فوائد المطابع الميكانيكية والصحافة التي يقودها سيرفو في الاستمارة الحديثة

Understanding Electromechanical and Servo-Driven Presses

وقد انتقل تطور تكنولوجيا تكوين المعادن بصورة حاسمة من النظم الهيدروليكية والميكانيكية البحتة إلى الصحافة المجهزة كهربائيا، وتسمح الصحافة الكهربائية الميكانيكية باستبدال الأسطوانات الهيدروليكية والمضخات بمحرك كهربائي يقود متغيرا ميكانيكيا للربط بالبالوعة، إلى آلية للنظافة، أو التجمعات الميكانيكية.

ومن خلال القضاء على خزانات السوائل الهيدروليكية، والمتراكمات، والصمامات، تخفض هذه الصحافة نفايات الطاقة والتعقيد الميكانيكي، كما أن عدم وجود النفط يزيل مخاطر التلوث الرئيسية في بيئات غرف الصرف، وتهيئ الصحافة الكهروميكانيكية والصحافة التي تحركها المحركات مساراً أمام المصانع إلى أعلى من خلال الناتج، وانخفاض تكاليف التشغيل، وتشديد الرقابة على الجودة.

الفوائد الرئيسية للصحافة الكهربائية والميكانيكية

تحسين الدقة والتكرار

ويمكن للصحافة التي تحركها أجهزة السيرفو أن تنزلق بدقة في الميكرونات وتكرر تطبيق القوة إلى ما بين عُشراء قليلة من المئة، وهذا الدقة تأتي من ردود الفعل التي تبثها المحركات والتي تُعدل باستمرار تمزق السيارات والسرعة للتعويض عن تغيرات الحمولة، وخلافا للنظم الهيدروليكية التي تفقد الدقة بسبب قابلية الضبط، وتغير درجات الحرارة، وارتداء الختم، فإن الصحافة الكهرومائية تحافظ على أداء ثابت على الإنتاج الطويل.

كفاءة الطاقة وتخفيض تكاليف التشغيل

وتدير الصحافة الهيدروليكية التقليدية محركات الضخ باستمرار للحفاظ على ضغط النظام، حتى عندما تكون الصحافة متعثرة أو تؤدي ضربة بطيئة، ولا تسحب الصحافة الكهربائية الميكانيكية الطاقة إلا عندما تضغط المحرك بقوة على الشريحة، وقد وجدت دراسة أجرتها U.S. Department of Energy أن أجهزة الإرسال الكهربائي التي تحركها الارتفاع يمكن أن تقلل استهلاك الطاقة بنسبة 50 إلى 70 في المائة.

انخفاض الصيانة وزيادة ساعات العمل

وتتطلب النظم الهيدروليكية تغييرات منتظمة في النفط، واستبدال المرشات، وعمليات تفتيش الختم، وإصلاحات التسرب، إذ أن عدد المطابع التي يقودها سيرفو أقل بكثير من ارتداء المكونات - لا مضخات، أو صمامات، أو هوايات، أو مرشحات - والعناصر الميكانيكية الرئيسية هي ذات مسامير، أو مسامير الكرات، أو المحرك نفسه، كما أن الصيانة الافتراضية باستخدام تحليل الاهتزاز والرصد الحالي يمكن أن تحدد مواعيد الاستبدال بنسب القصوى بنسبة ٣ في المائة في أعلى.

المرونة ومراقبة العمليات القابلة للبرمجة

وتتيح الصحافة التي تحركها الدوائر للمشغلين تخزين برامج متعددة للتكوين تكيف سرعة الشرائح وتسريعها ووقتها وتضغط على الذبابة، مما يزيل الحاجة إلى تغييرات ميكانيكية في تحديد الديوكسينات مشتركة في المطابع الميكانيكية القديمة ذات أطوال السكتة الدهون الثابتة، ويمكن تحقيق التغيير بين الوظائف في دقائق عن طريق تحميل وصفة جديدة، مع الجمع بين نظم الصنع السريعة، والضغطات ذات المرونة البرمجية.

ألف - الجوانب البيئية والأمنية

ويقضي القضاء على النفط الهيدروليكي على خطر التسربات والتسرب الذي يلوث الطوابق والأجزاء والمياه الجوفية، ولا تنتج أجهزة سيرفو مستويات ضوضاء أقل من المضخات الهيدروليكية التي تعمل تحت ضغط كامل، وبالإضافة إلى ذلك، فإن الرقابة الدقيقة على حركة الشرائح تقلل من خطر حدوث تحطم في الأدوات واضطرابات في أجزاء منها، إذ تضم أجهزة ضغط مدمجة في القوة ورصد المواقع توقف تلقائياً عن حدوث خطأ في الصيانة إذا تم اكتشافها.

تطبيقات الصناعات عبر الحدود

الصناعة التحويلية

وكانت خطوط الطوابع الآلية من بين أوائل معتمدي تكنولوجيا الصحافة في سيرفو، حيث تنتج صحف النقل ذات الدفع العالي جداً أفرقة الجسم، والتعزيزات الهيكلية، والأقواس الداخلية ذات الجودة المتسقة، والقدرة على تعديل سرعة الشرائح أثناء عملية التكوين، التي تهبط في قاع السكتة الدماغية، للحد من دقة البُعد في الهواء الرجعي والارتفاعي، وفقاً لـ ().

الفضاء الجوي والدفاع

وتحتاج مكونات الفضاء الجوي إلى تسامح شديد الضيق وإلى بارامترات عملية يمكن تعقبها، وتنتج المطابع المتحركة أجزاء من توربينية محركات الطائرات، وأقواس سطوح جلدية من السواحل العالية السلسلة مثل التيتانيوم والإيكونيل، كما أن مقابر البيوت القابلة للبرمجة والقوارب الخاضعة للمراقبة تتيح للمصنعين العمل بالمواد التي يصعب تكوينها دون كسر، كما أن قدرات قطع الأشجار تفي بمعايير الجودة في الفضاء الجوي مثل AS9100.

الإلكترونيات والأجهزة الطبية

وفي التجمعات الجزئية والصغيرة، تبرز المطابع الكهروميكانيكية في عمليات حساسة مثل إدخال الدبابيس، وفحص المساكن، وأخذ المواد الطبية الأساسية، والبيئة النظيفة الخالية من النفط، وهي ضرورية لجمع أجهزة قابلة للزراعة في غرفة نظيفة، ولا يمكن أن تنطبق على أجهزة التحكم في قوة التشغيل المغلقة سوى القليل من أجهزة نيوتن التي تصل إلى مئات الكيلونيوتن التي تصلح.

الاعتبارات الاقتصادية والعودة إلى الاستثمار

الاستثمار الأولي في رأس المال

ولا يوجد إنكار لأن الصحافة التي تحركها أجهزة الضغط تحمل سعر شراء أعلى من أسعار الصرف الصحي أو الميكنة المكافئة، وأن المحركات الكهربائية والإلكترونيات الكهربائية ونظام المراقبة تضيف تكلفة، غير أن انخفاض نفقات التركيب يقابل جزءا من هذا، ولا تتطلب أجهزة التبريد النفطية أو نظم التبريد أو تعزيز الأساس لعزلة اليقظة، والكثير من النماذج أقصر وأعثام أصغر حجما، مما يقلل من تكاليف المساحة الأرضية.

مجموع تكاليف تحليل الملكية

ويبين حساب إجمالي التكلفة الكلية للملكية أن السائل المنوي يدفع في كثير من الأحيان القسط في غضون سنتين إلى أربع سنوات، وتشمل الوفورات التي تراكمت من فواتير الطاقة المخفضة )٣٠-٧٠ في المائة أقل(، وانخفاض أعمال الصيانة، وانخفاض قطع الغيار، وارتفاع الناتج )حتى ٢٠ في المائة من الدورات السريعة بسبب نماذج الحركة المثلى(، وانخفاض معدلات الخردة، إذ أفاد بعض الصانعين عن انخفاض في تكاليف شراء النماذج بنسبة ٥٠ في المائة بسبب تطبيقات الأيسر للقوة.

الاتجاهات المستقبلية في تكوين الكهرباء الميكانيكية

وسيتضمن الجيل القادم من الصحافة التي تحركها سيرفو القدرة على الاتصال بالصناعة، حيث ستتيح رصد العمليات في الوقت الحقيقي وتحليلات التنبؤ، وستغذي أجهزة الاستشعار المتكاملة للحرارة والهز والانبعاث الصوتي خوارزميات التعلم الآلات التي تكتشف ارتداء الأداة أو عدم اتساق المواد قبل أن تسبب عيوب، والصحافة المتعددة الفاكسات القادرة على التحكم بشكل مستقل في شرائح متعددة تدخل في مجموعة نظامية واحدة.

ويُطلب من البطارية وإنتاج المركبات الكهربائية دفع رسوم على المطابع ذات المسافات العالية التي يمكن أن تشكل حاويات خلايا البطارية والسيارات بسرعة عالية، كما أن الابتكارات في مجال تكنولوجيا القيادة المباشرة تزيل صناديق الترس، وتزيد من الحد من النزلة وتحسين الاستجابة، ونظرا لأن تكاليف الحركية الكهربائية والكهربائية لا تزال تتناقص، فإن التكنولوجيا أصبحت متاحة أمام صغار المنتجين الذين اعتمدوا سابقا على أجهزة الضغط المتجددة.

فالعاملون في الصناعات التحويلية التي تنتقل إلى شكل الكهرومغناطيسي وقائمة على أساس الارتفاع، يضعون عملياتهم في وضع معايير عالية الجودة، وتدني الأثر البيئي، وزيادة المرونة في الاستجابة للتحولات السوقية، ويمكن قياس الفوائد من طابق المتاجر إلى خط القاع، والتكنولوجيا ناضجة بما يكفي لاعتمادها عبر مجموعة واسعة من الصناعات، ومن خلال فهم متطلبات العملية المحددة وإجراء تحليل شامل لعملية التنفيذ، واتخاذ القرارات على أساس النتائج، والتنافسية على أساس تجريبي.