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Como reduzir defeitos e melhorar o ROI na estampagem de metal com tecnologia direct-drive

Em comparação a prensas mecânicas e hidráulicas, prensas de estampagem de metal servomecânicas usam motores sem escova de alto torque para criar estampagens mais complicadas em velocidades mais rápidas. Porém, o tipo de motor usado, um sistema tradicional de engrenagem ou acionamento por corrente ou um motor Direct-Drive, pode afetar drasticamente o produto final.

Máquinas de estampagem modernas são dispositivos altamente sofisticados e podem ser muito caras. Elas permitem aos fabricantes criar formas precisas e muitas vezes complexas, enquanto atendem à necessidade de alto rendimento e produção. Mas, esse alto rendimento e produção podem representar um desafio: um volume maior de produção significa que é mais difícil inspecionar cada peça e detectar defeitos.

Para peças ásperas, como copos e latas de metal ou peças automotivas, o acabamento do produto é secundário à sua função. Porém, para peças acabadas, como acabamentos metálicos decorativos em fornos ou lavadoras de louça, como painéis de controle ou tampas de porta, a máquina de estampagem precisa produzir produtos livres de qualquer erro.

Em um sistema de alimentação progressiva, as limitações mecânicas de um sistema tradicional de motor e redutor criam vibração, o que impacta no acabamento final do produto. A aplicação tradicional usa redutores e servos grandes para casar a inércia de rolos grandes. Esse sistema também tem um alto custo de manutenção, limita os tempos de índice e o rendimento, tem uma densidade de potência menor e é menos preciso. Usar um motor direct-drive em máquinas de estampagem de última geração pode aumentar a velocidade e a otimização de curso enquanto exige menos peças e produz muito menos vibração ao longo do processo.

Menos peças, menos vibração com Direct-Drive

Motores direct-drive permitem que os fabricantes de máquinas usem motores menores com um design de feedback de alta resolução diretamente acoplado à carga. Isso elimina a necessidade de transmissão mecânica, como o uso de redutores, que é a área que normalmente introduz vibração no processo de produção. Isso cria uma operação silenciosa e dinâmica com uma vida útil do sistema muito longa. 

Um motor direct-drive também é capaz de proteger o sistema contra torque de reação excessivo e reduzir a inércia do sistema removendo redutores e outros elementos de transmissão relacionados. Ao criar peças de estampagem como mercadorias acabadas, isso também ajuda a minimizar a vibração e a interrupção que podem causar imperfeições e permite uma produção mais rápida. 
 

Menos peças, mais desempenho

Reduzir a vibração no processo de estampagem é o principal benefício ao selecionar um motor direct-drive, mas há outras vantagens complementares em comparação a um servomotor rotativo tradicional: confiabilidade, tamanho, potência, velocidade e ROI.

Eliminar as engrenagens, polias, vedações, rolamentos e outros componentes significa que há menos peças para manutenção e reparo. O acoplamento direto à carga também melhora a precisão de posicionamento, velocidade e dinâmica. Não há histerese, folga ou perda de movimento em nenhuma direção. Qualquer ajuste ou manutenção para corrigir isso em um sistema de transmissão mecânica padrão é eliminado, reduzindo os custos de manutenção e reparos ao longo do tempo.

Motor menor, mesma potência

Porém, um motor menor não significa menos potência. Um motor de cartucho direct-drive pode fornecer até 510 Nm de torque nominal com velocidades até 2.500 RPM e potência total de 11.700 Watts. Isso pode atender às necessidades da maioria das aplicações de velocidade média e alto torque, às vezes fornecendo até 50% mais densidade de torque do que os servomotores convencionais. Isso também aumenta drasticamente a densidade de potência do sistema. Com menos componentes, o motor gera a mesma potência em um tamanho reduzido, permitindo uma máquina menor como um todo.

A potência e a densidade de torque relacionada de motores de cartucho direct-drive permitem que eles alcancem acelerações mais altas em comparação a servomotores similares. Além da ausência de vibração com a remoção do sistema de transmissão, isso reduz significativamente os tempos de índice e aumenta o rendimento, pois as máquinas podem produzir mais com menos preocupação quanto a defeitos.

Menos manutenção, mais potência, maior rendimento, menos tempo de parada não programada: tudo isso contribui para aprimorar significativamente a lucratividade de uma aplicação. A tecnologia direct-drive permite uma vida útil mais longa com menos defeitos e maior produção. Há menos peças para instalar e manter, reduzindo a mão de obra e o custo das peças para uma máquina mais econômica e com maior tempo de operação. Comparados a outros tipos de motores, há simplesmente um ROI maior para motores direct-drive em máquinas de estampagem de metal.

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Sobre o Autor

Especialistas Kollmorgen

Kollmorgen Experts

Esse blog foi um esforço colaborativo do time de motion e dos experts em automação na Kollmorgen, incluindo especialistas da engenharia, atendimento ao cliente e de desenvolvimento de projetos. Sempre que você começar um projeto, estamos aqui para ajudá-lo.

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