Une meilleure façon de créer une forme hélicoïdale depuis l'Australie

Nov 26, 2023

Voici un exemple de forme hélicoïdale réalisée sur le système de formage CNC TruHelix™ d'Advanced Spiral Technology. Images fournies

Lorsque vous voyez une forme hélicoïdale en métal, comme vous pourriez en trouver sur un convoyeur à vis ou une tarière, vous ne pouvez pas vous empêcher de penser : "Comment est-ce fait ?" Gil Swadling, directeur des ventes et du marketing pour Advanced Spiral Technology (AST), a déclaré que cela était évident même lors du plus grand événement technologique de fabrication de métaux en Amérique du Nord, FABTECH, en novembre dernier, où de nombreux fabricants se sont arrêtés dans le stand juste pour voir la vidéo du la machine de formage d'hélices à vol de vis sectionnelles de la société en action.

Par coïncidence, AST a été créée il y a près de 20 ans alors que deux vétérans australiens de la fabrication de formes hélicoïdales avaient leur propre question : "Il doit y avoir une meilleure façon de former ces choses, n'est-ce pas ?" Cette question a conduit à des années de développement. Le résultat est le système de formation CNC TruHelix ™ qui peut éliminer «l'art noir» du processus de formation de vol hélicoïdal, a déclaré Swadling.

Greg Bloxham de Scott-Osmond Pty. Ltd., qui a été impliqué dans la conception de convoyeurs à vis pendant de nombreuses années, et Scott Kelf de Scott Spiral Pty. Ltd., qui a une longue histoire de fabrication d'hélices à pas de vis sectionnelles, sont les personnes derrière AST. Ils se sont réunis il y a près de 50 ans pour trouver un moyen meilleur et plus cohérent de créer ces formes difficiles.

"Ils examinaient la façon dont les fabricants avaient fait ce genre de choses et ils ont demandé pourquoi cela avait été fait de cette manière particulière", a déclaré Swadling. "Bien sûr, ils ont eu la réponse classique, 'Nous avons toujours fait comme ça.' Eh bien, ce n'est pas vraiment une bonne raison."

Ils ont constaté que c'était la réponse typique non seulement en Australie, mais aussi dans d'autres endroits. Dans les meilleures installations de fabrication de métaux en Europe et en Amérique du Nord, ils ont constaté que les fabricants s'appuyaient sur des opérateurs de presse expérimentés et sur leur livre noir de tentatives réussies de fabrication de formes hélicoïdales.

Comment les fabricants l'ont-ils abordé? Ils pourraient regarder leur livre noir pour voir quelle taille de tôle plate serait bonne pour fournir une forme hélicoïdale d'une certaine taille, trouver cette feuille, la placer dans un outillage qui reposait dans une presse verticale, lancer la séquence de pliage et prier pour bons résultats. Même les opérations de fabrication les plus avancées, qui utilisaient peut-être la modélisation 3D pour créer ces formes, devaient continuer à retravailler les formes hélicoïdales qui sortaient de l'outillage parce qu'elles n'avaient tout simplement pas la forme qu'elles devaient avoir.

Certaines entreprises ont peut-être utilisé une presse plus horizontale, comme une presse plieuse, pour essayer d'obtenir la forme, mais cela a eu des résultats similaires.

Dans les deux situations, le fabricant était toujours coincé avec des matrices conçues pour une taille de vol. Si le fabricant voulait un segment qui était, disons, 3 pouces plus court que ce que la matrice était conçue pour fournir, il devait compter sur les compétences de l'opérateur qui pourrait savoir exactement comment positionner la tôle dans l'outillage pour se rapprocher de les nouvelles dimensions. Évidemment, une telle approche a livré des résultats qui étaient loin de répondre aux spécifications initiales souhaitées.

Ces observations et l'avènement de l'informatique moderne ont donné à Bloxham la motivation pour rechercher une manière meilleure et plus cohérente de créer ces formes. Après de nombreuses années de travail et de tests d'idées, il a développé des logiciels, des outils et une machine-outil qui étaient utilisés dans sa propre opération de fabrication. Puis le mot est sorti, et quelqu'un voulait la réponse mécanique pour résoudre l'énigme de la formation de segments hélicoïdaux.

Il y a environ huit ans, AST a reçu un appel d'un fabricant italien de formes de vol hélicoïdales. Il avait entendu parler de ce que faisait l'entreprise et voulait le voir par lui-même. Même à l'échelle mondiale, les nouvelles circulent au sein de la communauté de la fabrication de métaux et les secrets sont difficiles à garder.

Le pliage d'une forme hélicoïdale nécessitait efficacement un opérateur de presse qualifié et son petit carnet de travaux antérieurs pour guider le processus. Reconnaissant que ce n'était pas du tout très efficace, les fondateurs d'Advanced Spiral Technology ont passé plusieurs années à développer une machine de formage CNC pour créer des formes hélicoïdales. Une partie de cette recherche et développement était un programme logiciel qui abordait les nombreuses variables qui affectent la mise en forme réussie du formulaire.

En visitant AST et en voyant la machine-outil développée en interne qui formait des segments hélicoïdaux, l'invité étranger a fait une simple déclaration : "J'en veux une."

"C'était quelque chose que nous avions développé au cours des 10 à 15 dernières années. Ce n'était pas prêt pour que d'autres personnes l'utilisent", a déclaré Swadling. "Nous devons encore mieux développer le logiciel."

Au cours des deux années suivantes, AST l'a fait. Il a affiné la technologie de contrôle et l'a synchronisée avec un ensemble d'outils pouvant être vendus avec l'unité. L'invité italien, avec le désir de sauter dans l'ère automatisée de la formation de vols hélicoïdaux, a été le premier client.

Comment ça marche? L'opérateur de la machine entre les spécifications de la forme de vol hélicoïdal, telles que le type de matériau, l'épaisseur, la longueur du segment et le pas, et la commande indique l'outillage à placer dans la machine. Avec l'outillage en place, le matériau est lentement alimenté d'un côté à l'autre. L'outillage forme une section de la courbure et se libère, et la machine tire la section non formée suivante dans la fenêtre de formage de l'outillage. Le processus se répète jusqu'à ce que le segment soit complètement formé, produisant une forme d'hélice complète.

"Donc, vous le formez au lieu de le déformer comme dans une presse", a déclaré Swadling.

Lorsqu'un fabricant achète l'une des machines AST, il obtient 41 ensembles d'outils. (Swadling a déclaré que les ingénieurs d'AST ont déterminé qu'un atelier de fabrication pourrait créer un "milliard" de permutations différentes de formes de vol hélicoïdales avec le logiciel de contrôle de la machine-outil et les combinaisons d'outils.) Avec cet ensemble d'outils et une machine de taille moyenne, un atelier pourrait former des formes d'hélice en acier doux (jusqu'à 1 po); acier inoxydable (jusqu'à ¾ po); et les métaux durcis, tels que Hardox (jusqu'à 5/8 po). Swadling a déclaré que l'outillage devrait s'adapter à la grande majorité des tailles de formes de vol fabriquées dans les magasins, généralement entre 5 et 48 pouces de diamètre extérieur.

Pour les fabricants ayant besoin de petites formes de vol hélicoïdales, AST a développé un ensemble d'outillage qu'il appelle son Micropack. Il s'adapte aux nombreuses machines de taille moyenne actuellement sur le marché et peut s'attaquer aux projets dont le diamètre extérieur est compris entre 2 et 5 pouces.

Swadling a déclaré que l'un des principaux avantages de la technologie AST est que les fabricants spécialisés dans le formage de vol hélicoïdal n'ont désormais plus à conserver un large inventaire de matrices dépendant du pas. Gardez à l'esprit que ce type d'inventaire comprend normalement de nombreux ensembles d'outils à droite et à gauche. Le système de formage de vol TruHelix élimine le besoin des deux types d'outillage. Swadling a appelé l'outillage "ambidextre", car il peut gérer la création de formes à droite et à gauche. Si un fabricant veut la forme opposée à celle qu'il vient de créer, il inverse simplement le placement de l'outillage et il poursuit le travail comme il l'a fait auparavant.

Le temps nécessaire pour créer une forme de vol hélicoïdal sur la machine est de cinq à huit minutes. Swadling a déclaré qu'après une semaine de formation, quelqu'un qui n'avait jamais fait de segment hélicoïdal peut en faire un sur sa machine en quelques minutes.

AST possède plus de 70 machines dans des magasins à travers le monde, dont environ 20 en Amérique du Nord. Après avoir participé à son premier FABTECH à Chicago l'année dernière, Swadling a déclaré que ce nombre devrait augmenter.

"Lorsque vous regardez la construction, l'agriculture, la préparation des aliments, les eaux usées environnementales, les produits chimiques, l'exploitation minière, les plastiques, les pâtes et papiers et d'autres industries, beaucoup de gens utilisent ces formulaires", a déclaré Swadling. "C'est assez incroyable quand on s'assoit et qu'on y pense."

L'une des applications les plus courantes des formes hélicoïdales concerne les tarières.