yang diproduksi setiap hari oleh OEM energi dan pemasok Tier mereka, banyak di antaranya cukup besar, berat, dan terbuat dari bahan yang menantang seperti Inconel dan Baja dupleks.
Jadilah Besar atau Pulanglah
Suku cadang besar membutuhkan mesin besar, workholding besar, dan alat pemotong besar—semuanya menuntut investasi besar. Klaus Miller, wakil presiden penjualan untuk Absolute Machine Tools Inc., Lorain, Ohio, dengan senang hati membantu dengan yang pertama. Dia mencatat bahwa pasar energi dan kedirgantaraan telah melambat selama dua tahun terakhir, meskipun keduanya tampaknya meningkat sekarang karena pandemi terburuk mudah-mudahan ada di belakang kita.
“Kami adalah importir You Ji dan merek mesin CNC lainnya,” kata Miller. “You Ji melengkapi beberapa peralatan mereka yang lebih besar dengan bantalan meja hidrostatik, membuatnya cukup populer di kalangan produsen suku cadang energi. Itu karena peralatan mesin ini dapat menangani beban sangat berat yang dihadapi di sektor ini dan sektor permesinan lainnya, dan menawarkan akurasi jangka panjang yang sangat baik karena fitur ini.”
Dalam satu contoh baru-baru ini, Absolute memasang mesin bubut turret vertikal (VTL) You Ji dengan meja 4 m. Perusahaan yang membelinya mesin benda kerja energi besar, yang menurut Miller menjadi kuat menyusul kenaikan investasi energi bersih selama jangka waktu 2006 tetapi mulai berkurang kira-kira satu dekade kemudian karena manufaktur pindah ke lepas pantai ke China, Rumania, dan pemasok berbiaya rendah lainnya. . Pemasangan baru ini mungkin menunjukkan pembalikan dari apa yang telah lama menjadi tren.
Absolute juga memasang pabrik bor berkapasitas besar untuk pelanggan lokal awal tahun ini. Meskipun manajemen toko tidak mengungkapkan aplikasi spesifiknya, mereka memberi tahu Miller bahwa itu dimaksudkan untuk pekerjaan energi dan harus memiliki kapasitas beban 35.000 lbf (155,7 kN). “Mereka sudah memiliki pabrik jembatan Johnford tetapi membutuhkan sesuatu yang lebih besar,” katanya. “Sekali lagi, di antara bantalan hidrostatik dan massa mesin yang tipis—130.000 lb (58.967 kg)—itu terbukti menjadi solusi yang tepat.”
Semakin Berat Semakin Baik
Massa alat berat jelas penting saat melakukan pemotongan berat dan mengupayakan akurasi di bagian yang lebih besar daripada truk pikap. Miller dan yang lainnya menyarankan bahwa beberapa pembuat peralatan mesin saat ini "membuatnya seperti dulu" dan oleh karena itu banyak toko mesin memilih untuk memasang kembali Lucas, Giddings &Lewis dan besi tua lainnya dengan kontrol CNC. Dan meskipun ini adalah cara terbaik untuk memperpanjang masa pakai dari apa yang tentunya merupakan investasi besar, ada saatnya bahkan peralatan terbaik pun gagal dibandingkan dengan peralatan modern yang setara, tidak peduli berapa kali telah diperbarui.
Cara lain bagi toko untuk memaksimalkan investasi ini adalah dengan menggunakan sebagian besar kemampuan permesinan mereka untuk berkembang melampaui pasar energi. Misalnya, industri pertahanan adalah pengguna signifikan suku cadang berukuran besar, seperti halnya industri pertambangan, pertanian, dan konstruksi. Mengatasi pekerjaan seperti itu, bagaimanapun, berarti toko harus berinvestasi dalam peralatan mesin fleksibel yang dapat dengan mudah disesuaikan dengan berbagai suku cadang dan membanggakan fitur yang meminimalkan waktu henti.
Bernard Otto, direktur dukungan teknis dan manajer produk untuk produk Kiwa Jepang dan OKK Jepang di Methods Machine Tools Inc., Sudbury, Mass., memiliki beberapa rekomendasi tentang cara mencapainya. Dia mencatat bahwa banyak pelanggan Metode mendukung industri fracking, memproduksi pompa, housing, dan komponen besar yang serupa. Menjadi kompetitif di sini tidak hanya berarti menghilangkan sejumlah besar material dari coran dan tempa baja secara efisien, tetapi juga menjaga spindel tetap berputar setiap saat.
“Pemanfaatan spindel yang tinggi mengharuskan orang yang mengoperasikan alat berat dapat memasukkan dan mengeluarkan 17.000 lb (7.711 kg) suku cadang dari alat berat dengan cepat, akurat, dan yang terpenting, dengan aman,” katanya. “Dalam sebagian besar kasus, ini paling baik dilakukan dengan pengubah palet.”
Mendalam
Otto juga menunjukkan bahwa memiliki rentang kecepatan spindel yang luas memberikan fleksibilitas yang serupa. Dia mengatakan banyak dari pusat permesinan di arena ini membanggakan headstocks roda gigi 50-lancip dengan hanya dua rentang, kecepatan tinggi dan kecepatan rendah, dan maksimal pada 3.600 rpm. Hal ini membatasi kemampuan pemiliknya untuk menggunakan bor kecil dan pemotong frais atau paduan aluminium mesin.
“OKK adalah salah satu dari sedikit pabrikan yang menawarkan tiga rentang gigi dan hingga 6.000 rpm, yang memungkinkan pelanggannya memotong secara sangat agresif dengan gilingan muka besar, misalnya, dan juga menggunakan alat pemotong yang lebih kecil bila diperlukan,” kata Otto. “Ini membuatnya jauh lebih fleksibel untuk toko yang harus memproduksi berbagai benda kerja.”
Fitur lain yang harus dicari termasuk daya dorong sumbu Z yang tinggi untuk operasi pengeboran berat, pemipaan terintegrasi untuk workholding hidrolik otomatis, dan, pada penggilingan bor, kemampuan untuk mengunci pena bulu (sumbu W) pada tempatnya, sangat meningkatkan kekakuan saat pekerjaan seadanya. kantong. Karena alasan inilah dan lainnya, Otto setuju dengan Absolute's Miller bahwa mengikuti teknologi peralatan mesin saat ini adalah jalan yang jelas ke depan bagi toko-toko yang ingin tetap sekompetitif mungkin.
Namun, mungkin rekomendasi paling penting bagi produsen energi dan lainnya dengan permintaan yang berfluktuasi adalah menjaga mesin mereka tetap menyala dan beroperasi penuh. Hal ini terutama berlaku untuk sektor minyak dan gas, yang bisa sangat siklis, dan untuk perusahaan dengan aset mesin yang telah lama dibayar dan cenderung menganggur di antara pekerjaan.
Kata Otto, “Dalam situasi ini, departemen layanan kami akan sering menerima panggilan dari pelanggan yang mencoba menyalakan mesin yang tidak digunakan selama berbulan-bulan dan terkadang bertahun-tahun, hanya untuk menemukan bahwa porosnya membeku atau komponen elektronik mati. . Itulah sebabnya kami memberi tahu toko-toko untuk mendaur ulang mesin mereka secara berkala, dan, lebih baik lagi, menempatkannya pada jadwal pemeliharaan preventif dengan distributor resmi. Melakukannya membantu menghindari kejutan yang tidak menyenangkan, terlepas dari merek mesin, ukurannya, atau jenis pekerjaannya.”
Mencengkeram Secara Konsisten
Braden Damman mendukung perlunya workholding hidrolik, meskipun dia dengan cepat menunjukkan bahwa pipa terintegrasi yang disebutkan sebelumnya bukanlah prasyarat. Seorang insinyur aplikasi di pemasok komponen workholding Vektek LLC, Emporia, Kan., Damman mencatat bahwa beberapa opsi konfigurasi tambahan tersedia, termasuk yang mana perlengkapan workholding itu sendiri dilengkapi dengan hidraulik dan ditenagai oleh "akumulator" eksternal, perangkat yang mempertahankan tekanan pada sistem selama pemesinan.
Terlepas dari pendekatannya, workholding hidraulik adalah pemenang yang jelas dalam hal konsistensi dan keandalan, jika bukan dari segi harga. “Dalam sebagian besar aplikasi, hidraulik adalah solusi yang paling mahal, meskipun biaya awal dengan cepat diimbangi dengan peningkatan produktivitas,” kata Damman. “Ini menghilangkan variasi yang terlihat dengan metode penjepitan manual dan merupakan keharusan untuk proses otomatis.”
Ironisnya, sebagian besar workholding bagian energi besar yang Damman dipanggil untuk membantu adalah untuk operasi sekunder. “Kami melihat cukup banyak komponen turbin gas yang memiliki semacam detail halus dengan toleransi yang sangat ketat,” katanya. “Dalam aplikasi ini, pelanggan sering ingin memasang suku cadang pada mesin gerinda CNC untuk finishing dan juga membutuhkannya untuk diotomatisasi. Workholding hidraulik hampir selalu merupakan metode yang disukai karena pengulangannya yang tinggi.”
Larry Robbins, presiden spesialis workholding SMW Autoblok Corp., Wheeling, Illinois, adalah penggemar berat penjepitan berulang tetapi mencatat bahwa sering kali perlu memposisikan ulang sebagian besar karena variabilitasnya. “Apakah itu penempaan atau pengecoran, kapan pun Anda mendapatkan diameter di atas satu meter atau lebih, Anda hampir selalu membutuhkan cara untuk menyesuaikan lokasinya di dalam chuck,” katanya. “Kami telah menawarkan penyesuaian rahang independen dengan chuck manual dan hidrolik kami selama mungkin 25 tahun sekarang, tetapi telah memperluas kemampuan itu selama beberapa tahun terakhir ke lini produk workholding kami yang diaktifkan secara elektrik.”
Pekerjaan yang Energik
Robbins menjelaskan bahwa MM e-motion chucks perusahaan memiliki sistem pemosisian linier yang dipatenkan (LPS) yang memungkinkan operator—secara otomatis atau tidak—mengukur lokasi suku cadang di alat berat melalui probe sentuh, mengirim informasi posisi ke pengontrol dan memiliki pusat chuck bagian yang sesuai. Setiap rahang ditenagai dan dikendalikan oleh "e-motor"-nya sendiri yang pada gilirannya digerakkan oleh coupler induktif, memungkinkan sistem untuk digunakan pada aplikasi stasioner atau putar. Bagian dari segala bentuk dan ukuran hingga 1.250 mm diakomodasi, seperti modifikasi gaya cengkeraman, bahkan saat bagian sedang dikerjakan.
Seperti yang dikatakan beberapa orang lain di sini, Robbins dan SMW Autoblok telah mengalami perlambatan di sektor energi dan kedirgantaraan selama dua tahun terakhir, meskipun keduanya menikmati peningkatan akhir-akhir ini. Menariknya, dia mulai melihat permintaan dari industri minyak dan gas untuk chuck yang mampu mencengkeram pipa yang lebih besar, permintaan yang menantang dari perspektif workholding dan peralatan mesin.
“Di masa lalu, kami telah mendesain ulang master jaw untuk meningkatkan kapasitas pada chuck yang ada, tetapi sekarang kami dihadapkan dengan desain produk yang benar-benar baru mengingat permintaan untuk lubang tembus 24" (610 mm),” katanya. Diameter besar seperti itu juga menempatkan beban berat pada bantalan spindel mesin bubut. Ini adalah sesuatu yang dapat kita kurangi melalui penggunaan sandaran tetap, tetapi di sini sekali lagi, kita mendekati batas teknologi workholding yang ada. Penyedia energi berada di ambang menciptakan pasar yang sama sekali baru.”
Menyetujui Otomasi
Penyedia sistem otomasi Fastems LLC USA, West Chester, Ohio, melihat tuntutan serupa untuk teknologi baru. Manajer Penjualan Regional Loy McEldowney mengatakan sektor energi secara tradisional lambat mengadopsi penanganan suku cadang otomatis, meskipun pola pikir itu mulai berubah berkat kekurangan tenaga kerja terampil yang berkelanjutan. “Seperti banyak industri, mereka kehilangan keahlian dan tidak punya pilihan selain mengotomatisasi di mana pun mereka bisa.”
Ini membutuhkan beberapa hal. Salah satu pusat pemesinan penggantian palet yang dijelaskan sebelumnya adalah tempat yang baik untuk memulai, diikuti oleh beberapa bentuk workholding otomatis. Selain perlengkapan hidraulik dan elektronik yang telah dibahas, sistem penempatan titik nol yang diaktifkan secara mekanis atau udara juga tersedia. McEldowney mengatakan kenop retensi untuk sistem semacam itu sering dipasang langsung ke benda kerja besar, dengan penerima kawin terpasang ke palet.
Mungkin yang paling penting dari semuanya adalah pengembangan proses yang stabil dan dapat diprediksi. Tugas ini dapat menjadi tantangan pada setiap bagian mesin, tetapi terutama untuk pekerjaan volume rendah, campuran tinggi yang umum untuk pembuatan energi. Meski begitu, semakin banyak pemasok komponen minyak dan gas yang melakukan hal itu.
“Membenarkan investasi dalam otomatisasi dan pengembangan proses selanjutnya tidak memerlukan volume tinggi seperti halnya pesanan yang cukup berulang,” kata McEldowney. “Untuk perusahaan yang memiliki perjanjian jangka panjang dengan pelanggan mereka dan dapat melihat apa yang akan terjadi selama 18 hingga 24 bulan ke depan, jauh lebih tidak menakutkan untuk menghabiskan uang untuk perlengkapan khusus, palet untuk memasangnya, dan otomatis atau bahkan semi- sistem penyimpanan otomatis. Ketika pesanan datang, yang harus mereka lakukan hanyalah memuat palet, memanggil program dan menjalankan bagiannya. Dan bagi mereka yang memiliki sistem MMS (manufacturing management software) dan pengontrol sel terintegrasi kami, mereka dapat melakukannya tanpa lampu. Bagaimanapun, itu membuat produksi volume yang lebih rendah menjadi sangat efisien.”
