Okos hegesztőállomás P3 UHP az orbitális hegesztéshez a tisztatérben

Ábra.1: Okos hegesztőállomás P3 UHP zárt hegesztőfejjel cső- és idomorbitális hegesztéshez. / Fig.1: Smart Welding Station P3 UHP zárt kamrás hegesztőfejjel az orbitális hegesztéshez csövek és idomok esetében.

Ábra 2: Csővezetékek telepítése orvosi gázok számára egy kórházban. / Fig.2: Helyszíni telepítés orvosi gázvezetékekhez egy kórházban.

Ábra 3: Vezeték nélküli érintőképernyős vezérlő egy vagy több okos hegesztőállomás irányításához. / Fig.3: Vezeték nélküli érintőképernyős vezérlő egy vagy több okos hegesztő telepítés irányításához.

A világméretű félvezetőgyártási piac már egy ideje erőteljesen mozgolódik. A folyamatos digitalizáció, mesterséges intelligencia, nagy teljesítményű számítógépek és az Internet of Things trendjei jelentősen megnövelt keresletet eredményeznek. A folyamatos technológiai fejlődés részeként az Intel, a Samsung és a TSMC a 3 nm-es áramkörök kereskedelmi gyártásának tervezésével foglalkozik, míg az IBM épp egy 2 nm-es technológiával készült prototípus befejezését jelentette be. A nemzetközi vezető vállalatokhoz képest még sokat behozni kívánó kínai gyártók nagy erőfeszítéseket tesznek végre, hogy végre áttörjék függőségüket a nemzetközi ellátási láncoktól.

Az exponenciálisan növekvő kereslet kielégítése érdekében meglévő létesítményeket bővíteni kell, valamint új félvezetőgyárakat kell építeni. Ehhez elengedhetetlen, hogy további tisztatéri kapacitásokat biztosítsanak, amelyek megfelelnek mind a HP- (High Purity), mind az UHP- (Ultra High Purity) követelményeknek.

A jelenleg uralkodó pandémia hatására számos új fejlesztésű gyógyszert kell tesztelni és gyártani, különösen a hatalmas mennyiségben szükséges vakcinák előállításához elegendő tisztatérnek kell rendelkezésre állnia, amelyek megfelelnek az UHP- vagy legalább a HP-szabványoknak.

Az esetleges szűk keresztmetszetek elkerülése érdekében a francia Polysoude vállalat összevonta kutatási és fejlesztési tevékenységeit, és mindössze 16 hónap alatt piacra dobta a Smart Welding Station P3 UHP-t (1. ábra).

A félvezetőgyártás területén széles körű csőhálózatokra van szükség, hogy a berendezéseket magas tisztaságú gázokkal és folyadékokkal lássák el inertizáláshoz, valamint tömítéshez és öblítéshez, míg gyógyszeripari gyártásnál elsősorban gőz és sterilitásra alkalmas víz szükséges sterilizáláshoz, hígításhoz és injektáláshoz. Ezen ellátócsövek minden csőszerelvényének a legmagasabb követelményeknek kell megfelelnie.

A tisztatéri felszerelések gyártói, illetve az ehhez szükséges alkatrészek, mint például csövek, szelepek, idomok stb., a gyártóüzemeikben végezhetik el a hegesztéseket, míg a tisztatér építésénél felmerülő hegesztési munkákat csak a helyszínen, a helyszínen lehet elvégezni (2. ábra). Minden esetben csak akkor érhető el a kívánt kötésminőség, ha minden hegesztési munka tisztatéri körülmények között történik.

A P3 UHP fejlesztése során az volt a cél, hogy olyan felszerelést hozzanak létre, amely kizárólag a tisztatéri hegesztés igényeire van szabva. A tisztatér üzemeltetője természetesen pontosan tudja, hogy a hegesztés minősége közvetlen hatással van végtermékei minőségére, ezért nemcsak tökéletesen kivitelezett hegesztéseket vár el, hanem egyben átfogó és megbízható dokumentációt is kér. A hegesztési munkákat végző cégek pedig ügyelnek arra, hogy hegesztőberendezéseik minden, az UHP- vagy HP-szabványok tökéletes betartásához szükséges feltételnek megfeleljenek.

A Smart Welding Station P3 UHP a zárt hegesztőkarokkal UHP 250, UHP 500 és UHP 625 típusokra lett kialakítva. A TIG-orbital hegesztés gyűrűs és pórusmentes varratokat eredményez, rendkívül sima felülettel, a kammert orbitális hegesztőkarok pedig tökéletes gázvédelem mellett színfakulásmentes kötéseket biztosítanak, és a csökkent részecskekibocsátás révén segítenek fenntartani a tisztatér tisztaságát. A levegőhűtéses hegesztőkarok lehetővé teszik vékony falú csövek végtaghegesztését adalékanyag nélkül, miközben a méretek 1,6 és 6,35 mm között változhatnak. A precíz hegesztéshez pontos beállításokra van szükség, így a hegesztőáram erősségét 1/10 A lépésekben lehet programozni.

A mindössze 17 kg súlyú Smart Welding Station P3 UHP a piacon a legkönnyebb automatikus hegesztőforrás, amely már a műhelyben jelentős előnyöket kínál, de a helyszíni alkalmazás során elengedhetetlen.

A további részecskekibocsátások miatt a vízhűtéses felszereléseket gyakran nem tolerálják a tisztatéri környezetben, ebben a tekintetben a levegőhűtéses UHP-hegesztőkarok nem okoznak problémát. Ha azonban növelt termelékenység vagy nagyobb csőátmérők (akár 170 mm) kerülnek előtérbe, akkor a vízhűtéses orbitális hegesztőkarok típusú MW kerülnek alkalmazásra, és a Smart Welding Station kiegészül egy külső hűtőegységgel. Az esetlegesen meglévő felszerelések továbbhasználhatósága érdekében nemcsak a Polysoude összes orbitális hegesztőkarja alkalmazható a hegesztőállomással, hanem a legtöbb szabványos külföldi gyártmány is teljes mértékben működtethető.

Az automatizált hegesztési eljárások csak akkor biztosítanak megbízható jó eredményeket, ha az adott munkafolyamatokat pontosan betartják. A Smart Welding Station felszerelése lehetővé teszi a gépkezelő számára, hogy munkáját a lehető legnagyobb mértékben támogassa. Kiderült, hogy a kifejezetten erre a feladatra fejlesztett vezeték nélküli érintőképernyős vezérlő messze felülmúlja a hagyományos távirányítót és akár egy normál tablettet is (3. ábra). Kézreálló, áttekinthető és könnyen kezelhető, lehetővé teszi több Smart Welding Station egyidejű kezelését, mindegyikhez csatlakoztatott hegesztőkarral. A szoftveres átfolyás-szabályzók a hegesztővédő- és formálógázok pontos beállítását teszik lehetővé, az értékek folyamatosan megjelennek a kijelzőn.

A kezelő személyazonosságát, az alkalmazott védőgáz típusát és a munkadarabot egyszerűen be lehet olvasni vonalkód-olvasóval, és WiFi vagy kábeles kapcsolaton keresztül továbbítani a Smart Welding Station számára. A hegesztőkar típusát automatikusan felismeri, amint a megfelelő csatlakozások megtörténtek.

A megfelelő hegesztési utasításokat egy adatbázis tárolja, és megjelennek a kijelzőn, így csak az aktuális adatokkal kell kiegészíteni őket. A hegesztőkar rögzítése után elindítható a hegesztési ciklus, ez történhet a WTC-n, távirányítón, PC-n LAN vagy WLAN keresztül, vagy akár a hegesztőkar beépített kezelőelemeivel is. A hegesztési ciklus előrehaladása valós időben követhető a kijelzőn, a hegesztési paraméterek aktuális értékei folyamatosan megjelennek.

Az eredményről közvetlenül a hegesztés után nyomtatható jelentés a beépített nyomtatón keresztül, a visszakövethetőség és a minőségbiztosítás érdekében az adatok LAN vagy WLAN hálózaton keresztül feltölthetők a vállalati rendszerbe, a DHCP WEB protokoll támogatott. A Smart Welding Station P3 UHP már készen áll az Industry 4.0 alkalmazásokra is, a csatlakozási felületek az ipar 4.0 folyamataira vannak hangolva, és támogatják az OPC-UA protokollt.

A Smart Welding Station P3 UHP beszerzése nemcsak jövőbiztos, hanem a jövő irányába mutató beruházás is. A széleskörű opciók és kiegészítők választékával gyakorlatilag minden ügyfélspecifikus tisztatéri alkalmazásra testreszabott hegesztőberendezés konfigurálható, amellyel még a legszigorúbb követelményeket is biztonságosan lehet teljesíteni, sőt, gyakran túl is lehet szárnyalni azokat. A felhasználóbarát kialakítás támogatja a hegesztőt feladataiban, így gyakorlatilag kizárhatóak a kezelési hibák. Az Industry 4.0-kompatibilitás és a különböző folyamatokhoz illeszkedő interfészek pedig kiegészítik a felszereltséget, így semmilyen felhasználói igény nem marad kielégítetlen.