„Minden egyes munkánk egyedi – az alapoktól építjük fel a rendszereket”
A mobilitási iparág vezető szerepéért a gépjárműgyártók egyre kiélezettebb versenyt folytatnak. Mind többször olyan high-tech vállalatokkal is szembekerülnek, akik az iparágon kívülről érkezve új szemléletet és technológiákat honosítanak meg.

 

A legnagyobb kihívás jelenleg minden autógyártó számára ugyanaz. Hogyan lehet a járművek fogyasztását, valamint károsanyag-kibocsátását csökkenteni úgy, hogy ezáltal megfeleljenek az Európai Uniós irányelveknek? A károsanyag-kibocsátás mérséklésére jó megoldás lehet a motorlöket-térfogat csökkentése, hibrid vagy teljesen elektromos hajtáslánc alkalmazása, és egyéb, a gépjárművek tömegét csökkentő eljárások használata. Kísérletek folynak az acél teherviselő és funkcionális alkatrészek könnyűfémekkel, főképpen alumíniumötvözetekkel történő kiváltására, melyek képesek teljesíteni az elvárt statikus, dinamikus és ütközésbiztonsági elvárásokat.

Mivel a motorok lökettérfogatának csökkentése már elért egy alsó határt, amely a teljesítményszint csökkenése nélkül nem folytatható tovább, így az autógyártók a karosszériaelemek, a motor és az egyéb acél részegységek könnyűfémből történő helyettesítésével érik el a járművek tömegének csökkenését, és biztosítják a szabályozásban meghatározott károsanyag-emissziós értékek elérését. Ennek érdekében könnyűfém (főképp alumínium) komponensek beépítése, nagy szilárdságú ötvözetek növekvő felhasználása szükséges.

A kifogástalan minőségű öntvények előállítása magas szintű szakmai felkészültséget és jelentős innovációs hátteret feltételez. Korábbi tapasztalataink is azt mutatták, hogy számos olyan kis- és középvállalat van jelen a térségben, akik már bizonyították magas szintű szakmai felkészültségüket. Ezért az egyszerű összeszerelés mellett a komoly kihívást jelentő technológiai és mérnöki feladatok megoldására is képesek.

 

Négyfészkes nyomásos öntőszerszám 3D modell

 

Ilyen cég az Inno-cast Hungary Kft., amely öntészeti mérnöki tanácsadást, öntőszerszám-, könnyűfémöntvény-tervezést és -fejlesztést, illetve öntészeti szimulációs elemzést készít ügyfelei számára. A mérnöki vállalkozás ügyvezetője és vezető mérnöke Marcalek Péter, akinek speciális szakterülete a nyomásos öntőszerszámok tervezése, öntvények és egyedi termékek fejlesztése, öntészeti szimulációs elemzések készítése. Őt kérdeztük arról, hogy egy szoftver mire képes, ha hozzáértő mérnök a felhasználója, és ebből mit profitálnak az ügyfelek.

Minek köszönhető az önök sikere és a numerikus módszerek növekvő térnyerése?

Minden bizonnyal annak, hogy lényegesen kisebb költséggel lehet egy új öntvényt, öntőformát vagy öntőszerszámot tesztelni, mielőtt a gyártási fázisba kerül. Így már korai szakaszban lehetőség van azokat a hibákat kiszűrni, amelyek az öntés során felmerülhetnek. Ez a megoldás lényegesen olcsóbb, mint egy új szerszámot legyártani, majd azt lepróbálni, és a hiányosságokat utólag akár több lépésben módosítani, míg elkészül az elvárásoknak megfelelő öntvény. A hagyományos eljárás sokkal hosszabb idő, és magasabb költséggel jár, nem beszélve az esetleges szállítási késedelemről vagy a hibás öntvények miatt elégedetlen megrendelőről, ami egy cég sikerét vagy bukását jelentheti.

Mely iparágak a legnagyobb felhasználók, alkalmazók?

Az öntészeti szimulációk felhasználói elsősorban az öntödék, illetve azok a nagy alkatrészgyártók, akik főként autóipari öntvényeket készítenek, TIR1, TIR2 beszállítók, valamint a szerszámgyártók is gyakran kérnek tőlünk segítséget. A járműgyártásban a végfelhasználó (OEM) felismerte a szimulációs elemzések hasznosságát, és egyre gyakrabban megkövetelik a beszállítóiktól, hogyilyen módon támasszák alá az öntvény vagy szerszám kialakításának megfelelőségét. Ezzel az végfelhasználók célja, hogy minimálisra csökkentsék a hibás öntvények által okozott termeléskiesést, és ne növekedjenek a gyártási költségek, nem is beszélve az esetleges visszahívás következtében kialakult presztízsveszteségről.

 

Öntőformafeszültség-szimuláció

 

A megrendelő lényegében azt szeretné látni, hogy valóban jó minőségű öntvényt kap, és ezt a szimuláció segítségével tudja ellenőrizni. Ha az öntési szimulációk nem mutatnak ki jelentős öntvényhibákat a kritikus területeken, akkor a szimulációs eredmények alapján tervezett és legyártott szerszámmal az öntvényalkatrész is nagy valószínűséggel megfelelő minőségű lesz. A szimulációs szoftvereket elsősorban ebben a vonatkozásban az öntödéknek érdemes használni, hiszen az esetleges módosítások következményét is könnyebb a szimulációval ellenőrizni, de amennyiben egy szerszámgyártó az öntőszerszámok gyártásának területén szeretne új megbízásokat szerezni vagy terjeszkedni, úgy neki is nagyon hasznos ez a fajta segítség.

Mennyire nyitottak a cégek az analízis használatára?

Vannak olyan cégek, amelyek szkeptikusak a szimuláció használatával kapcsolatban, és a több évtizedes szakmai tapasztalatukra támaszkodva próbálják megoldani a felmerült problémákat. Ezek a cégek  akkor keresnek minket és kérnek segítséget, amikor egy felmerülő problémával már nem boldogulnak. Ebben az esetben a kész szerszámot és öntvényt kell megvizsgálni, analízist készíteni, és felderíteni a hiba forrását, illetve megoldást javasolni a selejt csökkentésére. Másrészről van olyan partnerünk is, aki szívesen veszi a szimulációs alkalmazásokat, és az elemzésen alapuló szerszámtervezést hasznosnak találja, így ők az új projekt indulásakor megkeresnek, és már a kezdeti fázisban bevonnak minket a munkába. Elég vegyes a kép, de mindenkinek személyre szabott megoldást tudunk nyújtani.

Hogyan épül fel egy vizsgálat, és milyen öntéstechnikai jellemzőket szoktak vizsgálni egy ilyen munka során?

A nyomásos öntvény esetében a kiindulási pont és a munka alapja mindig az öntvény 3D modellje, amit általában megkapunk a megrendelőtől. Kezdésképpen önthetőségi szempontból megvizsgáljuk az öntvénygeometriát, és keressük az alámetszéseket, a nagy falvastagság-változásokat vagy a túl karcsú geometriákat, ami problémát jelenthet a későbbiekben. Ez alapján egy jellemzést adunk a megrendelőnek arról, hol érdemes vagy javasolt változtatni a geometrián, így elkerülhetők a geometriai kialakításból eredő öntvényhibák, selejtmennyiség, és a nyomásos öntőszerszám működésének is növekszik a hatékonysága, kevesebb a szerszám hibájából történő leállás. Amennyiben van rá mód, a nyomásos öntéstechnológia jellemzőinek megfelelően átalakítjuk a geometriai modellt. A probléma összetettségét szemléltetve nemcsak az öntésre, hanem az utána következő megmunkálásra is tekintettel kell lennünk, mivel nagyon ritka az olyan eset, hogy az öntvény nyers leöntött állapotban kerül felhasználásra.

 

Öntőforma hőmérséklet-szimuláció

 

A gépjárműalkatrészekre jellemző, hogy igen összetett, bonyolult kialakításúak, és az öntvény alkatrészen további marási és fúrási műveleteket hajtanak végre. Gondoljunk egy olajteknőre, ahol a tömítési felület megmunkálása mellett az olajleeresztő csavar férőhelyét és egyéb rögzítési pontokat kell kialakítani. Ezt követi egy öntéstechnológiai kalkuláció, ahol olyan adatokat határozunk meg, mint például a rávágás-keresztmetszet vagy a töltődugattyú sebessége, mivel ezekre az információkra szükségünk lesz a továbbiakban mint a szimuláció peremfeltételeire vagy paramétereire. Amikor minden adat és a megfelelő geometria a rendelkezésünkre áll, kezdésként egy formatöltés-vizsgálatot készítünk, ahol a fémáramlást, a forma töltődésének jellemzőit és a fémsebességet vizsgáljuk. Azt ellenőrizzük, hogy a folyékony fém milyen módon tölti ki a formát, mennyire turbulens az áramlás, hol lesznek az utoljára kitöltődött helyek vagy térfogatok a formában.

Olyan eredményeket is ki lehet nyerni a formatöltési szimulációs vizsgálat során – és ezt minden esetben meg is tesszük –, hogy mely térfogatokban lesznek levegőbezáródások, azok milyen méretűek, és a későbbi megmunkálás során vajon problémát fognak-e okozni, vagy sem. Ezt követi a megszilárdulási vizsgálat, ahol a fő kérdés, hogy hol alakulhatnak ki zsugorodási porozitások az öntvényben, és ezek milyen méretűek lehetnek. A szimulációs vizsgálat nem csak az utólagos megmunkálás szempontjából lehet fontos, mivel a levegőbezáródások és a zsugorodási hibák, porozitások hatással vannak az öntvény alkatrész mechanikai tulajdonságaira, a hőkezelhetőségre (vagy hegeszthetőségre), és bizonyos esetekben az öntvénynek szivárgásmentesnek, gáztömörnek is kell lennie.

A szimulációs vizsgálatnak van egy visszacsatolása is az öntőszerszámra. Az öntőszerszám hőegyensúlyát és a szerszám, illetve a formahűtés hatékonyságát is meg tudjuk határozni, ami kapcsolatban áll az  öntvény megszilárdulásával és hatással van a zsugorodási porozitások kialakulására. Az elkészült öntőszerszám 3D modelljén megviszgáljuk az öntés során kialakuló szerszám és forma hőmérsékleti jellemzőit. Ellenőrizzük azt, hogy az öntőszerszám mennyire hevül fel, milyen hatékony a hűtése, vannak-e forró pontjai vagy éppen hideg helyei, amelyek valamilyen módon negatívan befolyásolják az öntvény minőségét, feltapadást okoznak, vagy csökkentik a szerszám élettartamát. Ugyanis olyan hőfeszültségek léphetnek fel, amelyek a szerszám tönkremenetelét okozhatják. Pl. elreped, darabok válnak le belőle. Ezek a hibák láthatóvá válnak az öntvény felületén is. Leggyakrabban ezeket a jellemzőket vizsgáljuk, és ebből könnyen értelmezhető összefoglalót, illetve prezentációt készítünk az eredményekről és a javaslatokról a megrendelők számára.

Az Inno-cast Hungary Kft. munkája során egy az Egyesült Államokban kifejlesztett szimulációs szoftvert használ, amelynek hazai képviseletét is ellátják. Milyen érvek szólnak az EKK-CAPCAST szoftver alkalmazása mellett?

Amikor elkezdtünk ezzel foglalkozni, akkor több öntészeti szimulációs szoftvert is kipróbáltunk, mielőtt végleg az EKK-CAPCAST szoftver mellett döntöttünk. Elmondhatom, hogy megismertük az európai piacon ismert és használt speciálisan erre a területre készített szimulációs szoftvereket. Így több különböző szimulációs eljárást (véges elemes, véges differenciál és véges térfogatok elvén alapuló módszerek) hasonlítottunk össze, vizsgáltuk azok előnyét, hátrányát és hatékonyságát. Büszkék vagyunk arra, hogy az egyik európai szoftverfejlesztő cég felkért minket az új, még bevezetés alatt álló szoftver próbájára, és az elsők között tesztelhettünk, illetve véleményünkkel segítettük a fejlesztést.

 

Elkészült öntőszerszám formaadó rész

 

Az EKK-CAPCAST mellett szól, hogy könnyen kezelhető, rövid idő alatt elsajátítható a használata, és ár-érték arányban az egyik legjobb a piacon kapható szoftverek közül. De a legjobb tulajdonsága, hogy hatékonyan tudunk vele dolgozni, és nem kell hozzá nagy teljesítményű számítógép vagy munkaállomás, hogy gyorsan megkapjuk a szükséges eredményeket. A szerszámtervezés lényegében egy iterációs folyamat, ami sok időt elvehet, nagy előny, ha naponta öt-hat szimulációt el tudunk készíteni, és így egyre jobban meg tudjuk közelíteni – vagy megtalálni – az optimális kialakítást.

Miért érdemes az öntvényfelhasználó vagy öntészettel foglalkozó cégeknek megkeresni önöket?

A megrendelőnek nem csak a nyers eredményeket adjuk át az öntvény szimulációs elemzésérről, hanem a tervezés és fejlesztés teljes folyamatát megkapják egy kézből. Lényegében az öntödéknek, a szerszámgyártóknak teljes megoldást kínálunk azzal, hogy elkészítjük a csokortervet, a szimulációs elemzést, majd amikor rendelkezésre áll a megfelelő csokorgeometria és a technológiai adatok, megtervezzük hozzá az öntőszerszámot, esetleg a levágó szerszámot is.

Vagyis beépítjük a munkánkba azt a know-how-t, ami garantálja, hogy megfelelő minőségű legyen az öntvény, jól működjön az öntőszerszám és mindenki elégedett legyen a végeredménnyel. További előny, hogy a szimulációt a világ bármely pontjáról el tudjuk végezni interneten keresztül – illetve az öntőszerszám tervezésnél sem vagyunk egy helyhez, irodához kötve –, tehát lényegében bárhol rá tudunk nézni, hogy az éppen készülő analízisnek mi lesz az eredménye. Akár egy új elemzést is fel tudunk paraméterezni és indítani, ez pedig a jelenlegi helyzetben szintén fontos.

Melyek azok a tényezők, amelyek állandó megújulásra késztetik a céget?

Számunkra fontos, hogy a megrendelő elégedett legyen az elkészített munkával, ezért amennyiben az első öntvények a szerszámpróba során nem hozzák az elvárt eredményt, vagy a szimulációs eredmények alapján javasolt módosításokkal nem oldódik meg az adott probléma, akkor mi újra megvizsgáljuk az öntvényt, vagy díjmentesen módosítjuk az öntőszerszám terveket. A folyamatos magas szintű minőséget a cég innovációs tevékenysége biztosítja. Ennek eredménye, hogy rendelkezünk egy szerszámkialakításhoz kapcsolódó szabadalmommal, ami az öntőszerszámok hűtésének/temperálásának egyedi és hatékony módját adja a felhasználóknak. Egy másik szabadalom beadás előtt áll, ún. félszilárd öntési eljáráshoz kapcsolódó fejlesztés. Ezenfelül van szintén egy egyedi tervezési eljárásunk (IFD®), ennek segítségével a csokortervezést és töltőcsatorna-dizájnt egyedülálló módon tudjuk elkészíteni.

Folyamatosan próbálunk új ötleteket, egyedi és speciális megoldásokat bevezetni a munkánkba, melyeket a partnereink szabadon tudnak használni a további szerszám- vagy csokortervezések során. Megpróbáljuk a hagyományos szerszámtervezés, öntőszerszám-kialakítás határait tágítani, és amennyiben a megrendelő részéről van erre lehetőség vagy fogadókészség, akkor olyan új megoldásokat bevezetni egy-egy szerszám tervezése során, amit addig nem alkalmaztak az ügyfélnél. Ebből mi is tanulunk, illetve ha valamely új ötlet hasznos és jól használható, akkor azt az ügyfél a saját használatára fordíthatja a további szerszámok esetén még akkor is, ha azokat nem mi tervezzük meg.

Ezt a gondolkodást tükrözi a honlapunkon olvasható jelmondat is: „Hiszünk abban, hogy nincs két egyforma probléma és két egyforma gyártási környezet. Ezért minden egyes munkánk egyedi, és a tervezés során az alapoktól építjük fel a rendszereket.” Ez azt jelenti, hogy nem sablonokkal és már előre megtervezett szerszámokkal dolgozunk. Mi szeretnénk ennél többet adni, így az alapoktól építjük fel az öntőszerszám tervét, hogy a szerszám hatékonyságát, megbízhatóságát, az öntvény megfelelő minőségét egyedi megoldásokkal tudjuk biztosítani. Nem egyenszerszámokat készítünk elfogadható minőségben, hanem egyedi és kiemelkedő minőséget kívánunk adni megrendelőinknek.

Egyedülálló járműipari tudásbázis a Zala Zone
Rövidesen a befejező szakaszához érkezik a Zala Zone zalaegerszegi járműipari tesztpálya építése - jelentette be Palkovics László innovációs és technológiai miniszter pénteken, a pályán rendezett nemzetközi online konferencián.
Újra kell értékelni a globális beszállítói láncokat
Német közgazdászok a gazdaság fokozatos újraindítását részesítik előnyben a járványvédelmi korlátozások feloldásával, hangsúlyozzák azonban az ifo gazdaságkutató intézet felmérésében, hogy újra kell értékelni a globális beszállítói láncok szerepét.
A Brnói Vásárvállalat szeptembertől folytatja a megszakadt szezont
"Remélem, hogy az elkövetkező hónapokban a Cseh Köztársaságban és egész Európában rendeződik a helyzet, és augusztus végétől újraindíthatjuk a vásári szezont."- mondja Jiří Kuliš ügyvezető igazgató a Brnói Vásárvállalat jelenlegi helyzetéről.
E-Paper: a napfényben is optimálisan olvasható kijelző
A már-már valóban papírvastagságú E-Paper kijelzők a maguk magas felbontásukon és rugalmasan kialakítható szegmentált vagy grafikus kijelzésükön felül, tökéletesen láthatóak még a legerősebb közvetlen napfényben is.
Partnerkapcsolati központ mobil eszközökre
Az ABB Electrification új online platformot indított Connect Partner Hub néven, ahol ügyfelei közvetlen kapcsolatba léphetnek kulcsfontosságú szakemberekkel, például rendszer integrátorokkal, illetve közvetlenül hozzáférhetnek az ABB Ability digitális megoldásaihoz és szolgáltatásaihoz.