El fabricante utiliza tecnología de plasma para cortar tubos para jaulas antivuelco de vehículos todo terreno

Apr 12, 2023

Una de las últimas construcciones de Travis Snider es un monoplaza con el motor y la transmisión montados al lado del conductor. Cuando esté terminado, tendrá ejes Ford super-duty, y tanto la parte delantera como la trasera girarán 50 grados. El chasis tomó alrededor de un día para cortar, doblar y soldar por puntos, dijo Snider.

En un entorno de fabricación dominado por láminas y placas, los productos tubulares plantean más de unos pocos desafíos de fabricación. Doblar, cortar, soldar: todo es más complicado cuando se trabaja alrededor de una circunferencia que cuando se trata de una superficie plana y líneas rectas. Aún así, los tubos son cruciales. Aunque no se usan tan extensamente como las láminas y placas, se encuentran en casi todas partes en la fabricación, son útiles por su relación resistencia-peso y una variedad de otras razones.

Durante mucho tiempo, el pilar para la construcción de vehículos de todo tipo, incluidos los vehículos todoterreno, el tubo es un material ideal para marcos, varios componentes estructurales y mecánicos y jaulas de seguridad. Cuando se usa para construir la estructura de un dragster de combustible superior, la combinación de resistencia y peso del tubo permite que el corredor alcance 330 MPH en una distancia corta, solo 1,000 pies, sin sucumbir al estrés de la carrera (generalmente). Un tubo más pesado en una configuración diferente proporciona el marco y el sistema de protección contra vuelcos (ROPS) para una excavadora, incluso una enorme Caterpillar D11, que pesa 230,000 libras.

Ciertamente, un uso todoterreno más común para los productos tubulares es la fabricación de una sopa de letras de vehículos utilizados por los consumidores: vehículos utilitarios deportivos, vehículos todo terreno, vehículos utilitarios para tareas, vehículos utilitarios recreativos, vehículos todoterreno recreativos, vehículos laterales. vehículos utilitarios todoterreno (SUV, ATV, UTV, RUV, ROV, SxS y MOHUV). Diseñados para acelerar sobre dunas de arena, negociar traicioneras pistas llenas de rocas y troncos, o competir en duras carreras de escalada, la mayoría de estos vehículos requieren un ROPS.

Si el ROPS original instalado de fábrica en un vehículo de este tipo es lo suficientemente resistente es un tema de debate, retomado por el entusiasta del todoterreno Travis Snider. El propietario y fundador de WelderD, un proveedor de jaulas antivuelco del mercado de accesorios, puede opinar sobre el asunto. Ingeniero profesional que pasó 17 años en The Boeing Co., está familiarizado con los materiales, sus fortalezas y el diseño estructural. Sus dudas sobre ROPS originales de fábrica se derivan del material y el método de montaje; en muchos casos, la pared del tubo es demasiado liviana y las jaulas se mantienen unidas mediante sujetadores mecánicos.

"La mayoría de las jaulas de lado a lado están atornilladas en piezas para que el montaje sea lo más fácil posible", dijo. "Las jaulas del mercado de accesorios son lo más continuas posible. Otro factor es la ubicación de las juntas. En muchas jaulas de fábrica, las juntas son convenientes para la fabricación y el ensamblaje, pero no tienen en cuenta las rutas de carga estructural". En lo que a él respecta, la certificación ROPS mínima que deben aprobar no es adecuada para el uso previsto de estas máquinas.

Sabe un par de cosas sobre tensiones y trayectorias de carga. El conocimiento de Snider sobre materiales y estructuras es tal que una vez tuvo un trabajo para enseñar a los ingenieros aeronáuticos los entresijos de las reparaciones de fuselajes en el F15 Eagle, el venerable caza de superioridad aérea de McDonnell Douglas. Es mucho más grande que algunos luchadores y tiene un gran impacto. Los motores dobles Pratt & Whitney F100 desarrollan 14 590 libras-pie de empuje y la aeronave puede soportar tensiones que superan los 9 g. Las reparaciones del fuselaje son necesarias de vez en cuando.

Este es el nivel de experiencia que obtienen los consumidores cuando compran una jaula antivuelco de WelderD, que se especializa en jaulas ensambladas e instaladas por personas que hacen las cosas por sí mismos. La empresa corta y dobla los tubos, realiza algunos puntos de soldadura y empaqueta los subconjuntos en kits para su envío.

"La mayoría de los entusiastas de todoterreno saben cómo soldar, por lo que enviamos kits sin ensamblar para mantener bajos los costos de envío", dijo Snider. Cualquiera que haya enviado alguna cantidad de tubería sabe que enviar tubería significa enviar aire, y esto no es rentable. El envío de un conjunto hecho de tubos es mucho peor, por lo que Snider envía kits que se pueden empaquetar algo planos.

Doblar una hoja o placa significa trabajar con una superficie interior, una superficie exterior y un eje neutro; doblar un tubo significa doblar alrededor de toda la circunferencia: una superficie interior y exterior en el interior del codo (el intradós), una superficie interior y exterior en el exterior del codo (el extradós) y mucho más compresión y estiramiento de lo que se necesita. lugar al doblar un producto plano. Una mala combinación de las características del tubo y el radio de curvatura puede provocar arrugas en el intradós y un estiramiento y debilitamiento excesivos o fallas en el extradós.

Para doblar, Snider confía en una dobladora Mittler Brothers, modelo MD-2500.

Está construido para la comodidad ni la velocidad. Con una marcha baja y construido con una gran distancia al suelo, este vehículo está diseñado para arrastrarse sobre casi cualquier cosa en su camino, lo cual hace bien.

"La empresa es local, a solo 25 millas de distancia, por lo que es fácil obtener troqueles nuevos", dijo. En su mayor parte, Snider se basa en tamaños listos para usar, pero la empresa proporciona troqueles personalizados a pedido. Esto ayuda en la otra línea de trabajo de Snider, la fabricación por contrato.

Cortar tubos para intersecciones también puede ser un desafío, dependiendo de las herramientas disponibles. Hacer un corte de silla de montar en el extremo de un tubo a mano a menudo significa usar plantillas caseras y herramientas de taller comunes para hacer un contorno en el extremo de un tubo que coincida con la superficie del tubo de acoplamiento con precisión. Para una intersección de 90 grados, esto es difícil; para una intersección de cualquier otro ángulo, este es quizás el proceso más lento e inconsistente en toda la fabricación de metal. La fijación y el mecanizado del tubo es una posibilidad, pero los procesos térmicos tienden a ser mucho más rápidos.

De vez en cuando, Snider asigna un trabajo para el corte por láser, pero en su mayor parte, corta tubos internamente usando un modelo de Hypertherm, el cortador de plasma de aire Powermax45 XP. Disponible en un modelo monofásico de 240 V o un modelo trifásico de 480 V, produce hasta 45 amperios y tiene una capacidad de corte manual recomendada de hasta 0,625 pulgadas de espesor. También corta rápido. Al cortar material de calibre en una mesa CNC XY, corta alrededor de 180 pulg./min.

En opinión de Snider, obtienes lo que pagas y, en algunos casos, obtienes mucho más. Si bien su equipo no ha necesitado mucha atención, ha necesitado un poco, y está más que complacido con las respuestas de Hypertherm a sus consultas.

"Hypertherm ha sido impecable e incluso ayudó a diagnosticar problemas de control de máquinas al principio que no eran responsabilidad de ellos", dijo. También descubrió que los consumibles de la empresa valen la pena. Hypertherm es cuidadosa en la selección de socios de la cadena de suministro, lo que garantiza un suministro constante de materias primas de alta calidad para sus consumibles, y utiliza software de control estadístico de procesos para optimizar el proceso de inspección de consumibles.

"Los consumibles de Hypertherm son el único camino a seguir, y se puede ver una gran diferencia tanto en la calidad de los cortes como en la vida útil de los consumibles en comparación con las imitaciones baratas", dijo.

"He estado en todoterreno durante mucho tiempo", dijo Snider. Después de sus años en Boeing y varios otros trabajos similares, finalmente decidió convertir su pasatiempo en una nueva fase de su carrera y lanzó WelderD en 2019.

Comenzar un negocio poco antes de que se produjera una pandemia global parece que fue mala suerte, pero no lo fue. En un artículo que resume las ventas recientes de vehículos todoterreno, MotorcylesData.com afirma que las ventas de algunas categorías ya eran sólidas, ya que se duplicaron entre 2012 y 2020, y esa tendencia a largo plazo fue impulsada por un gran salto en las ventas que se produjo después comenzó la pandemia. Por supuesto, las empresas de todo tipo tuvieron varios meses muy malos en 2020, pero el resultado fue más dinero en los bolsillos de muchos consumidores.

Los cierres temporales de muchos negocios (restaurantes, cines y todos los demás considerados no esenciales) significaron que muchos consumidores tenían un poco de dinero extra para gastar en otros lugares. Muchas personas gravitaron hacia las actividades al aire libre y varios tipos de vehículos todoterreno se vendieron rápidamente. Y aunque Snider no ha estado en el negocio por mucho tiempo, ha tenido un gran comienzo. Sus ventas se duplicaron en 2020 y se duplicaron nuevamente en 2021.

Si bien la principal línea de trabajo de Travis Snider incluye jaulas antivuelco para marcas y modelos específicos, también se involucra en otros proyectos. Un proyecto personalizado involucró cortar el tubo para un rastreador de rocas completo. Otro entusiasta del todoterreno, Jason Hoffman, ideó su propio diseño para un rastreador de rocas de tamaño junior para su hija.

El corte por plasma CNC agiliza el trabajo de cortar monturas precisas y orificios pasantes para intersecciones de tubos.

"Construí mi primer Jeep cuando estaba en la escuela secundaria", dijo Hoffman. "Probablemente fue en 2004 o 2005". El mercado todoterreno seguía siendo un nicho de mercado para los aficionados al bricolaje, recordó Hoffman. Los primeros vehículos utilitarios orientados al trabajo habían existido por un tiempo en este momento, pero los diseños no eran llamativos. La mayoría no parecía más deportivo que un carrito de golf. El mercado objetivo estaba compuesto por ganaderos, jardineros y cualquier otro trabajador al aire libre que tuviera que cubrir una gran cantidad de terreno con unas pocas herramientas o suministros. El AMT (transportador de todos los materiales) de John Deere se introdujo en 1987, Kawasaki presentó su Mule en 1988 y el Honda Pilot salió en 1989.

Los modelos recreativos con un aspecto deportivo estaban a la vuelta de la esquina. Yamaha introdujo el Rhino en el mercado en 2004 y Polaris lanzó el Ranger RZR en 2007, y no pasó mucho tiempo antes de que despegara el mercado recreativo.

Avance rápido hasta 2019 más o menos, y Hoffman estaba interesado en construir otro vehículo. Este sería un rastreador de rocas para su hija. Pensó mucho en ello y desarrolló un diseño personalizado.

Hoffman, un trabajador de hojalatería y soldador de oficio, y propietario de un pequeño taller de fabricación, sabía lo que tenía que hacer para construir un rastreador de rocas, pero no tenía una máquina que pudiera manejar esa cantidad de tubo en un manera oportuna. Ya conocía el corte por plasma y usaba un CNC Hypertherm Powermax85 para trabajar con láminas en su propio taller, por lo que cuando encontró a WelderD, estaba en un terreno familiar.

El diseño tenía que ser único por dos razones. Primero, tuvo que ser escalado apropiadamente para adaptarse a un niño, su hija de cinco años. En segundo lugar, tenía que acomodar el tren motriz y el sistema de dirección, que son únicos, por decir lo menos.

"El motor y la transmisión son de un Arctic Cat 2005. Acople la transmisión a una caja de transferencia y ejes que rescaté de un viejo Suzuki Samurai", dijo. Armó un sistema de dirección utilizando componentes de automóviles de pasajeros desechados.

"En un buggy, la unidad de dirección generalmente está montada frente al eje", dijo. "En la mayoría de los autos, la unidad de dirección está detrás". Necesitaba una unidad de piñón y cremallera configurada de la manera correcta y descubrió que el Chrysler 300 tenía una como esa. Lo combinó con la unidad de dirección asistida electrónica de un Saturn Vue.

Se puso en contacto con Snider y le envió el dibujo, que estaba casi terminado. Él y Snider intercambiaron algunos correos electrónicos y Snider sugirió algunos cambios, parte de la ingeniería de valor que Snider brinda a cualquier cliente que lo solicite. En poco tiempo, tenían un diseño finalizado y Hoffman tenía una hija muy feliz.

Esta adorable media pinta está radiante mientras muestra el mini cochecito que su padre, Jason Hoffman, construyó para ella. Hoffman cortó la placa de metal con su Hypertherm Powermax85 automatizado. Travis Snider, propietario del taller de fabricación WelderD, hizo todo el corte de tubos CNC con un Hypertherm Powermax45 XP.