Innovative Lösungen zur Metallentspannung

Feststellungsbericht: MEMV® 2023 – WM 870_B Platten_02

2. Vorwort

Am 23. und 24.02.2023 wurden beim Kunden 437’000 kg Metall nach dem MEMV®-Verfahren von WIAP® entspannt. Dies geschah in einem Zeitraum von nur 2 Tagen, in einem grossen Stahlwerk in Frankreich. 1 kg spannungsarmes Glühen kostet in der Schweiz 0.9 CHF. Würde man hier 0.3 CHF rechnen, ergäbe dies 131’100 CHF an Glühkosten. Die Kosten der WIAP® belaufen sich auf 6’500 CHF. Dies sind 4,80 % im Vergleich mit dem spannungsarmen Glühen. Ein Umstand, der für den Kunden von Vorteil ist.

Auch am 2.2.2022 haben wir 18 Platten à 24 Tonnen nach dem MEMV®-Verfahren entspannt. Unter der Annahme, dass das Glühen eines Kilogramms 0.3 CHF kostet, beliefen sich die veranschlagten Kosten der WIAP® auf 6’000 CHF statt 86’000 CHF. Dies sind lediglich 6,97 %. Hierbei wurden nur die Kosteneinsparungen in CHF berücksichtigt. Es gibt Untersuchungen, die mit den Energieeinsparungen befasst sind. Die Autoren gehen darin von Einsparungen im Verbrauch um das 700-fache aus. Mit Blick auf die anthropogene Erderwärmung (Stichwort CO2) erweist sich dies als grosser Vorteil.

3. Erklärung

Dieses grosse französische Stahlwerk hat Hunderttausende kWh Gas benötigt, um diese Platten spannungsarm zu glühen. Die Platten werden hergestellt und im Anschluss vorgerichtet, dass sie bei bis zu 18 Meter Länge im Millimeter-Bereich gerade sind. Sie haben 20 mm Aufmass, das beidseitig 10 mm abgefräst werden kann. Aber sie sollen bereits vor dem Fräsen im Millimeter-Bereich gerade sein. Sollten diese gerichtet und dann gefräst werden, ist diese Richtspannung beim Fräsen frei und das Werkstück verzieht sich im Millimeter-Bereich, weit aus der Toleranz. Damit dies nicht passiert, muss das Werkstück nach dem Richten erneut geglüht werden. Die WIAP® hat seit dem Herbst 2022 mehrere Versuche beim Kunden durchgeführt und es konnte festgestellt werden, dass MEMV®-entspannte Werkstücke von WIAP®, die nach dem Richten MEMV®-vibriert wurden, ohne Glühen mindestens gleich gute Resultate erzielten, wie beim Glühen, teilweise sogar besser waren. Das heisst, dass das MEMV®-Verfahren dabei helfen kann, Hunderttausende kWh an Energie einzusparen. Dieses grosse französische Stahlwerk hat es getestet und hat entschieden, künftig alle Plattten mit einer MEMV®-Anlage von WIAP® zu entspannen. Die Einsparung sei enorm.

4. Messen

Bild 4A. Transportfahrzeug, das die Rohlinge im Areal befördert. Das Fahrzeug kann sich absenken und auf diese Weise die Rohlinge aufnehmen und transportieren.

Bild 4B. Das Bild zeigt eine Laserscan-Maschine. Die Platten werden auf den Tisch gelegt. Dann müssen sich alle Mitarbeiter aus der Gefahrenzone des Messtrahles entfernen. Im Anschluss vermisst der Laser die Geradheit der Platte. Ist diese nicht ausreichend, muss sie zurück zur Richtmaschine und nachgerichtet werden. Bis dahin musste nach dem Nachrichten die Platte wieder spannungsarm geglüht werden. Zusätzlich muss nur noch einmal MEMV®-vibriert werden, was in einer Stunde erledigt ist. Das MEMV®-Verfahren von WIAP® bietet somit ein grosses Einsparungspotenzial.

5. Richten

Foto nur internem Bericht

Bild 5A. Diese enorme Richtmaschine kann die grossen Platten, welche hier im Werk hergestellt werden, im Millimeter-Bereich richten.

 

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Bild 5B. Die Operateure, die diese Arbeit in einem 3-Schicht-Betrieb ausführen, sind Fachleute mit einem ausgeprägten Gespür für Stahl.

6. WIAP® MEMV®-entspannen
7. Information zum Gummi

Bild 6A. Wiap® MEMV® entspannen. Viele Platten. Pro Stunde eine Platte, welche bis 40 Tonnen sein können. Hintereinander. Eine nach der anderen wird MEMV® enstpannt.

Bild 7A. Es wurde in 2 Linien MEMV®-entspannt. In der Zeit, in der ein Teil entspannt wurde, konnte das zweite Werkstück durch ein neues Werkstück ersetzt werden.

8. Plattentransport mit Magneten
9. Plattentransport ohne Magneten

Bild 8A. Schwere Magnete, wobei einer alleine 10 Tonnen wiegt, verschieben die Werkstücke in der Halle des Herstellers.

Bild 9A. Es gibt Kunden, die nicht erlauben, dass ihre Platten mit Magneten transportiert werden, weil sie dies als störend für die nachfolgende Bearbeitung wahrnehmen. Diese Platte durfte nicht mit Magneten transportiert werden.

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Bild 8B. Kurze Platten werden mit nur einem Magneten angehoben. Das Gewicht dieser einzelnen Platte beträgt bereits 18 Tonnen.

10. Gerätebeschreibung

Bild 10A. Ein Steuergerät mit einer Bedienerführung ermöglicht es dem Operateur, Metall mit Vibration zu entspannen.

Bild 10K. 4 bis 21 Sonden können am Steuergerät angeschlossen werden. Die gelben markierten sind für die senkrechte Achse Y.

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Bild 10B. Viele Stecker sind für den MEMV®-Prozess nötig.

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Bild 10C. Das Normgerät 2023 wird mit 4 Messsonden ausgewählt. Für Forschungszwecke stehen jedoch bis zu 21 Messsonden bereit; 7 für die X-Richtung, 7 für die Z-Richtung und 7 für die Y-Richtung.

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Bild 10D. Ein Stecker, angeschlossen an die automatische Drehvorrichtung. Er dreht und misst die Position des Drehtisches.

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Bild 10E. Der schon altbewährte Motorenstecker, der den Motor ansteuert und die Motordrehzahl misst.

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Bild 10F. Das Protokoll wird über den USB-Stecker ausgedruckt. Wenn der USB nicht eingesteckt ist, wird es über das WLAN direkt auf dem PC abgespeichert. Pro Bauteil werden Werte aller Richtungen ermittelt und ausgewertet.

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Bild 10J. Noch einmal das Gesamtbild des MEMV®-Steuergerätes von hinten. Es kann dabei behilflich sein, Hunderttausende kWh an Energie einzusparen.

 

Bild 10L. Das Steuergerät sendet das Protokoll auf ein Laptop oder das Netzwerk. Beide Anschlüsse sind vorhanden.

Bild 10N: Datenablage Information.

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Bild 10M. In jeder Ecke des Werkstückes 2 Sonden, ab 12 Sonde in jeder Ecke 3 Sonden. Bei 21 Sonden noch in den mittleren Zonen 9 Sonden verteilt. Die ist nur für Forschung und die QS nötig mit so viel Sonden. Oder bei den ersten Bauteilen Ermittlungen, um den Ablauf Prozess festzulegen, dass alle Zonen erreicht werden.

 

Bild 10O. Platten Ansicht bei MEMV Behandlungsprozess

11. Information zum Material

Bei dem französischen Kunden werden in erster Linie Sonderstähle hergestellt. D. h. die Endkunden erwerben Sonderstähle ASTM A517 Klasse Q (es enthält 2,8 % Nickel), was in der Festigkeit in etwa 8.8 Schrauben entspricht. Ein Teil davon gibt grosse Zahnstangen für die Schiffsindustrie. Diese heben Schiffe aus dem Wasser.

12. Zeitablauf Information

Der zeitliche Ablauf sieht so aus.

Teil 1:

  • Vorbereiten, Ausladen der MEMV Anlage                                                                       30 Min.
  • Werkstück auf Gummi stellen                                                                                          15 Min.
  • Anreger befestigen mit Seitenklemmung oder Oberklemmung                                 15 Min.
  • %  Einstellen am Anreger gewichtsabhängig, (Option: Anzeige am Steuergerät)      5 Min.
  • Sonden anbringen                                                                                                              10 Min.
  • Steuergerät aufstellen und anschliessen an der 230 Volt (bis 50 Tonnen)              10 Min.
  • Start der Anlage Handdurchlauf zu Befestigungskontrolle                                           5 Min.
  • Start der 4 Richtungen D1, D2, D3 und D4 je 7 Minuten                                               28 Min.
  • Umspannen Manuell pro Richtung. Dauer: ca. 1 Minute                                                 4 Min

 

Total: Aufspann und MEMV Bearbeitung Teil 1:                                                                       122 Min.

 

Umspannen zu Teil 2 und jedes weitere

  • Teil auf Gummi stellen. Hauptzeit parallel während Teil 1 läuft                                     0 Min
  • Anreger umplatzieren                                                                                                         15 Min.
  • Sonden umplazieren                                                                                                              5 Min.
  • Start der Anlage Handdurchlauf zu Befestigungskontrolle                                             5 Min.
  • Start der 4 Richtungen D1, D2, D3 und D4 je 7 Minuten                                                28 Min.
  • Umspannen Manuell pro Richtung. Dauer: ca. 1 Minute                                                 4 Min

 

Total MEMV®  Bearbeitung Teil 2:                                                                                                    Min.

 

  • Abspannen des Anregers und verpacken                                                                          30 Min
  • Werktsück ab Gummi nehmen und verpacken                                                                 15 Min
  • Sonden Kabel reinigen und aufrollen, Sonden verpacken                                                15 Min.
  • Laptop abstauben und reinigen, verpacken                                                                          8 Min.
  • Steuergerät  Kabel reinigen und aufrollen und Verpacken des Gerätes                         15 Min
  • Anlage auf Transportvorrichtung stellen                                                                                                 10 Min.                                                                     

 Total Abbau der MEMV  Anlage                                                                                                                              93 Min.                                                                                                       

 

Total Zeit Übersicht des MEMV® Verfahrens.

 d.h.      Teil 1 mit Aufbau                                                                                             122 Min. =  2.03 Std.

              Teil 2 und jedes weitere                                                                                   57 Min. = 0.95 Std.

            Abbau                                                                                                                93 Min. =  1.55 Std.

13. Schlusswort

Das MEMV®-Verfahren von WIAP® hat noch viele Untersuchungen vor sich. Fast wöchentlich werden Neuigkeiten dazukommen. Das zeigt, dass auf diesem Gebiet noch ein grosses Forschungspotenzial vorhanden ist. Die WIAP® hat seit 2014 über eine Million CHF investiert. Die grösste Summe floss in Stunden, aber auch Material. Doch wir sind überzeugt, es werden in den nächsten Jahren noch einige Neuigkeiten dazukommen.

14. Berichterstellung

Erstellung: SW_JW_IW_hpw                               20231230