Fabricante de ventoinhas industriais de fibra de vidro baseia-se na tradição

A Hudson Products recorreu às Prensas Hidráulicas Wickert para uma impressora semelhante às impressoras existentes, mas com controles atualizados e um grau mais alto de funcionalidade e controle. Fonte | Prensas Hidráulicas Wickert



Hudson Products (Hudson, Beasley, Texas, EUA) é um fabricante líder de trocadores de calor refrigerados a ar e ventiladores de fluxo axial. Os ventiladores de fluxo axial de fibra de vidro Tuf-Lite da empresa estão em produção há mais de 60 anos e são preferidos para aplicações industriais. Mais de 250.000 ventiladores Tuf-Lite estão atualmente em uso em todo o mundo.

A série de ventiladores Tuf-Lite teve seu início em 1955 com o Tuf-Lite I, apresentando uma lâmina composta reforçada com fibra de vidro. Desde sua criação, o ventilador passou por algumas iterações. O ventilador original foi fabricado como um aerofólio monolítico de uma peça que foi moldado como uma parte oca. O Tuf-Lite II foi introduzido em 1984 para aumentar a capacidade de fabricação das peças do ventilador. De acordo com o gerente de operações da Hudson Products, Nick Rizzo, foi um desafio manter o perfil do aerofólio monolítico original e ainda atender aos requisitos de peças. Um novo design de duas partes foi concebido com uma lâmina composta por um aerofólio e um suporte, ou pescoço. O design também viu uma mudança em seu cubo central. No projeto Tuf-Lite I, o pescoço moldado da lâmina monolítica se encaixava em um encaixe no cubo, enquanto no projeto Tuf-Lite II, o pescoço cilíndrico da lâmina era mantido no lugar por duas metades de braçadeira ensanduichadas entre uma placa de cubo superior e inferior . O Tuf-Lite III foi lançado em 2004, voltando ao design da lâmina monolítica, mas mantendo a convenção de fixação.

Os designs de ventilador Tuf-Lite II e Tuf-Lite III da Hudson usam uma resina de éster de vinil proprietária em um processo de fabricação de moldagem por transferência de resina (RTM). Um sistema proprietário de proteção de ponta também está incorporado e um revestimento resistente a UV é aplicado ao exterior da lâmina. Os ventiladores são projetados para resistir à corrosão e maximizar a relação resistência / peso. As pás do ventilador incorporam uma torção aerodinâmica e um cone projetado para fornecer distribuição uniforme do fluxo de ar e eficiência energética, ao mesmo tempo que minimiza a vibração.

Hudson reconheceu a necessidade no mercado de um ventilador de grande diâmetro e baixo ruído e viu uma oportunidade para mais uma iteração da série Tuf-Lite. Para o Tuf-Lite IV, a empresa empregou tecnologia de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para um projeto que se concentrava na redução de ruído e fluxo de ar eficiente.

“O conceito de design por trás do Tuf-Lite IV era permitir-nos colocar em serviço uma lâmina que operasse com a mesma eficiência de nossos designs existentes, porém a uma velocidade operacional mais baixa”, explica Rizzo.

O design Tuf-Lite IV resultante é modelado após o Tuf-Lite III, mas é cerca de 20% maior. Por causa do tamanho aumentado do ventilador, o novo design não era compatível com o equipamento de fabricação existente da Hudson.

“Esta é uma lâmina significativamente maior do que a que moldamos antes no estilo monolítico”, diz Rizzo. “Ele tem um acorde muito mais largo, é significativamente mais longo e o formato do aerofólio tem uma varredura ou curva pronunciada.”



A Hudson Products precisava de uma prensa capaz de lidar com a ferramenta de 5m x 1m que seria necessária para moldar as pás do ventilador Tuf-Lite IV. Fonte | Prensas Hidráulicas Wickert



Hudson precisava de uma prensa capaz de lidar com a ferramenta de 5 por 1 metro necessária para moldar as peças. As prensas de compósitos da Hudson foram previamente desenvolvidas e construídas internamente, mas para o novo design do ventilador, a empresa recorreu a Prensas Hidráulicas Wickert (Hebron, Ky., EUA; Landau, Alemanha) para uma nova prensa personalizada. Além de aumentar o tamanho, o novo design da lâmina apresentou vários desafios de produção. Isso incluiu mudanças na sequência de layup, tipo de fibra de vidro, configuração do material, número de camadas, pontos de injeção de resina e posicionamento das linhas de ventilação. Um novo sistema de resina à base de epóxi também foi considerado durante a fase de design, mas ao longo do desenvolvimento, a Hudson reverteu para o éster de vinil que usava em iterações anteriores.

“Várias opções personalizadas foram incluídas na impressora que eram específicas para seus moldes”, disse Tony Ackerman, engenheiro de vendas regional da Wickert. “Nós nos reunimos com o fornecedor de moldes [de Hudson] e colaboramos no design.”

“Não sabíamos exatamente como a frente da resina fluiria pela peça dentro da cavidade do molde”, explica Rizzo. “O ponto de convergência daquela frente de resina também era uma preocupação. Com nossos projetos existentes - sendo uma aplicação RTM - o molde fechado é ventilado de forma que enquanto bombeamos a resina sobre a peça, o ar está escapando pelas linhas de ventilação. Depois que a peça estiver completamente molhada, a ideia é fazer com que a resina vaze pelas linhas de ventilação - portanto, o posicionamento dessas linhas de ventilação é muito importante na ferramenta de molde. Queremos colocar essas linhas de ventilação no ponto de convergência da frente da resina conforme ela flui sobre a peça ”.

Wickert também colaborou com Hudson no sistema de controle da impressora para configurar a sequência específica, sistema de alarme e integração com o sistema de bomba de resina. O ciclo automático foi projetado para otimizar o tempo de injeção e o aquecimento e resfriamento por pressão. Como uma bexiga de ar é usada para criar uma cavidade na pá oca do ventilador, Wickert instalou controles de acionamento de ar para informar à bexiga de ar quando inflar em um momento específico do ciclo.

“Nossas máquinas existentes têm um nível de automação como parte do ciclo de fabricação em que o operador é capaz de iniciar uma injeção de resina, um ciclo de umidade, um ciclo de cura de aquecimento e um ciclo de resfriamento”, diz Rizzo. “[Wickert] nos deu uma impressora que atendia a todos esses requisitos - fomos capazes de programar um ciclo do operador automático que funcionou de forma semelhante ao que nossas impressoras existentes nos fornecem, com controles atualizados e um maior grau de funcionalidade e controle em comparação com nossas máquinas mais antigas . ”

Além disso, Wickert projetou a prensa como uma máquina hidráulica de ação superior, que produz uma altura de trabalho baixa, tornando-a facilmente acessível para o operador.

“Um dos recursos personalizados da prensa é uma placa de aquecimento superior que pode girar para se apresentar a um operador para limpeza e inspeção visual”, acrescenta Ackerman.

Enquanto a automação para a impressora ainda está sendo finalizada e alguns ajustes de software ainda estão sendo feitos, Hudson começou a produzir os ventiladores Tuf-Lite IV e está despachando unidades.

“A largura da corda mais ampla e o perfil varrido permitem que a lâmina opere com maior eficiência em RPM mais baixo, proporcionando uma produção geral de ruído mais baixa”, diz Rizzo sobre as novas lâminas. “Além disso, fomos capazes de atender a esses requisitos com significativamente menos lâminas em comparação com o design existente.”

Menos lâminas significa menos material, tornando o Tuf-Lite IV mais leve e menos caro de produzir.