Produsen kipas industri fiberglass dibangun berdasarkan tradisi

Hudson Products beralih ke Wickert Hydraulic Presses untuk press yang mirip dengan press yang ada, namun dengan kontrol yang diperbarui dan tingkat fungsionalitas dan kontrol yang lebih tinggi. Sumber | Pengepres Hidrolik Wickert

Hudson Products (Hudson, Beasley, Texas, U.S.) adalah produsen terkemuka penukar panas berpendingin udara dan kipas aliran aksial. Kipas aliran aksial Tuf-Lite fiberglass perusahaan telah diproduksi selama lebih dari 60 tahun dan lebih disukai untuk aplikasi industri. Lebih dari 250.000 kipas Tuf-Lite saat ini digunakan di seluruh dunia.

Seri kipas Tuf-Lite dimulai pada tahun 1955 dengan Tuf-Lite I, yang menampilkan bilah komposit yang diperkuat serat kaca. Sejak pembuatannya, kipas telah melalui beberapa iterasi. Kipas asli diproduksi sebagai airfoil satu bagian monolitik yang dicetak sebagai bagian berongga. Tuf-Lite II diperkenalkan pada tahun 1984 untuk meningkatkan kemampuan manufaktur bagian-bagian kipas. Menurut manajer operasi Hudson Products Nick Rizzo, mempertahankan profil airfoil monolitik asli merupakan tantangan yang sulit dan masih memenuhi persyaratan suku cadang. Desain dua bagian baru dibuat dengan menampilkan bilah yang terdiri dari airfoil dan dudukan, atau leher. Desain juga melihat perubahan di hub tengahnya. Dalam desain Tuf-Lite I, leher bilah monolitik masuk ke dalam soket di hub, sedangkan dalam desain Tuf-Lite II, leher silinder bilah ditahan di tempatnya oleh dua bagian penjepit yang diapit di antara pelat hub atas dan bawah. . Tuf-Lite III diperkenalkan pada tahun 2004, kembali ke desain blade monolitik tetapi tetap mempertahankan konvensi penjepitan.

Desain kipas Hudson Tuf-Lite II dan Tuf-Lite III menggunakan resin vinil ester berpemilik dalam proses pembuatan resin transfer moulding (RTM). Sistem perlindungan terdepan yang dipatenkan juga disematkan, dan lapisan tahan UV diterapkan pada eksterior blade. Kipas angin dirancang untuk menahan korosi dan memaksimalkan rasio kekuatan terhadap berat. Bilah kipas menggabungkan twist aerodinamis dan lancip yang dirancang untuk memberikan distribusi aliran udara yang merata dan efisiensi energi sekaligus meminimalkan getaran.

Hudson menyadari kebutuhan di pasar akan kipas berdiameter besar dengan kebisingan rendah dan melihat peluang untuk iterasi lain dari seri Tuf-Lite. Untuk Tuf-Lite IV, perusahaan menggunakan teknologi dinamika fluida komputasi (CFD) untuk desain yang berfokus pada pengurangan kebisingan dan aliran udara yang efisien.

“Konsep desain di balik Tuf-Lite IV adalah untuk memungkinkan kami mengoperasikan blade yang akan beroperasi seefisien desain kami yang ada, namun pada kecepatan pengoperasian yang lebih rendah,” jelas Rizzo.

Desain Tuf-Lite IV yang dihasilkan dimodelkan setelah Tuf-Lite III, tetapi sekitar 20% lebih besar. Karena ukuran kipas yang bertambah, desain baru tidak kompatibel dengan peralatan manufaktur Hudson yang sudah ada.

“Ini adalah bilah yang jauh lebih besar daripada yang kami cetak sebelumnya dalam gaya monolitik,” kata Rizzo. “Ini memiliki akord yang jauh lebih lebar, secara signifikan lebih panjang dan bentuk airfoil memiliki sapuan atau kurva yang jelas.”

Hudson Products membutuhkan mesin press yang mampu menangani alat berukuran 5m x 1m yang akan dibutuhkan untuk membentuk bilah kipas Tuf-Lite IV. Sumber | Pengepres Hidrolik Wickert

Hudson membutuhkan mesin pres yang mampu menangani alat berukuran 5 kali 1 meter yang diperlukan untuk membentuk bagian-bagiannya. Mesin press komposit Hudson sebelumnya dikembangkan dan dibuat sendiri, tetapi untuk desain kipas baru, perusahaan beralih ke Mesin Press Hidrolik Wickert (Hebron, Ky., AS; Landau, Jerman) untuk mesin cetak kustom baru. Selain peningkatan ukuran, desain blade baru menghadirkan beberapa tantangan produksi. Ini termasuk perubahan dalam urutan layup, jenis fiberglass, konfigurasi material, jumlah lapisan, titik injeksi resin dan posisi jalur ventilasi. Sistem resin berbasis epoksi baru juga dipertimbangkan selama fase desain, tetapi selama pengembangan, Hudson kembali ke vinil ester yang telah digunakan dalam iterasi sebelumnya.

“Beberapa opsi kustom disertakan untuk pers yang khusus untuk cetakan mereka,” kata Tony Ackerman, insinyur penjualan regional untuk Wickert. “Kami bertemu dengan vendor cetakan [Hudson] dan berkolaborasi dalam desainnya.”

“Kami tidak tahu persis bagaimana bagian depan resin akan mengalir melintasi bagian di dalam rongga cetakan,” jelas Rizzo. “Titik konvergensi bagian depan resin itu juga menjadi perhatian. Dengan desain kami yang ada — menjadi aplikasi RTM — cetakan tertutup diberi ventilasi sehingga saat kami memompa resin ke bagian tersebut, udara keluar melalui saluran ventilasi. Setelah bagian tersebut benar-benar basah, idenya adalah membuat resin mengalir keluar melalui jalur ventilasi — jadi posisi jalur ventilasi tersebut sangat penting dalam alat cetakan. Kami ingin menempatkan garis ventilasi tersebut pada titik konvergensi bagian depan resin saat mengalir di atas bagian tersebut.”

Wickert juga bekerja sama dengan Hudson pada sistem kontrol pers untuk mengatur urutan tertentu, sistem alarm dan integrasi dengan sistem pompa resin. Siklus otomatis dirancang untuk mengoptimalkan waktu injeksi serta pemanasan dan pendinginan tekanan. Karena kantung udara digunakan untuk membuat rongga di bilah kipas berongga, Wickert memasang kontrol aktuasi udara untuk memberi tahu kantung udara kapan harus mengembang pada waktu tertentu dalam siklus.

“Mesin-mesin kami yang ada memiliki tingkat otomatisasi sebagai bagian dari siklus manufaktur di mana operator dapat memulai injeksi resin, siklus membasahi, kemudian menyembuhkan siklus pemanasan kemudian siklus pendinginan,” kata Rizzo. “[Wickert] memberi kami mesin press yang memenuhi semua persyaratan tersebut — kami dapat memprogram siklus operator otomatis yang berfungsi serupa dengan apa yang diberikan mesin press kami yang ada, dengan kontrol yang diperbarui dan tingkat fungsionalitas dan kontrol yang lebih tinggi dibandingkan dengan alat berat kami yang lebih tua .”

Selain itu, Wickert merancang mesin press sebagai alat berat hidrolik kerja atas, yang menghasilkan ketinggian kerja rendah, sehingga mudah diakses oleh operator.

“Salah satu fitur khusus pada mesin pres adalah pelat pemanas atas yang dapat berputar untuk ditampilkan kepada operator untuk pembersihan dan inspeksi visual,” tambah Ackerman.

Sementara otomatisasi untuk pers masih diselesaikan dan beberapa penyesuaian perangkat lunak masih dilakukan, Hudson telah mulai memproduksi kipas Tuf-Lite IV dan mengirimkan unit.

“Lebar chord yang lebih lebar dan profil sapuan memungkinkan blade beroperasi dengan peningkatan efisiensi pada RPM yang lebih rendah, memberikan output kebisingan keseluruhan yang lebih rendah,” kata Rizzo tentang blade baru. “Selain itu, kami dapat memenuhi persyaratan ini dengan bilah yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan desain yang ada.”

Lebih sedikit bilah berarti lebih sedikit bahan, membuat Tuf-Lite IV lebih ringan dan lebih murah untuk diproduksi.