• Türkiye

    Sizi, yerel sitenizde, yerel fiyatlandırmalar ile promosyonları görebileceğiniz ve ürünleri çevrimiçi satın alabileceğiniz bir sayfaya yönlendirdik.

    Stay on our U.S. site

Keyboard ALT + g to toggle grid overlay

CLAUDIUS PETERS

Ağır ekipman imalatçısı, üretken tasarımı herkese sunuyor

Yapının geleceği

BU HİKAYEYİ PAYLAŞIN

Görseli sağlayan: LimbForge

Yeni ürün geliştirme teknolojileri, 100 yıllık firmayı üretimin geleceğine hazırlıyor

113 yaşındaki bir dökme malzeme işleme ekipmanı üreticisi olan Claudius Peters, 21. yüzyılda dijital bir şirket olma yolunda dönüşüm geçiriyor. Üretken tasarım firma için her şeyi değiştiriyor ve ürün tasarımı ile optimizasyonuna yaklaşımda radikal bir yol sunuyor. Şirket, geleneksel 3B üretim yöntemleri için genellikle 3B baskı ile ilişkili olan bu teknolojiyi kendine göre uyarlayarak, fiyatlara duyarlı bir endüstriyel pazar için daha uygun maliyetli ürünler üretiyor. Ağır imalat alanındaki üretken tasarım, Claudius Peters'ı değişen zamanlarda daha rekabetçi hale getirmek için malzeme, enerji maliyetleri ve teslim sürelerinin azaltılmasına yardımcı oluyor.

Eski tarz şirket, değişimi benimsiyor

Alman üretici Claudius Peters “ağır sanayi” terimine verilebilecek örneklerden biridir: Şirket, çimento, çelik, alçı ve alüminyum endüstrileri için büyük endüstriyel makine ve işleme tesisleri üretmektedir. Claudius Peters (CP) operasyon direktörü Thomas Nagel, “Dökme malzemelerin işlenmesi alanında uzmanız.” diyor. Almanya'nın Hamburg kentindeki genel merkezine ek olarak, şirketin Amerika, Avrupa ve Asya'da 12 bölge ofisi bulunuyor.

1906 yılında kurulan CP, 100 yıldan uzun bir süredir devasa büyüklükte, yoğun sermaye kullanan sanayi ürünleri (konveyörler, silolar, öğütme değirmenleri) üretmektedir. Ancak saygın geçmişine bağlı kalmak yerine, baş dijital direktörü olarak görev yapan Nagel, şirketin dijital inovasyonda küresel bir lider olarak ün kazanmasına yardımcı oluyor. Claudius Peters, maliyet, kalite, teslimat hızı ve müşteri memnuniyeti ile ilgili iş sonuçlarını geliştirmek amacıyla 2014 yılında bir inovasyon yolculuğu başlattı. Ancak şirket, 21. yüzyılda rekabetçi kalmanın sadece yeni yazılımlardan daha fazlasını gerektirdiğini fark etti. CP, 2018'de yeni dijital beceriler ve tasarım düşünme, deneme ve yinelemeye odaklanan bir kültür gerektiren, hızlı bir şirkete dönüşmeye başladı.

Almanya'nın Hamburg yakınlarındaki Buxtehude kentinde, Claudius Peters'ın operasyon direktörü ve baş dijital yöneticisi Thomas Nagel.

İnovasyon yolculuğu başlıyor

Autodesk gibi teknoloji ortaklarıyla çalışmak, Claudius Peters’ın inovasyon yolculuğunun kilit noktası olmuştur. CP, satış, mühendislik, tasarım, üretim ve montaj süreçlerini birbirine bağlamak için BIM 360 (İngilizce) da dahil olmak üzere yeni araçları benimsemiştir. Şirket ayrıca Inventor (İngilizce) ve sonlu elemanlar yöntemi (FEM) analizini kullanarak üretim süreçlerini kolaylaştırmak için yeni yöntemler bulmuştur. CP makinelerini kurmak için müşteri tesislerinde veri toplamak üzere 3B gerçeklik yakalama taramalarını ReCap (İngilizce) ve Navisworks (İngilizce) ile kullanmaya başladı, sonra da dosyaları Almanya'daki mühendislik ve tasarım ekiplerine verdi. Nagel, “Bu, işimizi daha hızlı, daha kaliteli, daha düşük maliyetlerle yapıp daha yüksek müşteri memnuniyeti sağladığımız anlamına geliyor.” diyor.

“Ancak inovasyon yolculuğumuz burada durmadı.” diye ekliyor. Fusion 360 'taki üretken tasarım tanıtımından esinlenen Nagel, CP ekibinin bu yeni teknolojiyi öğrenmesi için dört saatlik bir atölye çalışması düzenledi.

Autodesk üretken tasarım (İngilizce) yazılımı, tasarım hedeflerini ve kısıtlamaları alır ve hızlıca seçim yapabileceğiniz düzinelerce seçenek oluşturarak bir tasarım çözümünün olasılıklarını araştırır. Birkaç genel parça denedikten sonra ekip, CP’nin çimento sektöründeki ana ürünlerinden biri olan klinker soğutucusundan alınan bir parçayı optimize etmek üzere üretken tasarımı kullanmayı denemeye karar verdi.

Nagel (sağda), Claudius Peters ekibi ile mevcut klinker soğutucusu parçasının tasarımını gözden geçiriyor.

Klinker soğutucusu nedir?

Çimento sektörü, en eski günlerinden beri Claudius Peters'ın temel alanı olmuştur. Çimento üreticileri, parçalanmış madeni karıştırır ve fırında 1.450°C'ye (2.640°F) kadar ısıtıp, daha sonra topaklaştırarak misket boyutundaki “klinkerler” haline getirir. Kor halindeki klinker, 50 x 25 metre (164 x 82 fit) büyüklüğündeki devasa bir makine olan klinker soğutucusuna boşaltılır. Hava, klinkeri soğutucunun içinden geçerken soğutarak yaklaşık 100°C'ye (212°F) getirir. Klinker daha sonra öğütülür ve çimento oluşturmak üzere diğer malzemelerle karıştırılır.

CP, 1950'lerin başlarında sektöre klinker soğutucuları tedarik etmeye başladı ve sonraki 60 yılda 700'den fazla soğutucu üretti. Ancak klinker üretimi çok fazla enerji tüketerek, çimento endüstrisini dünyadaki en fazla karbondioksit salınımı yapan sektörlerden biri haline getiriyor.

CP, 2000'lerin başında enerji tasarrufu sağlamak için tasarlanan yeni nesil bir klinker soğutucusu geliştirmeye başladı. Soğutucu, Yunanca “η” (“eta”) simgesi olan ve enerji tasarrufu anlamına gelen ETA Cooler adını aldı. Nagel, “ETA Cooler soğutucumuzun en büyük avantajlarından biri olağanüstü seviyede termal verimlilik sağlaması.” diyor. “Bu enerji tasarrufu, çimento üretiminin çevreye yönelik olumsuz etkilerini azaltmaya yardımcı olabilir.” Bugün, CP’nin ana işi çimento fabrikalarında verimliliği artırmak için mevcut klinker soğutucularını ETA Cooler soğutucularla değiştirmektir.

İsviçre'deki Holcim Untervaz Çimento Fabrikası'ndaki ETA Cooler, neredeyse bir futbol sahasının yarısı büyüklüğünde, dev bir makinedir. Görseli sağlayan: Claudius Peters.

Üretken tasarım, şaşırtıcı sonuçlar veriyor

CP, geleneksel tasarım yöntemlerini kullanarak fazla malzemeyi çıkaracak şekilde kısa süre önce yeniden tasarlanan ağır bir metal parçayı ETA Cooler için optimize etmek üzere üretken tasarımdan yararlanmaya karar verdi. Her soğutucuda bu parçalardan 50 ila 60 adet yer alıyor ve parçalar, erimiş klinkeri ETA Cooler içinde hareket ettiren bir dizi konveyör şeridi üzerinde birbirine cıvatalarla tutturulmuş şekilde bulunuyor. CP tasarım mühendisi Maximilian Lerch, “Bu döküm parça tekrar tekrar optimize edildi.” diye anlatıyor. “Hedef, metalin ağırlığını ve bununla bağlantılı olarak maliyeti düşürmekti. Ağırlık üzerinde yapılan küçük bir optimizasyonun bile büyük bir etkisi oluyor.”

Lerch, “Bilgisayar ekranının etrafında toplanan tüm mühendislerin, üretken tasarımın neredeyse hiçbir şey olmadan ve yalnızca sınırlarla, optimize edilmiş ve güçlü bir parça yaratmasını izlemelerine şahit olmak gerçekten güzeldi.” diye devam ediyor. “En iyi çözüme ulaşmak için gerekli olan tüm tekrarlamalar yazılım tarafından yapılıyor.”

Nagel, üretken tasarımla geçen ilk dört saatlik seanstan sonra ekibin ilk sonucunu aldı: “Biz bunu 'yabancı parça' olarak adlandırdık.” diyor Nagel. “Sonuç bizi şaşırttı, optimize ettiğimiz parçadan nasıl bu kadar farklı olabilirdi? Üstelik nasıl %30 ila %40 daha hafif olmuştu?”

Üretken tasarım süreci ilk olarak, orijinal ETA Cooler taşıma parçası (solda) ve geleneksel olarak optimize edilmiş parçadan (ortada) çok büyük seviyede farklılıklar taşıyan “yabancı parça” (sağda) ile sonuçlandı.

Üretici tasarım, şaşırtıcı sonuçlar veriyor

CP, geleneksel tasarım yöntemlerini kullanarak fazla malzemeyi çıkaracak şekilde kısa süre önce yeniden tasarlanan ağır bir metal parçayı ETA Cooler için optimize etmek üzere üretici tasarımdan yararlanmaya karar verdi. Her soğutucuda bu parçalardan 50 ila 60 adet bulunuyor ve parçalar, erimiş klinkeri ETA Cooler içinde hareket ettiren bir dizi konveyör şeridi üzerinde birbirine cıvatalarla tutturulmuş şekilde bulunuyor. CP tasarım mühendisi Maximilian Lerch, “Bu döküm parça tekrar tekrar optimize edildi” diye anlatıyor. “Hedef, metalin ağırlığını ve bununla bağlantılı olarak maliyeti düşürmekti. Ağırlık üzerinde yapılan küçük bir optimizasyonun bile büyük bir etkisi oluyor.

Lerch, “Bilgisayar ekranının etrafında toplanan tüm mühendislerin, üretici tasarımın neredeyse hiçbir şey olmadan ve yalnızca sınırlarla, optimize edilmiş ve güçlü bir parça yaratmasını izlemelerine şahit olmak gerçekten güzeldi” diye devam ediyor. “En iyi çözüme ulaşmak için gerekli olan tüm tekrarlamalar yazılım tarafından yapılıyor.”

Nagel, üretici tasarımla geçen ilk dört saatlik seanstan sonra ekip ilk sonucunu elde etti: “Biz bunu “yabancı parça”olarak adlandırdık” diyor Nagel. “Sonuç bizi şaşırttı; optimize ettiğimiz parçadan nasıl bu kadar farklı olabilirdi? Üstelik nasıl %30 ila %40 daha hafif olmuştu?”

  • Çimento üretim sürecinde kor halindeki klinker, fırından günde 13.000 metrik ton klinkeri işleyebilen ETA Cooler soğutucusuna aktarılır.

  • Konveyör şeritleri klinkeri ETA Cooler soğutucusundan geçirir ve burada hava, erimiş madeni yaklaşık 100°C (212°F) sıcaklığa getirir.

  • Her bir ETA Cooler, sıcak klinkeri soğutucunun içinde hareket ettirmek üzere konveyör şeritlerine yerleştirilmiş yaklaşık 60 taşıma parçası içerir.

  • Orijinal taşıma parçası (solda) 2016 yılında yeniden tasarlanıp 14 adet klinker soğutucusunda kuruldu ve verimliliği kanıtlandı.

  • Üretici tasarıma dayanan yeni parça tasarımı (sağda) orijinal malzemeye göre %50 oranından daha hafiftir ve malzeme maliyeti ile enerjisinde tüketiminde önemli tasarruflar sağlar.

  • Görüntüler, klinker soğutucusu parçasının orijinal ağır geometrik tasarımdan (üst sıra, en solda) üretici tasarımlı ve ters mühendislik ile tasarlanmış yinelemelerdeki gelişimini göstermektedir.

Görseli sağlayan: Claudius Peters

Üretken tasarımla tasarlanan bir parçanın geleneksel üretim için uyarlanması

Claudius Peters’ın mühendisleri ilk başta şüphelenerek “yabancı parça” üzerinde hesaplamalar ve FEM analizleri yaptılar. Parçanın geleneksel olarak optimize edilmiş versiyonlarından daha etkili olduğunu bulan mühendisler, oldukça şaşırdılar. Ekip, parçanın nasıl üretileceğini bulmak için tasarımı analiz etmeye başladı. Nagel, “Üretken tasarım normalde ürünü oluşturmak için 3B baskı veya diğer katmanlı üretim yöntemlerini kullanıyor.” diyor. “Sektörümüzde 3B baskılı parçalar kullanılmayacak, çünkü bu yöntem çok pahalı.” "Ancak, üretken tasarım ve geleneksel optimizasyon fikirleri sayesinde, parçaya ters mühendislik işlemi uygulamak sadece bir haftamızı aldı. Böylece geleneksel üretim yöntemlerini kullanarak parçayı üretebildik."

Ekip, Inventor ve FEM analizleri ile Claudius Peters’ın dökümhanesinde farklı imalat çözümlerini test etti. Nagel, “Dökme parçalardan lazerle kesilmiş plakalar ve kaynakla çözüme geçmeye karar verdik.” diyor. “Parçayı %25 daha hafif olacak, daha hızlı üretilecek ve daha uygun maliyetli olacak hale getirdik.” Ekip, taşıma parçası için tasarım seçeneklerini incelemeye, iyileştirme için ek fırsatlar bulmaya ve daha da fazla maliyet tasarrufu yapmaya devam ediyor. Nagel, “Çok yakında üretimine başlanacak” diye anlatmaya devam ediyor. “Parçanın bir yıl içinde tüm dünyada olmasa da bir yerde kullanılmaya başlamasını bekliyorum.”

Bir kaynakçı, üretken tasarım ile geleneksel tasarım fikirleri ve dökümhaneden gelen girdiler kullanılarak ters mühendislik ile tasarlanan yeni taşıma parçası için prototipi üretiyor.

Üretken tasarımın avantajları

CP’nin üretken tasarım ile tasarlanan parçası, nihayet kurduğu her klinker soğutucusunda şirket için önemli miktarda para tasarrufu sağlayabilir. Taşıma parçasının ağırlığının yaklaşık 20 kilogram (44 pound) azalmasıyla şirket parça başına yaklaşık 100 € (113 ABD doları) tasarruf etmeyi bekliyor. Bu rakam, her bir soğutucuda 60 veya daha fazla parça ile çarpılıyor. Ayrıca daha az ağırlık, daha az nakliye masrafı anlamına geliyor. Nagel, “Geliştirdiğimiz ilk prototipten itibaren, üretken tasarımın ürünlerimiz için daha iyi maliyetler elde etmemize ve daha rekabetçi olmamıza yardımcı olacağına inandık.” diyor Nagel.

Üretken tasarım aynı zamanda daha büyük seviyede sürdürülebilirlik de sunuyor. Nagel, “Hindistan veya Türkiye'deki bir dökümhanede dökülen daha ağır bir parçadan buradaki atölyemizde bile yapabileceğimiz, kaynak kullanılan bir tasarım olacak daha hafif bir parçaya geçebiliriz.” diye açıklıyor. “Malzeme, enerji, nakliye süresi ve çevre üzerindeki diğer olumsuz etkilerden kısıyoruz.”

Claudius Peters artık, üretken tasarımın mevcut parçaları optimize etmek veya yenilerini tasarlamak için standart bir süreç haline geldiği bir noktaya gelmiş durumda. Nagel, “Gelecekte optimizasyonların ve malzeme kısıtlamalarının uygulanacağı daha fazla parça bulacağız.” diyor. “Parça parça, üretken tasarımın aynı olumlu faydalara sahip olup olmayacağını görmeye çalışacağız.”

Tasarım mühendisi Maximilian Lerch, geleneksel üretim yöntemleriyle üretilebilen, üretken tasarım ile elde edilen parçanın ters mühendislik versiyonunda çalışmaktadır.

İlgili ürünler

Şu anda arama sonuçlarını görüntüleyemiyoruz. Lütfen daha sonra tekrar deneyin.

GERİ BİLDİRİM