Innowacje w Kutnie

Odlewnia Kutno, korzystając z możliwości wsparcia innowacyjnych działań przez NCBiR, postanowiła sięgnąć po rozwiązania z obszaru Przemysłu 4.0. W zakładzie trwa realizacja projekt badawczo-rozwojowego, którego efektem będzie uruchomienie technologii wytwarzania wysoko dokładnych odlewów żeliwnych dla sektora Automotive.

– System sterowania zalewarek linii formierskich i nowa stacja przerobu mas to dwa niezależne i mogące pracować zaraz po zainstalowaniu i podłączeniu elementy wspomnianego powyżej projektu – wyjaśnia Rafał Durkiewicz, wiceprezes zarządu Odlewni Kutno. – Dzięki ich uruchomieniu możliwa stanie się jakościowa zmiana sposobu przygotowywania masy formierskiej. To skok technologiczny, który pozwoli na poprawę efektywności i obniżenie kosztów odlewania. Dotychczasowy system zalewania form oparty był na tradycyjnym napędzie przy użyciu siłowników hydraulicznych, teraz został on zastąpiony przez system zalewania sterowany elektrycznym silnikiem.

Nowa stacja przerobu mas

W Kutnie zdecydowano się na wykorzystanie sprawdzonej technologii opartej na rozwiązaniach firm Simpson i Eirich. Zautomatyzowany system produkcji masy formierskiej pozwoli na poprawę jej jakości i zmniejszenie liczby odlewów wadliwych. Zmniejszone też zostaną energochłonność całego procesu i jego oddziaływanie na środowisko naturalne.
Uruchomienie i wdrożenie prototypowej stacji przerobu mas poprzedzone zostało badaniami prowadzonymi przez Sieć Badawczą Łukasiewicz – Krakowski Instytut Technologiczny, które pozwoliły na sformułowanie założeń oraz wytycznych jej budowy oraz opracowanie optymalnego składu klasycznej, bentonitowej masy formierskiej.
Procesy przygotowania i odzysku masy formierskiej w Kutnie zostaną w pełni zautomatyzowane, będą sterowane i nadzorowane przez specjalne narzędzia informatyczne wykorzystujące metodykę machine learning. Zalgorytmizowany dobór składników masy formierskiej pozwoli na niezawodne i szybkie jej przygotowanie bez udziału operatora, z uwzględnieniem pełnej kontroli parametrów fizykochemicznych. Główne cele prac to budowa i uruchomienie w pełni funkcjonalnej instalacji umożliwiającej produkcję oraz odzysk masy formierskiej o specjalnych, opracowanych w ramach badań przemysłowych, właściwościach. Element nowej technologii wytwarzania wysoko dokładnych odlewów żeliwnych, można również przedstawić jako systemy powiązanych ze sobą węzłów zapewniających efektywną, niezawodną i przyjazną dla środowiska gospodarkę masą formierską.
W celu utrzymywania wysokiej jakości masy formierskiej, gwarantującej eliminację ryzyka powstawania wad powierzchniowych odlewów, należy cyklicznie kontrolować parametry fizykochemiczne, wytrzymałościowe oraz technologiczne masy na trzech kluczowych etapach jej obiegu, tj. tuż po procesie przygotowywania (mieszarka), w fazie formowania (w linii transportującej masę) oraz po procesie wybijania. Dodatkowo zakłada się, że na innowacyjnej stacji przerobu mas wszystkie składniki dozowane będą do mieszarki automatycznie. Masa obiegowa po procesie wybijania będzie stanowiła zasadniczą część nowej porcji masy w kolejnych cyklach produkcji.
Ze względu na złożoność procesów fizykochemicznych zachodzących w trakcie procesu przetwarzania masy formierskiej konieczna jest kontrola poszczególnych jej parametrów na każdym z etapów jej obiegu.
– W odlewnictwie w większości zakładowych laboratoriów przemysłowych oznacza się przede wszystkim wytrzymałość na ściskanie w stanie wilgotnym. To oczywiście ważne i potrzebne badania, ale formułowanie wniosków dotyczących jakości masy formierskiej na podstawie analizy tylko tej wielkości nie jest wystarczające – podkreśla Dariusz Jach, dyrektor R&D Odlewni Kutno. – Dlatego chcemy oznaczać również wytrzymałość na rozciąganie w strefie przewilżonej. Dopiero oba te parametry powinny dać dostatecznie miarodajną ocenę masy pod względem jej wpływu na powstawanie wad powierzchniowych. Ich analiza w połączeniu z analizą czynników takich jak zawartość gliny aktywnej, straty prażenia oraz stosunek wodno-glinowy umożliwi kompleksową kontrolę procesu przygotowania masy formierskiej oraz utrzymanie jej stabilnych i wysokich parametrów.

System zalewania form

To zautomatyzowany proces zalewania form z zastosowaniem nowoczesnych rozwiązań sterowania zatyczką i z automatyczną kontrolą poziomu metalu w rynnie zalewowej. Przypomnijmy, że dotychczas użytkowany system, oparty na napędzie siłownikami hydraulicznymi, został zastąpiony przez elektryczny układ zalewania form.
– Zdecydowaliśmy się na nowoczesne rozwiązanie, którego wszystkie elementy składowe pozwolą na dokładną i ciągłą kontrolę temperatury zalewania dzięki instalacji pirometru optycznego. Przy tym będzie to system wyposażony w funkcję płynnej regulacji mocy grzewczej oraz systemy sterowania zatyczką zalewarki i kontroli poziomu ciekłego metalu w rynnie. Dzięki temu rozwiązaniu – jestem o tym przekonany – zapewnimy wysoką jakość odlewów produkowanych w automatycznej linii formierskiej – podsumowuje dyrektor Dariusz Jach.
Odlewnia Kutno oferuje dziś produkty rdzeniowane i bezrdzeniowe z żeliwa szarego i sferoidalnego. Następstwem realizacji projektu będzie opracowanie technologii, która umożliwi wykonywanie skomplikowanych geometrycznie i wysoko dokładnych odlewów żeliwnych, wytwarzanych z żeliwa szarego i sferoidalnego na drodze odlewania do form bentonitowych.
Oferta Odlewni Kutno obejmuje odlewy o masie 0,3–61 kg z żeliwa szarego i sferoidalnego, wykonywane przede wszystkim w ramach pakietu usług obejmujących projektowanie, opracowanie omodelowania i produkcję odlewów, obróbkę i malowanie, kompletację i wysyłkę.
– Dzięki realizacji wspomnianego projektu liczymy na radykalną poprawę efektywności kosztowej obecnie realizowanych procesów technologicznych i wprowadzenie do produkcji całkowicie nowego asortymentu wyrobów dla różnych grup odbiorców – dodaje Rafał Durkiewicz. – Decyzja o zastosowaniu i wdrożeniu nowej technologii wytwarzania masy formierskiej i systemu zalewania wprowadziło nas do grona firm rozwijających się technologicznie i elastycznie dostosowujących się do zmieniających się wymagań rynkowych i oczekiwań naszych partnerów. Nie zapominajmy jeszcze o jednym bardzo ważnym aspekcie wprowadzanych rozwiązań, czyli poprawie warunków pracy dla naszej załogi – dodał na koniec prezes Durkiewicz.