El fabricante de ventiladores industriales de fibra de vidrio se basa en la tradición

Hudson Products recurrió a las prensas hidráulicas Wickert para obtener una prensa similar a sus prensas existentes, pero con controles actualizados y un mayor grado de funcionalidad y control. Fuente | Prensas Hidráulicas Wickert

Hudson Products (Hudson, Beasley, Texas, EE. UU.) Es un fabricante líder de intercambiadores de calor refrigerados por aire y ventiladores de flujo axial. Los ventiladores de flujo axial de fibra de vidrio Tuf-Lite de la compañía han estado en producción durante más de 60 años y son los preferidos para aplicaciones industriales. Actualmente se utilizan más de 250.000 ventiladores Tuf-Lite en todo el mundo.

La serie de ventiladores Tuf-Lite comenzó en 1955 con el Tuf-Lite I, con una hoja compuesta reforzada con fibra de vidrio. Desde su creación, el ventilador ha pasado por algunas iteraciones. El ventilador original se fabricó como un perfil aerodinámico monolítico de una pieza que se moldeó como una parte hueca. Tuf-Lite II se introdujo en 1984 para aumentar la capacidad de fabricación de las piezas del ventilador. Según el gerente de operaciones de Hudson Products, Nick Rizzo, fue un desafío mantener el perfil del perfil aerodinámico monolítico original y aún cumplir con los requisitos de las piezas. Se concibió un nuevo diseño de dos partes con una hoja que comprende un perfil aerodinámico y un soporte, o cuello. El diseño también vio un cambio en su eje central. En el diseño Tuf-Lite I, el cuello moldeado de la hoja monolítica encajaba en un casquillo en el cubo, mientras que en el diseño Tuf-Lite II, el cuello cilíndrico de la hoja se mantenía en su lugar mediante dos mitades de abrazadera intercaladas entre una placa de cubo superior e inferior. . El Tuf-Lite III se introdujo en 2004, volviendo al diseño de hoja monolítica pero manteniendo la convención de sujeción.

Los diseños de ventiladores Tuf-Lite II y Tuf-Lite III de Hudson utilizan una resina de éster de vinilo patentada en un proceso de fabricación de moldeo por transferencia de resina (RTM). También se incorpora un sistema de protección de borde de ataque patentado y se aplica un revestimiento resistente a los rayos UV en el exterior de la hoja. Los ventiladores están diseñados para resistir la corrosión y maximizar la relación resistencia-peso. Las aspas del ventilador incorporan una torsión aerodinámica y un ahusamiento diseñado para proporcionar una distribución uniforme del flujo de aire y eficiencia energética al tiempo que minimiza la vibración.

Hudson reconoció la necesidad en el mercado de un ventilador de gran diámetro y bajo nivel de ruido y vio la oportunidad de una nueva versión de la serie Tuf-Lite. Para el Tuf-Lite IV, la empresa empleó tecnología de dinámica de fluidos computacional (CFD) para un diseño que se centró en la reducción del ruido y el flujo de aire eficiente.

“El concepto de diseño detrás del Tuf-Lite IV era permitirnos poner en servicio una hoja que funcionaría con la misma eficiencia que nuestros diseños existentes, pero a una velocidad de funcionamiento más baja”, explica Rizzo.

El diseño resultante del Tuf-Lite IV sigue el modelo del Tuf-Lite III, pero es aproximadamente un 20% más grande. Debido al mayor tamaño del ventilador, el nuevo diseño no era compatible con el equipo de fabricación existente de Hudson.

"Esta es una hoja significativamente más grande que la que hemos moldeado antes en el estilo monolítico", dice Rizzo. "Tiene una cuerda mucho más ancha, es significativamente más larga y la forma del perfil aerodinámico tiene un barrido o curva pronunciada".

Hudson Products necesitaba una prensa capaz de manejar la herramienta de 5 mx 1 m que se necesitaría para moldear las aspas del ventilador Tuf-Lite IV. Fuente | Prensas Hidráulicas Wickert

Hudson necesitaba una prensa capaz de manejar la herramienta de 5 por 1 metro necesaria para moldear las piezas. Las prensas de materiales compuestos de Hudson se desarrollaron y fabricaron previamente en la empresa, pero para el nuevo diseño del ventilador, la empresa recurrió a las prensas hidráulicas Wickert (Hebron, Ky., EE. UU.; Landau, Alemania) para una nueva prensa personalizada. Además del mayor tamaño, el nuevo diseño de la hoja presentó varios desafíos de producción. Estos incluyeron cambios en la secuencia de colocación, tipo de fibra de vidrio, configuración del material, número de capas, puntos de inyección de resina y posicionamiento de las líneas de ventilación. También se consideró un nuevo sistema de resina a base de epoxi durante la fase de diseño, pero en el transcurso del desarrollo, Hudson volvió al éster de vinilo que había utilizado en iteraciones anteriores.

“Se incluyeron varias opciones personalizadas en la prensa que eran específicas para sus moldes”, dice Tony Ackerman, ingeniero de ventas regional de Wickert. "Nos reunimos con el proveedor de moldes [de Hudson] y colaboramos en el diseño".

"No sabíamos exactamente cómo fluiría el frente de resina a través de la pieza dentro de la cavidad del molde", explica Rizzo. “El punto de convergencia de ese frente de resina también fue motivo de preocupación. Con nuestros diseños existentes, al ser una aplicación RTM, el molde cerrado se ventila de modo que mientras bombeamos la resina sobre la pieza, el aire se escapa a través de las líneas de ventilación. Una vez que la pieza esté completamente húmeda, la idea es que la resina se filtre a través de las líneas de ventilación, por lo que el posicionamiento de esas líneas de ventilación es muy importante en la herramienta de molde. Queremos colocar esas líneas de ventilación en el punto de convergencia del frente de resina a medida que fluye sobre la pieza ”.

Wickert también colaboró ​​con Hudson en el sistema de control de la prensa para configurar la secuencia específica, el sistema de alarma y la integración con el sistema de bomba de resina. El ciclo automático fue diseñado para optimizar el tiempo de inyección y el calentamiento y enfriamiento por presión. Debido a que se usa una cámara de aire para crear una cavidad en la paleta hueca del ventilador, Wickert instaló controles de actuación de aire para indicarle a la cámara de aire cuándo inflar en un momento específico del ciclo.

“Nuestras máquinas existentes tienen un nivel de automatización como parte del ciclo de fabricación en el que el operador puede iniciar una inyección de resina, un ciclo de humectación, luego un ciclo de calentamiento, curado y luego un ciclo de enfriamiento”, dice Rizzo. “[Wickert] nos proporcionó una prensa que cumplía con todos esos requisitos:pudimos programar un ciclo de operador automático que funcionaba de manera similar a lo que nos brindan nuestras prensas existentes, con controles actualizados y un mayor grado de funcionalidad y control en comparación con nuestras máquinas más antiguas . ”

Además, Wickert diseñó la prensa como una máquina hidráulica de acción superior, que produce una altura de trabajo baja, lo que la hace fácilmente accesible para el operador.

“Una de las características personalizadas de la prensa es una placa de calentamiento superior que puede girar para presentarse al operador para su limpieza e inspección visual”, agrega Ackerman.

Si bien la automatización de la prensa aún se está finalizando y aún se están realizando algunos ajustes de software, Hudson ha comenzado a producir los ventiladores Tuf-Lite IV y está enviando unidades.

“El ancho de cuerda más amplio y el perfil de barrido permiten que la hoja funcione con mayor eficiencia a RPM más bajas, proporcionando una salida de ruido general más baja”, dice Rizzo sobre las nuevas hojas. “Además, pudimos cumplir con estos requisitos con un número significativamente menor de hojas en comparación con el diseño existente”.

Menos hojas significa menos material, lo que hace que Tuf-Lite IV sea más liviano y menos costoso de producir.