Ekstrüzyon kütükleri veya haddeleme levhaları için tipik bir doğrudan soğutmalı döküm işleminde, erimiş alüminyum kalıplara girmeden önce fırından oluklar aracılığıyla taşınır. Bu aşamalar birbiriyle uyumlu çalışmadığında, metal seviyelerindeki küçük sapmalar olukların taşmasına veya yetersiz dolmasına neden olabilir; bu da yüzey kusurlarına ve üretim kesintilerine yol açar. Ekipmanları seviye sensörleri ve akış aktüatörleri ile tek bir bağlantılı ortamda birbirine bağlayarak, dökümhaneler çoğu sorunu anında çözebilir. Bir sensör olukta veya kalıpta ani bir artış tespit ederse, bir aktüatör dökülme meydana gelmeden önce akışı ayarlar. Aşırı dolum korumaları, beklenmedik bir olay meydana geldiğinde son bir güvenlik önlemi olarak işlev görür ve operatörlerin güvenliğini sağlarken üretimin sorunsuz bir şekilde devam etmesini sağlar.
Erimiş metal seviyesinin doğru bir şekilde izlenmesi hayati önem taşır. Lazer üçgenleme sensörleri, açık veya yarı açık alanlarda yoğun ısıya ve yansıtıcı yüzeylere dayanarak fiziksel temas olmadan sürekli ölçüm sağlar. Endüktif sensörler ise lazerin zorlanabileceği kapalı veya basınçlı fırınlarda üstün performans gösterir. Her iki sensör türü de verileri, ölçüm değerleri istenen eşiklerin üzerine çıktığında operatörleri uyaran bir kontrol sistemine iletir. Gerçek zamanlı veriler, dolum oranını sabit tutarak katılaşmış üründe oksidasyonu ve olası çatlakları sınırlar.
Erimiş metal akışını hızlı bir şekilde ayarlamanın bir yolu yoksa, sensörler tek başına dökümün istikrarını sağlayamaz. Motor tahrikli aktüatörler bu işlevi yerine getirir ve sensör girdisine yanıt olarak muslukları, durdurma çubuklarını veya kapakları açar veya kapatır. Kalıp seviyeleri çok hızlı yükselirse, bir aktüatör akışı yavaşlatır. Seviyeler düşerse, süreci dengelemek için yeterince yeniden açar. Bu anında tepki, operatörlerin sıcak metalin yanında durma zorunluluğunu ortadan kaldırır. Saatler süren döküm işlemleri boyunca, daha dengeli bir dolum, aksi takdirde yeniden eritmeye veya hurdaya ayrılmaya yol açan gözeneklilik veya eksik dolum gibi kusurları azaltır.
Bir sensör arızalanırsa veya nadir görülen bir durum ortaya çıkarsa, en iyi şekilde ayarlanmış hatlarda bile ani bir dalgalanma yaşanabilir. Aşırı dolum önleyiciler, erimiş metal seviyesindeki hızlı artışları tespit ederek ve büyük çaplı bir taşma meydana gelmeden önce durdurma komutu vererek son savunma hattını oluşturur. Bu tür kazalar ekipmana zarar verir ve çalışanları tehlikeye atar. Aşırı dolum önleyicileri diğer cihazlarla entegre ederek, sistem bir bütün olarak tepki vererek prosesi korur.
Tek bir arayüz olmadan, her istasyon verileri ayrı ayrı kaydedebilir ve operatörler birden fazla okuma değerini karşılaştırmak zorunda kalabilir. Bütünleşik bir sistem ise sensörlerden, aktüatörlerden ve aşırı dolum koruma sistemlerinden gelen sinyalleri tek bir yerde toplar. Personel, tek bir konsoldan farklı alanları izleyebilir. Kayıtlarda belirli bir döküm uzunluğunda sık sık görülen ani artışlar veya fırın akışında düşüşler tespit edilirse, mühendisler sorunun kaynağını tam olarak belirleyip çözebilir. Bu veri temelli yaklaşım, tesisin gerektiğinde dolum hızlarını değiştirmesine veya fırın koşullarını iyileştirmesine olanak tanıyarak sürekli iyileştirmeyi destekler.
İsveç merkezli ve Tennessee, Arizona ve Kuzey Carolina’nın yanı sıra yurtdışında İsveç, Polonya ve Çin’de tesisleri bulunan Gränges, entegre DC dökümün üretimi nasıl dönüştürebileceğini gösteriyor. Şirket, erimiş metal seviyelerini izlemek için lazer tabanlı sensörler ve akışı otomatik olarak yönetmek için aktüatörler kullanıyor. Finspång'da şirket, başlatma ve durdurma döngülerinde azalma gözlemlemiş ve bu da taşma veya yetersiz dolum sorunlarını azaltmıştır. Bu değişim ayrıca, yeniden eritme döngülerini kısaltarak hurda miktarını azaltmalarına, tahminlere dayalı kararları azaltmalarına ve verimliliği artırmalarına olanak sağlamıştır.
“Sürdürülebilirlik konusu, eskiden nispeten göz ardı edilirken artık en öncelikli konular arasına girmiştir. Bu konudaki farkındalık hızla artıyor ve aynı zamanda, daha sürdürülebilir üretim yapmanın hayati önem taşıdığını düşündüğümüz gibi, müşterilerimiz de bu görüşe katılıyor. Artık müşterilerimiz, karbon ayak izimizi azaltmamızı ve kullandığımız malzemelerin belirli bir standarda uymasını talep ediyor.” diyor Gränges Finspång Ergitme Tesisi Üretim Teknolojisi Müdürü Elin Lindfors.
“Sürdürülebilirliği çeşitli parametrelere göre sürekli olarak değerlendiriyoruz: işyerinde çalışanlarımızın refahı ve güvenliği, karbon ayak izi ve enerji tüketimi gibi çevresel faktörler ile üretim gücü ve hızı gibi verimlilik unsurları. Çalışanlarımızın birçoğu hayatları boyunca bizimle çalışmışken, birçoğu da yeni katılmış. Tüm işgücümüzü sürdürülebilir çalışma anlayışına dahil etmek, topluluğumuzu bir arada tutmak ve güçlü ekipler oluşturmak için yoğun bir şekilde çalışıyoruz.”
Gränges, bu otomasyonu günlük operasyonlarının temel taşı olarak görüyor. “Otomatik döküm, güvenlik ve sürdürülebilirlik çalışmalarımızın önemli bir parçasıdır. Bu amaçla Precimeter’ı 2006–2007 yıllarında kullanmaya başladık. Bizim için dökümü otomatik olarak yürütmek sıradan bir iş gününün parçasıdır. Kurulumumuz, kritik anlarda kritik noktalarda personel bulundurmamızı gerektirmiyor. Ayrıca üretim verimliliğimizi de artırıyoruz. Buna ek olarak, yeni çalışanlara Precimeter ile sistemlerimizi öğretmek hiç sorun olmamıştır. Çok basittir.”
Elde ettikleri sonuçlar, daha iyi akış ölçümü ve gerçek zamanlı kontrolün sağladığı kazanımları teyit ediyor.
“Seviyeleri ölçmek için Precimeter lazerlerini ve akışı düzenlemek için aktüatörleri kullanmaya başladığımızdan beri verimlilikte büyük bir artış oldu. Dökümleri birkaç kez tekrarlayabildiğimiz için arıza ve reddedilen ürün sayımız azaldı. Ayrıca her dökümde daha istikrarlı bir başlangıç elde ediyoruz.”
Gränges de bu yakın işbirliğini takdir ediyor. “Precimeter ile olan işbirliğimiz tamamen olumlu! Yakınımızda bulunan ve bizimle yakın işbirliğine açık bir tedarikçiye sahip olmak harika. Yerinde hizmet alabiliyoruz; hızlı yanıt süreleri ve iyi destek var, aynı zamanda bize uygun çözümler geliştirmek için diyalog da kuruluyor. Precimeter, ne istediğimizi çok iyi biliyor ve karşılaşabileceğimiz riskleri anlıyor; bu da tekliflerin ihtiyaçlarımıza uygun olduğunu bilmemizi sağlıyor ve bize gönül rahatlığı veriyor.” diye ekliyor Elin.
Entegre bir üretim hattı, döküm işleminin her aşamasına değer katabilir. Sensörleri, aktüatörleri ve taşma önleyicileri tek bir bağlantılı sistemde bir araya getirerek, dökümhaneler güvenlik standartlarını yükseltebilir, çevresel etkiyi sınırlayabilir, kârlılığı artırabilir ve verimliliği yükseltebilir. Döküm sürecinin tamamını kapsayan bu sinerji, modern talepleri karşılayan daha güvenilir bir işletme ortamı sağlar.
Daha dayanıklı sensörler, aktüatörler ve taşma önleyiciler hayati önem taşıyor olsa da, bunlar aynı zamanda Endüstri 4.0’ın daha kapsamlı yeteneklerinin önünü açıyor. Bileşenler veri paylaşmaya başladığında, gelişmiş analitik ve kısmi otomasyon mümkün hale geliyor. Tesisler, kayıtları inceleyerek döküm başlangıçlarını iyileştirebilir veya farklı alaşımlar için akış hızlarını, alışılagelmiş deneme-yanılma yöntemine başvurmadan hassas bir şekilde ayarlayabilir. Sürekli veri akışı, ayrıca hurdayı en aza indirgemek, enerji tüketimini azaltmak ve kaliteyi öngörülebilir kılmak için algoritmalar tasarlamalarına olanak tanıyor.
Sensörler, aktüatörler, taşma önleyiciler ve merkezi izleme sistemini bir araya getirerek, DC döküm daha güvenli, daha çevreci ve daha karlı hale gelir. Gränges’in deneyimi, bu yöntemlerin her biri farklı üretim kapasitesi ve ürün gereksinimlerine sahip birçok tesise yaygınlaştırılabileceğini göstermektedir. Tamamen otomatik ve entegre bir döküm süreci daha sorunsuz çalışır, çalışanları tehlikelerden korur ve yüksek standartlara uygun kütük veya kütük levhaları tutarlı bir şekilde sunar. Verilere dayalı sürekli iyileştirmeler sayesinde, alüminyum dökümhaneleri, çevresel sorumluluk ve operasyonel mükemmelliğe değer veren bir pazarda başarılı olabilir.