Под улучшением литейного производства часто подразумевают замену одного-двух станков, автоматизацию отдельного участка или просто внедрение цифровой системы учёта, а мы заглянем в эту тему с совершенно другой стороны.
Уже сегодня создаются производства с нуля, где каждая деталь продумана для работы в единой экосистеме. Именно такой проект реализовала компания KOCEL в одном из регионов Китая: интеллектуальный завод полного цикла, спроектированный для работы по принципу совмещения аддитивных технологий и «умного» завода «3D + Intelligent Factory». Не просто фабрика, а демонстрация того, каким может быть литейное производство XXI века: экологичным, автоматизированным, цифровым и прибыльным.
Масштабы предприятия
Проект задумывался как полноценное производство нового типа с годовой мощностью 8 000 тонн отливок. Под завод построено новое здание площадью 39 616 квадратных метров, в сравнении - это более четырех футбольных полей производственных площадей. Но важнее не размеры, а то, как они заполнены. Более 600 единиц высокотехнологичного оборудования от промышленных 3Д принтеров до систем регенерации песка работают как единый организм.
Особенность завода в том, что он ориентирован на производство высокомаржинальной продукции: отливки из нержавеющей стали, никелевых сплавов и других специальных материалов. Другими словами, сложных изделий с высокой добавленной стоимостью, где качество и точность важнее количества.
Технологическая цепочка
Печать форм
Всё начинается с подготовки материалов. Единая система подготовки и транспортировки песка, а также система подачи связующего обеспечивают одиннадцать промышленных 3Д принтеров KOCEL AJS 2500A всем необходимым для работы. Когда материалы для печати готовятся централизованно, исключаются колебания параметров, которые неизбежны при ручном приготовлении смесей.
3Д принтеры KOCEL AJS 2500A
А после того, как 3Д принтеры завершают печать форм, в дело вступают автоматизированные тележки AGV (Automated Guided Vehicles). Эти беспилотные платформы самостоятельно перемещают рабочие контейнеры между участками. Никаких кранов, погрузчиков и человеческого фактора, роботизированная логистика работает с точностью до миллиметра круглосуточно.
Обработка стержней
На участке очистки песка три портальных робота (truss robots) выполняют работу, которая раньше требовала десятков рабочих. Они автоматически захватывают стержни, очищают их от излишков песка, обрабатывают защитным огнеупорным составом и отправляют на сушку.
Система обработки стержней
Автоматическая станция выдачи стержней, печь поверхностной сушки, автоматизированный высотный склад - звенья одной цепи. Стержни не просто изготавливаются, они проходят полный цикл подготовки и хранятся в автоматизированном складе до момента сборки. Когда приходит время, система сама находит нужные стержни и доставляет их на участок сборки.
Автоматизированный высотный склад представляет собой автоматизированную высотную систему хранения: роботы самостоятельно размещают и извлекают грузы из ячеек, используя вертикальное пространство.
Автоматизированный высотный склад
Заливка
Плавильный участок оснащен по последнему слову техники. Среднечастотная индукционная печь с садкой 5 тонн в конфигурации «один-к-двум» обеспечивает непрерывную подачу металла.
Среднечастотная индукционная печь
Вакуумная дегазационная печь удаляет газы из расплава, а установка AOD (Argon Oxygen Decarburization) проводит рафинирование стали - очистку от углерода с помощью смеси аргона и кислорода. Для отливок из нержавеющей стали и никелевых сплавов чистота металла - вопрос жизни и смерти. Любое отклонение в составе, и деталь не выдержит нагрузок в реальных условиях эксплуатации.
После заливки формы отправляются на тяжелый трехмерный склад для контролируемого процесса остывания, который предотвращает возникновение внутренних напряжений в металле.
Завершающий этап
Когда отливки остыли, наступает время выбивки. Два кантователя для опрокидывания опок (box-turning machines) аккуратно извлекают отливки, а интегрированная установка выбивки и дробления отделяет металл от песка.
Работа с горячими отливками - одна из самых опасных и тяжелых операций в литейном производстве. Здесь на смену людям приходит манипулятор-захват грузоподъемностью 5 тонн, робот спокойно работает с раскаленным металлом, не зная усталости и не рискуя здоровьем.
Регенерация песка
Один из самых впечатляющих аспектов завода - система регенерации песка. После выбивки песок не выбрасывается, а отправляется на переработку. Две установки термической регенерации и одна установка механической регенерации восстанавливают свойства песка, позволяя использовать его повторно.
Традиционное литье генерирует тонны отработанного песка, который приходится утилизировать. Здесь песок циркулирует в замкнутом цикле, пополняясь лишь для компенсации незначительных потерь. Для экологии это огромный шаг вперед, для экономики – снижение себестоимости.
Сравнение подходов
| Параметр | Традиционное производство | Интеллектуальный завод KOCEL |
| Транспортировка | Краны, ручной труд | AGV-тележки, автоматизация |
| Обработка стержней | Ручная работа | Портальные роботы, автоматические станции |
| Хранение | Напольное хранение | Трехмерные склады (экономия пространства) |
| Работа с горячими отливками | Ручной труд, риски | Роботизированные манипуляторы |
| Песок | Одноразовое использование | Регенерация и повторное использование |
| Уровень автоматизации | Низкий/средний | Высокий (Industry 4.0) |
Что это дает на практике?
Экологичность
Регенерация песка снижает объём отходов до минимума. Отсутствие выбросов пыли благодаря закрытым системам защищает и окружающую среду, и здоровье работников. А энергоэффективное оборудование, такое как вакуумные печи и установка AOD снижает потребление энергии на единицу продукции.
Производительность
Непрерывный автоматизированный поток означает, что производство не останавливается ни на минуту. Минимум ручного труда устраняет «слабые места», связанные с человеческим фактором. Быстрая смена номенклатуры позволяет производить мелкие серии без потери эффективности.
Качество
Контроль на каждом этапе, от приготовления песка до финишной обработки, позволяет выявлять отклонения до того, как они станут браком.
Безопасность людей
Современные системы безопасности защищают персонал на всех участках.
Роботы работают с тяжелыми и горячими деталями, люди занимаются управлением и контролем. Снижение физического труда до минимума делает профессию литейщика привлекательной для нового поколения специалистов.
Итоги
Для литейной отрасли это пример того, как можно трансформировать «грязное» производство в высокотехнологичную фабрику. Не через частичные улучшения, а через переосмысление каждого процесса с нуля. Шестьсот единиц оборудования, одиннадцать 3Д принтеров, полная автоматизация от печати до регенерации, всё это работает как единый механизм.
Завод производит сложные отливки из дорогостоящих материалов с высокой эффективностью и стабильным качеством. Таким образом, производство становится конкурентоспособным на глобальном рынке, где цена ошибки высока, а требования к качеству постоянно растут.
Наша компания является официальным дистрибьютором продукции KOCEL и готова предложить решения для модернизации производственных мощностей. Мы помогаем создать работающую систему: от расчета экономической эффективности до обучения персонала и технической поддержки на всех этапах.
Связаться с нами можно любым удобным способом:
по телефону +7 (800) 333-07-58
отправив запрос на info@3dvision.su
заполнив форму заявки на сайте
Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640
