Faza načrtovanja: razvoj koncepta in izbira materiala
Vsak uspešen projekt izdelave jekla se začne z obsežno fazo načrtovanja, ki prevede projektne zahteve v podrobne risbe, ki jih je mogoče izdelati. Inženirji morajo najprej opredeliti strukturne ali funkcionalne specifikacije – nosilnost, storitveno okolje in merila delovanja – ki vodijo izbiro ustreznih razredov jekla. Za splošne konstrukcijske aplikacije sta običajni izbiri ASTM A992 ali EN 10025 S355JR, medtem ko okolja, odporna proti koroziji, zahtevajo jeklo ASTM A572 stopnje 50, ki je odporno na vremenske vplive, ali nerjavno jeklo 304/316. Z uporabo programske opreme CAD (npr. SolidWorks ali Tekla Structures) oblikovalci ustvarijo 3D modele in ustvarijo podrobne risbe izdelave, ki vključujejo mere, tolerance, simbole zvarov in zahteve glede končne površine. V tej fazi je bistvenega pomena pregled DFM (Design for Manufacturability): inženirji bi morali oceniti, ali je mogoče elemente učinkovito izdelati z razpoložljivimi postopki (lasersko rezanje, CNC krivljenje, varjenje) in ali standardne velikosti plošč ali tuljav optimizirajo gnezdenje za zmanjšanje odpadkov. Pri velikih konstrukcijskih projektih sodelovanje s proizvajalci na začetku načrtovanja prepreči kasnejše drage spremembe, s čimer zagotovi, da so podrobnosti o povezovanju, dostopne luknje in zahteve glede nagiba praktične za izdelavo v trgovini in postavitev na terenu.
Načrtovanje in procesno inženirstvo: Optimizacija poteka dela in nabava materiala
Ko so konstrukcijske risbe dokončane, je naslednja stopnja načrtovanje in procesni inženiring, kjer so koraki izdelave zaporedni za največjo učinkovitost in kakovost. Načrtovanje proizvodnje se začne z ustvarjanjem seznama materialov (BOM), nato pa se neobdelane jeklene plošče, tuljave, tramovi ali cevi dobavljajo iz certificiranih mlinov s poročili o preskusih mlinov (MTR), ki preverjajo kemične in mehanske lastnosti. Za pločevinaste dele programska oprema za gnezdenje razporedi ravne vzorce na standardne velikosti pločevine ali tuljav, da doseže izkoristek materiala nad 85 %, programiran neposredno v CNC laserske ali plazemske rezalnike. Za strukturne odseke so črte nosilcev programirane za samodejno merjenje, vrtanje, žaganje in označevanje elementov v skladu s proizvodnimi risbami. Procesni inženiring prav tako vzpostavi specifikacije varilnega postopka (WPS) in zapise o kvalifikacijah (PQR) za vsako vrsto spoja, s čimer zagotovi, da se certifikati varilcev ujemajo z zahtevami projektne kode (AWS D1.1, EN 1090 ali ASME IX). Pripravljen je osnutek načrta nadzora kakovosti, ki določa točke medprocesnih pregledov (preverjanje prvega izdelka, preverjanje dimenzij, neporušitveno testiranje) in merila končne sprejemljivosti. Dobavni roki za rezanje, oblikovanje, varjenje in končno obdelavo površin so vključeni v glavni proizvodni načrt, ki se po potrebi usklajuje s podizvajalci premazov. Učinkovito načrtovanje na tej stopnji zmanjša proizvodne zamude, predelave in materialne odpadke.
Izvedba proizvodnje: rezanje, oblikovanje, varjenje in končna obdelava
Proizvodna faza pretvori surovo jeklo v končne komponente skozi vrsto nadzorovanih proizvodnih operacij. Prvič, rezanje uporablja laserske vlakna ali plazemske sisteme visoke ločljivosti za profiliranje plošč in rezanje odsekov na natančne dimenzije, pri čemer se dosežejo tolerance znotraj ±0,5 mm. Za strukturne nosilce CNC linije za žaganje in vrtanje samodejno izdelujejo nastavke, luknje za vijake in reze blokov. Nato oblikovanje uporablja CNC stiskalne zavore za upogibanje pločevinastih delov pod natančne kote, s kompenzacijo vzmeti, programirano za jekla visoke trdnosti. Za težke plošče (do 150 mm) tri- ali štiri-valjni krivilni stroji ustvarijo ukrivljene dele. Sledi varjenje , kjer certificirani varilci uporabljajo GMAW (MIG) za splošno izdelavo, FCAW za debelejše dele ali SAW za dolge, ravne šive na vgrajenih nosilcih. Robotske varilne celice s sledenjem šivom zagotavljajo dosledno kakovost na ponavljajočih se delih. Po montaži končna obdelava površine vključuje abrazivno peskanje po standardu SA 2.5, čemur sledi nanos temeljnega premaza – epoksidnega ali cinkovega za zaščito pred korozijo. Za zunanja ali morska okolja so predpisani vroče cinkani ali dvokomponentni poliuretanski pokrivni premazi. Na koncu zagotavljanje kakovosti preveri vse dimenzije, celovitost zvara (preko NDT) in debelino prevleke pred pakiranjem in pošiljanjem. S pravilno izvedbo od načrtovanja do proizvodnje končne jeklene komponente ustrezajo projektnim specifikacijam in so pripravljene za montažo na mestu.
