Hudson Products: Inovasi Keunggulan Kipas Fiberglass 60+ Tahun

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

Hudson Products (Hudson, Beasley, Texas, AS) adalah pabrikan terkemuka penukar pendingin pendingin udara dan kipas aliran axial. Kipas aliran axial Tuf-Lite fiberglass perusahaan telah dalam produksi selama lebih dari 60 tahun dan disukai untuk aplikasi industri. Lebih dari 250.000 kipas Tuf-Lite saat ini digunakan di seluruh dunia.

Seri kipas Tuf-Lite dimulai pada 1955 dengan Tuf-Lite I, dengan daur komposit yang diperkaya serat kaca. Sejak penciptaan, kipas telah melalui beberapa iterasi. Kipas asli diproduksi sebagai foil udara monolitik satu bagian yang dicetak sebagai bagian berongga. Tuf-Lite II diperkenalkan pada 1984 untuk meningkatkan kemanufakturan bagian kipas. Menurut manajer operasi Hudson Products Nick Rizzo, sulit untuk mempertahankan profil foil udara monolitik asli dan tetap memenuhi persamaan bagian. Desain baru dua bagian dikonsepsi yang terdiri dari daur yang terdiri dari foil udara dan holder, atau leher. Desain juga melihat perubahan di hub pusatnya. Dalam desain Tuf-Lite I, leher monolitik daur yang dicetak muat ke dalam soket di hub, sementara dalam desain Tuf-Lite II, leher silinder daur dipertahankan oleh dua setengah klip yang diletakkan di antara plate hub atas dan bawah. Tuf-Lite III diperkenalkan pada 2004, kembali ke desain daur monolitik tetapi mempertahankan konvensi kliping.

Desain kipas Tuf-Lite II dan Tuf-Lite III Hudson menggunakan resin vinyl ester proprietary dalam proses manufaktur resin transfer molding (RTM). Sistem perlindungan tepi leading proprietary juga disematkan, dan lapisan tahan UV diterapkan pada eksterior daur. Kipas dirancang untuk menahan korosi dan untuk memaksimalkan rasio kekuatan terhadap bobot. Daur kipas incorporates twist aerodinamis dan tapered yang dirancang untuk memberikan distribusi aliran udara yang merata dan efisiensi energi sambil juga meminimalkan getaran.

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

“Konsep desain di balik Tuf-Lite IV adalah untuk memungkinkan kami memasang daur ke layanan yang akan beroperasi seefisien desain yang ada, namun pada kecepatan operasi yang lebih rendah,” menjelaskan Rizzo.

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

“Ini adalah daur yang jauh lebih besar dari yang telah kami cetak sebelumnya dalam gaya monolitik,” kata Rizzo. “Ini memiliki chord yang jauh lebih lebar, jauh lebih panjang dan bentuk foil udara memiliki swep atau kurva yang mencolok.”

Hudson Products membutuhkan press yang mampu menangani alat 5m x 1m yang akan diperlukan untuk cetak daur kipas Tuf-Lite IV. Sumber | Wickert Hydraulic Presses

Hudson membutuhkan press yang mampu menangani alat 5-by-1-meter yang diperlukan untuk cetak bagian. Press komposit Hudson sebelumnya dikembangkan dan dibangun in-house, namun untuk desain kipas baru perusahaan beralih ke Wickert Hydraulic Presses (Hebron, Kentucky, AS; Landau, Jerman) untuk press custom baru. Selain ukuran yang meningkat, desain daur baru menyajikan beberapa tantangan produksi. Ini termasuk perubahan urutan tumpukan, jenis fiberglass, konfigurasi material, jumlah lapis, titik injeksi resin, dan penempatan saluran ventilasi. Sistem resin berbasis epoksi baru juga dipertimbangkan selama fase desain, namun selama pengembangan, Hudson kembali ke vinyl ester yang telah digunakan dalam iterasi sebelumnya.

“Beberapa opsi custom disertakan ke press yang spesifik untuk cetakan mereka,” kata Tony Ackerman, insinyur penjualan regional Wickert. “Kami berkumpul dengan vendor cetakan [Hudson] dan bekerjasama pada desain.”

“Kami tidak tahu dengan pasti bagaimana fronte resin akan mengalir di bagian dalam ruang cetakan,” menjelaskan Rizzo. “Titik konvergensi fronte resin juga menjadi kekhawatiran. Dengan desain yang ada kami — yang merupakan aplikasi RTM — cetakan tertutup di-ventilasi sehingga saat kami memompa resin di bagian, udara meluap melalui saluran ventilasi. Setelah bagian sepenuhnya basah, ide adalah resin keluar melalui saluran ventilasi — jadi penempatan saluran ventilasi sangat penting dalam alat cetak. Kami ingin menempatkan saluran ventilasi di titik konvergensi fronte resin saat mengalir di bagian.”

Wickert juga bekerjasama dengan Hudson pada sistem kontrol press untuk mengatur urutan spesifik, sistem alarm, dan integrasi dengan sistem pompa resin. Siklus otomatis dirancang untuk mengoptimalkan waktu injeksi dan tekanan pemanasan serta pendinginan. Karena kantong udara digunakan untuk menciptakan ruang dalam daur kipas berongga, Wickert menginstal kontrol aktuasi udara untuk memberi tahu kantong udara kapan mengembang pada waktu tertentu dalam siklus.

“Mesin yang ada kami memiliki tingkat otomasi sebagai bagian dari siklus manufaktur di mana operator dapat memulai injeksi resin, siklus basah, kemudian siklus pemanasan curing dan siklud pendinginan,” kata Rizzo. “[Wickert] memberikan kami press yang mencapai semua persamaan tersebut — kami dapat memprogram siklus operator otomatis yang berfungsi serupa dengan apa yang diberikan press kami yang lebih lama, dengan kontrol yang diperbarui dan tingkat fungsionalitas serta kontrol yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin lama kami.”

Selain itu, Wickert merancang press sebagai mesin hidrolik top-acting, yang menghasilkan tinggi kerja rendah, sehingga mudah diakses oleh operator.

“Salah satu fitur custom pada press adalah platen pemanas atas yang dapat berputar untuk menghadap operator untuk pembersihan dan inspeksi visual,” menambahkan Ackerman.

Sementara otomasi untuk press masih diselesaikan dan beberapa penyesuaian perangkat lunak masih dilakukan, Hudson telah mulai memproduksi kipas Tuf-Lite IV dan sedang mengirim unit.

“Lebar chord yang lebih besar dan profil yang dilayangkan memungkinkan daur untuk beroperasi dengan efisiensi yang meningkat pada RPM yang lebih rendah, memberikan output kebisingan keseluruhan yang lebih rendah,” kata Rizzo tentang daur baru. “Selain itu, kami dapat memenuhi persamaan ini dengan jauh lebih sedikit daur dibandingkan dengan desain yang ada.”

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