Chytré svařovací stanice P3 UHP pro orbitální svařování v čistém prostoru

Obr. 1: Smart Welding Station P3 UHP s uzavřeným svářecím hlavou pro orbitální svařování trubek a armatur. / Fig. 1: Smart Welding Station P3 UHP with closed chamber welding head for orbital welding of tubes and fittings.

Abb.2: Instalace potrubí pro lékařský plyn v nemocnici. / Fig.2: Instalace na místě pro potrubí lékařského plynu v nemocnici.

Obr. 3: Bezdrátový dotykový ovladač pro řízení jedné nebo více chytrých svářeček. / Fig. 3: Bezdrátový dotykový ovladač pro ovládání jedné nebo více chytrých svářeček.

Celosvětový trh s polovodičovými produkty je již delší dobu velmi dynamický. Trendy týkající se pokročilé digitalizace, umělé inteligence, výkonných počítačů a internetu věcí vedou k výraznému nárůstu poptávky. V rámci neustálého technického vývoje jsou Intel, Samsung a TSMC zapojeni do plánování komerční výroby obvodů s technologií 3 nm, zatímco IBM právě oznámila dokončení prototypu s technologií 2 nm. Čínští výrobci, kteří mají ještě hodně co dohánět za mezinárodně vedoucími firmami v oblasti špičkových technologií, podnikají velké úsilí, aby konečně překonali svou závislost na mezinárodních dodavatelských řetězcích.

Pro zvládnutí exponenciálně rostoucí poptávky je nutné rozšířit stávající zařízení a vybudovat nové výrobní závody na polovodiče. K tomu je nezbytné zajistit dodatečné kapacity čistých prostor, které splní požadavky na vysokou čistotu (HP - High Purity) i ultra vysokou čistotu (UHP - Ultra High Purity).

Pod vlivem aktuální pandemie je třeba otestovat a vyrábět řadu nově vyvinutých léků, přičemž zejména pro přípravu vakcín v obrovském množství musí být k dispozici dostatek čistých prostor splňujících standardy UHP nebo alespoň HP, které umožní výrobu, sterilizaci, ředění a injekce.

Pro odolání možným nedostatkům v této oblasti společnost Polysoude z Francie shromáždila své aktivity ve výzkumné a vývojové divizi a za pouhých 16 měsíců uvedla na trh Smart Welding Station P3 UHP (obr.1).

V oblasti výroby polovodičů jsou nezbytné rozsáhlé potrubní sítě, které zásobují zařízení vysoce čistými plyny a kapalinami pro inertizaci, čištění a proplachování, zatímco při výrobě léků se převážně používají páry a sterilní voda k sterilizaci, ředění a injekcím. Přitom musí být všechny svarové spoje v dodavatelských potrubních sítích splněny s nejvyššími nároky.

Výrobci čistících zařízení nebo potřebných dílů, jako jsou trubky, ventily, fitinky apod., mohou svarové spoje provádět ve svých výrobních závodech, zatímco svarové práce při výstavbě čistých prostor musí být prováděny přímo na místě (obr.2). V každém případě lze požadovanou kvalitu spojů dosáhnout pouze, pokud jsou všechny svarové práce prováděny v prostředí s čistým prostorem.

Při vývoji P3 UHP byl cílem vytvořit zařízení, které je výhradně přizpůsobené potřebám svarování v čistých prostorách. Obsluha čistého prostoru samozřejmě přesně ví, že kvalita svarových spojů má přímý vliv na kvalitu finálních produktů, a proto očekává nejen dokonale provedené svarové spoje, ale také komplexní a spolehlivou dokumentaci. Firmy provádějící svarové práce zase dbají na to, aby jejich svarové zařízení splňovalo všechny požadavky nezbytné pro správné plnění specifikací UHP nebo HP.

Smart Welding Station P3 UHP byla navržena pro provoz s uzavřenými svarovými kleštěmi UHP 250, UHP 500 a UHP 625. TIG orbitální svarování zajišťuje svarové spoje bez trhlin a pórů s velmi hladkým povrchem, zatímco klenuté orbitální svarové kleště poskytují díky dokonalé ochraně plynem spojení bez barevného nástřiku a pomáhají udržet čistotu prostoru díky snížené emisii částic. Vzduchem chlazené svarové kleště typu UHP umožňují svarování na koncových svarových spojích tenkostěnných trubek bez přídavného materiálu, přičemž průměry se pohybují od 1,6 do 6,35 mm. Přesné svarování vyžaduje přesné nastavení, proto lze proud svaru programovat v krocích po 1/10 A.

S hmotností pouhých 17 kg je Smart Welding Station P3 UHP nejlehčím zdrojem proudu na trhu pro automatizované svarování, což přináší významné výhody již v dílně a je nezbytné při použití na staveništi.

Z důvodu dalších emisí částic se vodou chlazené zařízení v prostředí s čistým prostorem často nepoužívají, v tomto ohledu však vodou chlazené UHP svarové kleště nepředstavují problém. Pokud je však požadována zvýšená produktivita nebo je potřeba svařovat větší průměry trubek až do 170 mm, používají se vodou chlazené orbitální svarové kleště typu MW a Smart Welding Station je rozšířena o externí chladicí jednotku. Aby bylo možné dále využívat již existující díly zařízení, lze nejen všechny orbitální svarové kleště Polysoude používat společně se svarovou stanicí, ale také většinu běžných cizích výrobců v plném rozsahu.

S automatizovanými svarovými metodami je však možné dosáhnout spolehlivě dobrých výsledků pouze při přesném dodržování pracovních postupů. Výbava Smart Welding Station umožňuje operátorovi výrazně mu v jeho úkolu pomáhat. Ukázalo se, že speciálně navržený bezdrátový dotykový ovladač pro tuto úlohu je mnohem lepší než běžná dálková ovládání nebo dokonce běžný tablet (obr.3). Přenosný, přehledný a snadno ovladatelný umožňuje současný přístup k několika Smart Welding Station s připojenými svarovými kleštěmi. Software řízené průtokové regulátory pro ochranný plyn a formovací plyn lze přesně nastavovat otočným knoflíkem, hodnoty jsou průběžně zobrazovány na displeji.

Identita obsluhy, druh použitých ochranných plynů a samotný výrobek se jednoduše načítají pomocí čtečky čárových kódů a přenášejí se přes WiFi nebo kabelově do Smart Welding Station. Typ svarové kleště je automaticky rozpoznán ihned po připojení příslušných konektorů.

Pro dané použití jsou v databázi uloženy odpovídající instrukce pro svarování, které se zobrazí na displeji, takže je třeba je pouze doplnit aktuálními daty. Po upevnění svarové kleště lze spustit svarový cyklus, a to buď přes WTC, dálkové ovládání, PC přes LAN nebo WiFi, nebo dokonce z vestavěných ovládacích prvků kleště. Pokrok svarového cyklu lze nyní sledovat v reálném čase na displeji, aktuální hodnoty svarových parametrů jsou průběžně zobrazovány.

Protokol lze ihned po svaru vytisknout pomocí vestavěného tiskárny, a pro zpětnou sledovatelnost a zajištění kvality lze data přes LAN nebo WiFi přenést do firemní sítě, podporován je protokol DHCP WEB. Pro aplikace v chytré továrně je Smart Welding Station P3 UHP již plně připravena, rozhraní jsou přizpůsobena průmyslu 4.0 a podporují protokol OPC-UA.

Nákup Smart Welding Station P3 UHP není pouze investicí do budoucnosti, ale i krokem vpřed. Spolu s širokou škálou možností a příslušenství lze pro prakticky jakékoli zákaznické prostředí s čistým prostorem nakonfigurovat na míru svarové zařízení, které bezpečně splní i ty nejnáročnější požadavky a často je i překoná. Díky uživatelsky přívětivému designu je svarař při své práci trvale podporován, což prakticky vylučuje chyby obsluhy. Třída kompatibility s průmyslem 4.0 a rozhraní pro všechny možné procesy doplňují výbavu tak, aby žádné požadavky uživatelů nezůstaly nesplněny.