Ford Motor Company'nin Tercihi Lincoln Electric!

20.11.2017

Ford GT Alüminyum Gövde Tasarımı için Kaynak İş Ortağı Olarak Lincoln Electric'i Tekrar Tercih Etti

 
 
Ford Motor Company, şampiyon klasik yarış arabasının alüminyum şasi kaynağında kullandığı kaynak teknolojisini, yeni süper arabasında aştı. 
 
Motor yarışlarının en efsanevi araçlardan birinin tamamen modern   olarak üretime hazır ve trafiğe çıkabilir şekilde yeniden tasarlanması için on altı ay çok fazla bir süre değildir; aslında bu süre hiç duyulmamış kısalıktadır. 
 
Orijinal Ford GT40, ününü  şirketin Yönetim Kurulu Başkanı ve CEO'su Henry Ford II’nin, Avrupalı otomobil üreticilerinin uluslararası yarışlardaki hakimiyetini sona erdirmeye kararlı hale geldiğinde kazandı. 1966 yılında GT40, uluslararası yarış etkinliklerinin en prestijlisi olan “Le Mans’ın24 Saati”’nde'te birinci, ikinci ve üçüncü sırayı süpürdü. Aynı zamanda Ford, önceki altı yarışı kazanan Ferrari'yi tahdından indirdi. GT40, dört yıl üst üste ilk sırayı alacaktı. GT40'tan önce, etkinliği kazanan hiçbir Amerikan otomobili yoktu.  
 
Yeni Ford GT, alçak profili, eğimli şeritleri ve ortaya monte edilmiş motoruyla orijinal görünümünü korurken, cismen hafifçe büyüdü. Yeni GT öncekinden 45 cm daha uzun, neredeyse bir ayak boyu daha geniş ve yaklaşık 10 cm daha yüksektir. 500 beygir gücü ve 370 N/m tork üreten Ford'un en büyük 5,4 litrelik süper şarjlı V-8 motoru, Le Mans galibi efsaneyle neredeyse aynı gücü sağlar. 
 
Böylesine dar bir zaman çizgisinde mühendislik ustalığının bu başarısını gerçekleştirmek için, Ford Motor Company bünyesinde ilgili bölümlerinin en iyi 30 mühendisi seçildi ve kendilerine Detroit'te bu göreve odaklanabilecekleri bir tesis verildi. 
 
Bir sonraki adım, böylesine hızlı bir projenin taleplerini yerine getirebilecek güvenilir tedarikçiler ve tasarımın yanı sıra diğer teknik unsurlarda kaçınılmaz olan hızlı tempolu değişikliklerdi. Yeni GT'nin şasisi bir alüminyum şasi tasarımı olacağından, Ford'un alüminyum kaynak teknolojisinde ön plana çıkan bir iş ortağı seçmesi kritik öneme sahipti.  
 

Lincoln Electric Company, hem Ford hem de alt yüklenici Metro Technologies, Ltd.'ye alüminyum kaynak uzmanlığını daha önceden kanıtlamıştı. Metro, daha önce Ford için Think araç adı verilen başka bir alüminyum şasi projesinde Lincoln'ü aramıştı. Think, yüksek derecede mühendislik gerektiren yeni nesil düşük hızlı elektrikli araca benzetilebilen bir binek konsept araçtı. Think projesiyle, Lincoln ve Metro iş ortakları, alüminyum şasili araçlarla ilgili  uzmanlıklarını kanıtlamışlar ve böylece, Ford GT projesinde kaynak iş ortakları aranma zamanı geldiğinde, bu görev Lincoln ve Metro'ya verildi.  

 

Bu, hibrit alüminyum şasi oluşturmak üzere 35 alüminyum ekstrüzyon, yedi karmaşık döküm, iki yarı katı döküm ve her biri benzersiz olan 450'nin üzerinde alüminyum kaynak ile çeşitli preslemelerde oluşan sıra dışı bir görevdi. Bir alüminyum otomobil şasisinde bu denli robotik kaynak denenmesi, keşfedilmemiş topraklara yapılan bir girişimdi.   
 
Metro'nun Robotik Kaynak Koordinatörü Rick Tepper, kaynak uzmanı Lincoln ile birlikte, sayısız alüminyum kaynak projeleri üzerinde çalışarak elde ettiğitecrübeyi bu  projeye kazandırdı. Tepper, "Alüminyum ile çalışırken kaynak firesi ya da bozulma önemli bir faktör olabilir" dedi ve "ancak deneyim ve deney yoluyla bu şasilerin nasıl kaynaklanacağını ve bozulmayı tüm çerçeve üzerinde birkaç milimetre arasında tutmayı biliyorduk” diye ekledi. Tepper, "500 beygir gücüne dayanan ve saatte yaklaşık 320 km hızla dört saniyede sıfırdan 100'e yükselen yüksek performanslı bir araçtan söz ediyoruz" dedi. "Bu nedenle, kaynakların çok iyi olması gerekiyor."   
 
Tepper'a göre, çok sayıda kaynak içeren bir alüminyum şasi üretmenin anahtarı sıralamanın korunmasıdır. Şasinin birbirini izleyen taraflarını kaynatacak robotları sıralamak, bir alanın başka bir kaynağı kabul etmeden önce soğumasını sağlar, böylece bozulmayı azaltır ve fireyi kontrol eder.  
 
İşi tamamlamak için Lincoln ve Metro, toplam beş robot kullanarak dört robotik hücre hazırladılar. Lincoln'ün Power Wave® güç kaynakları, 178 cm’lik en uzun menzile sahip ve yüksek hızda hareket edebilen altı eksenli FANUC® 120iLB robotlarıyla birleştirildi. Bu hücrelerin her biri 100 ile 125 arası kaynak yapar. Pozisyonerler, çevrim süresini azaltmak için parçaları robotların altına tutmaya yönelik kullanılmıştır.  
 
 
Ekip, kaynak işlemlerini tamamlamak için Lincoln'ün SuperGlaze® 1,2 milimetre 4043 (AlSi5) alüminyum MIG telini seçti. 4043(AlSi5), alaşımının yumuşaklığı nedeniyle beslemesi zor olabilir. Besleme zorluklarını yönetmek için bir MK Products® push-pull sistemi ile birlikte bir Binzel® torç ve koruyucu gaz olarak Argon kullanılmıştır. Bu bileşenlerin tümü daha sonra Lincoln Electric tarafından entegre edildi ve bu durum Metro'ya kaynak işleri, donanım ve operasyon sorumluluğunu üstlenecek tek bir kaynak ortağı ile çalışma imkanı sağladı.  
 
Lincoln Electric'in Otomotiv Müdürü Carl Occhialini, "Lincoln Electric, bu projedeki kaynak işlemlerinin tümü için tek tedarik kaynağıdır" diyor. "Projenin bu zaman çizelgesinde başarılı olabilmesi için tek yol budur.   
    
Bir kişinin robot biliminden ve bir kişinin sarf malzemeleri ve benzerinden sorumlu olduğu durumlar gördüm ve bir sorun olduğunda, herkes çözüm bulmak yerine birbirini göstermeye başladı."   
Kaynak işlemi başlamadan önce, Lincoln Electric Otomasyon Bölümü Uygulama Mühendisi Tom Larkins, projenin lojistiğini belirlemek üzere (Delmia) UltraArc® robotik ark kaynağı simülasyon programını kullandı. Robotların üç boyutlu sanal modelleritorçları, kablolama ve kaynak yapılacak parçaların programlanmasıyla, her bir bileşenin gerçek dünya ile uyumu test edilerek, kaynakların erişilmesi zor kaynak yerleşimlerine ulaşması ve çarpışmaları önlemesi sağlanmıştır.  
Larkins, "Bunu, projenin belirli bileşenlerinin işe yarayıp yaramadığını görmek için bir araç olarak kullandık" diyor. "Bu onay olmadan, proje ile ilişkili maliyetler ve zaman çizelgesi büyük ölçüde uzatılmış olacaktı."  
 
Delmia programı tarafından sağlanan bilgilerle birlikte, gerçek robotları programlamak Lincoln'ün Robot Teknolojisi Uzmanı Marty Sidall'a kalmıştı.  
Sidall, "Robotların alt üst olması gibi bir çok zorluk yaşandı ve bazı kaynak işlemlerinin belli alanlarına torç getirilmesi zor oldu" diyor. "Delmia programındaki her bir kaynağa ulaşmak için, bu robotların konumlama sınırlarını ve kesin olması gereken parçaların yerleşimini zorluyorduk."   
 
Sürekli tasarım değişiklikleri Sidall için programlama zorlukları da oluşturdu. Robotlardan birinin 40 ila 50 kaynak pozisyonundan birinin değiştirilmesi gerektiğinde, bu kaynaktan sonraki tüm sıranın değiştirilmesi gerektiğinden programlamada bir domino etkisi yarattı. Programlamanın karmaşasına ek olarak, "mutabakat iletişimi" gerektiren aynı hücrede iki robot aynı anda kaynak yapmıştır. Bu hücrelerde, bir kaynak sıralaması değişmişse iki robot üzerinde de değiştirilmelidir. Sidall, "Kaynakları yapmak için sadece robotları programlamanız değil, çarpışmalardan kaçınmak için birbirlerinin yerlerini öğrenmek üzere programlamanız gerekiyor" diye aktarıyor. 
 
Bunu yapmak için Sidall, robotlardan birini "programlanmayan" robot olarak programladı; bu da diğer robotun dizilimine başlamadan önce referans konumuna geri döner. 
Buna ek olarak, tamamlanması gereken çok sayıda kaynak vardı, kaynak yapılacak parçaları tutan mengeler ve takımlar genellikle robotların ve kaynak torcunun arasına giriyordu. "Metro'ya şapka çıkartıyorum. Robotların işlerini yapmalarını sağlamak üzere mengeneleri bükme ve kesme, mengene saplarının yerini değiştirmek için bir anda orada oldular" diyor Sidall. 
 
Sonunda, her bir hücre için robotların programlanması yaklaşık altı hafta aldı.  
Birinci hücrede, Occhialini'nin ikili “Dönme Dolap” olarak adlandırdığı bir robot kullanır; burada iki fikstür birbirinin etrafında  dönerken, aynı anda kendileri de   döner. Bu hücrede ön ve arka tampon bağlantıları, şanzıman tertibatları ve çeşitli sabitleme çubukları monte edilmiştir. 
İki ve üç numaralı hücreler, daha fazla hareket aralığı sağlamak için her biri ters çevrilmiş iki robot veya havaya asılı robotlardan yararlanırlar. Arka alt grup ve birincil dökümler ikinci hücrede kaynak yapılırken, üçüncü hücre ön grubu kaynatmaktadır. 
 
 
Dördüncü hücre, ön ve arka grupları birbirine kaynaştırmak ve şasiyi tamamlayan kokpite veya camekana takmak için iki adet ters çevrilmiş robot kullanmaktadır.  
Ford GT Alüminyum Gövde Tasarımı Üretim Ekibi, Lincoln'ün Teknolojik yeniliklerinden birisi olan gelişmiş Dalga Biçimi Kontrol Teknolojisi™ (Waveform Control Technology™) nedeniyle Power Wave’i seçti. Dalga Biçimi Kontrol Teknolojisi, çıkış dalga biçimini kontrol eden ve şekillendiren Lincoln'un tescilli teknoloji platformudur. Dalga biçimi dijital olarak şekillendirilebildiğinden, elektrik bileşenlerini değiştirmeye gerek duymadan yazılım kullanarak dalga biçimi kontrollü donanım, neredeyse her uygulama için özelleştirilmiş sonuçlar sağlayarak geniş bir malzeme yelpazesinde verimliliği ve kaliteyi geliştirir. Bu özellikler, kullanıcılara çok yönlü ve yükseltilebilir bir kaynak sistemi sunar. 
 
Tepper özellikle de Lincoln'ün patentli Pulse-On-Pulse™ işleminin, Metro'nun, 1,5 mm'den 8 milimetreye kadar kalınlıkta olan 6061 T6 haddelenmiş alüminyumda gerekli olan kaynak çıktısını sağlamak için ayrılmaz bir parça olduğunu ve en yaygın boyutun 3 milimetre olduğunu belirtti. Pulse-On-Pulse, ince ebatlı alüminyum kaynağında bozulmanın  kontrolü gerektiğinde kritik öneme sahip daha düşük bir amper ile kaynak işlemi kullanılmasını sağlar. Ayrıca, dijital olarak kontrol edilen Power Wave inverter güç kaynağı, gözenekliliğin başlatılma riskini azaltmaya ve düz, çekici bir kaynak dikişi profiline katkıda bulunan gelişmiş ark başlatma işlemlerine uygundur. Buna ek olarak, Lincoln Dalga Biçimi Kontrol Teknolojisi™ ile Power Wave, MIG'den (GMAW) kesintisiz ark kaynak işlemi değişimine, bir kaynaktan diğerine pulse veya Pulse-on-Pulse'a geçiş yapılmasına olanak sağladığını belirtti. 
 
Tepper, Metro'nun kullandığı Lincoln ekipmanının bir başka yararı olduğunu belirtti: "PulseOn-Pulse özelliği ile gerçekten de sıçrama yaşanmadığını, kaynağı temizlemenin ötesinde pek fazla temizlik olmadığını” belirtti. 
Tepper, Lincoln donanımıyla bağlantı kurmaya gelince, "Aslında, robotların Lincoln kontrol panelleri ile birlikte kullanımı oldukça kolay. Kaynak prosedürlerimizi (Metro, Lincoln ve Ford) geliştirdikten sonra herhangi bir problem yaşamadık” dedi. Tüm süreç düzgün şekilde gerçekleştirildi. Tepper, dördüncü şasiye kaynak yaptıklarında, "üretim amaçlı" ya da gerçek üretimde kullanılmak üzere, dokunmuş kaynaklara ve tümüne sahip parçaları çalıştırdığını söyledi. 
   
Yüzüncü yıl dönümü kutlamasının son tarihinden üç ay önce, tamamlanan otomobilin dokuz prototipi çeşitli bileşenleri test etmek üzere yola çıktı. 16 Haziran olan son tarihten önce, üç üretim modeli hazırdı ve biri Bill Ford tarafından şirketin yüzüncü kutlamasında sürüldü. 
Orijinal üç GT'nin ikisi "medya otomobili" olarak ithaf edildi ve şu anda lider otomobil medya organlarının gazetecileri tarafından sürülmekte ve incelenmektedir. Kaza ve diğer testler için ek olarak 15 GT üretilmiştir. 
 
İlk 18 GT'nin tamamlanmasının ardından, robotik kaynak hücreleri ve diğer üretim mekanizmaları söküldü ve Detroit'te bulunan Milford Fabricating Company'ye sevk edildi. Budd Company'nin bir yan kuruluşu olan Milford, araçların üretimini üstlenecektir. Buna göre plan, iki buçuk yıl süreyle haftada beş gün, günde sekiz adet GT üretmektir; toplamda 4.500 GT'nin 140.000 - 150.000 ABD Doları'ndan perakende satışa sunulması bekleniyor.