CW Trending Эпизод 4: Oribi Composites о термопластиковых композитах и инновациях в колесах

В этом выпуске CW Trending Мэтт Кристенсен из Oribi Composites обсуждает происхождение колорадского производителя термопластиковых композитов, его роль в компании, текущие продукты и программы, и реальный потенциал использования термопластиковых композитов в колесах.

Транскрипция

Джефф Слоан 

Всем привет и добро пожаловать в CW Trending. Меня зовут Джефф Слоан. Я главный редактор CompositesWorld и со мной сегодня Мэтт Кристенсен. Мэтт — вице-президент продаж в Oribi Composites. Привет, Мэтт.

Мэтт Кристенсен

Привет, Джефф, спасибо за приглашение.

Джефф Слоан 

Рад тебя видеть. Прежде чем начать, поздравляю. Oribi среди 10 топовых цехов в ежегодном опросе CompositesWorld среди производителей композитов. Поздравляю тебя и Oribi. Вы скоро получите официальное обозначение. Но я просто хочу поздравить прямо сейчас за получение этого признания.

Мэтт Кристенсен

О, фантастично. Ну, мы ценим возможность. И это определенно честь для нас быть не только номинанными, но и считаться среди лидеров топовых цехов по стране. Мы в восторге.

Джефф Слоан 

Мы тоже в восторге, и раз вы топовые цехи, думаю, нам стоит узнать о вас немного больше. Итак, во-первых, помогите нам понять, что делает Oribi. Ну, давайте начнем с того, где находится Oribi? И расскажите немного о том, что Oribi делает с композитами?

Мэтт Кристенсен

Конечно. Oribi была основана в 2008 году Джеком Уилфли, и мы находимся в Денвере, Колорадо. Просто на севере от вас. У нас 50 000 кв. футов объекта, просто на северо-востоке от Денвера. И наш фокус в Oribi конкретно — раскрыть потенциал непрерывно-волокнисто армированных термопластов. И так, вы знаете, в отличие от многих в отрасли, композитная отрасль имела четкий фокус на термореактивных, а затем мигрировала к термопластам. Мы фокусировались только на термопластах последние 12 лет.

Джефф Слоан 

И что двинуло интерес к термопластам с самого начала?

Мэтт Кристенсен

Знаете, это отличный вопрос. Опять же, Джек Уилфли, наш владелец, у него долгая история, и семейная история в тяжелой промышленности, большая металлообработка, промышленные насосы, если хотите. И я думаю, у него просто была страсть к композитам. Но потом, знаете, страсть Джека, другая страсть — это всё вокруг автоматизации и робототехники. Так что, когда смотришь на способность комбинировать автоматизацию и робототехнику вместе с термопластами, где можно получить очень быстрый цикл, это создает действительно интересный подход для Oribi. Через этот роботизированный и автоматизированный процесс мы теперь смотрим на то, что мы называем подходом целевой скорости (rate target approach). Так как мы переходим через пропасть, где клиенты хотят делать композиты, и им нужны очень высокие объемы во многих отраслях вне авиации. И как мы помогаем создать этот мост через пропасть, и я думаю, это то, где, знаете, Джек и команда чувствовали, что Oribi лучше всего позиционирована в те дни. И мы просто продолжали строить на этом последние 12 лет.

Джефф Слоан  

Правильно. Так что расскажите немного о материалах и волокнах, которые вы используете, и процессах, которые вы применяете для фабрикации этих деталей,

Мэтт Кристенсен

Конечно. У меня фактически есть кусок сырого материала здесь, если вы можете видеть это, но большинство материала, который мы используем, — это предпропитанная однонаправленная непрерывно-волокнистая термопластиковая лента. Так что это приходит в виде ленты. Сырой материал обычно около 12-13 дюймов в ширину приходит на большой рулон. И что мы делаем — используем эти ленты в однонаправленных волокнах для стратежного проектирования деталей для определенных атрибутов. Что я имею в виду под этим — у нас есть несколько деталей для показа. Так что мы можем проектировать детали, у которых волокна идут в стратегических направлениях, чтобы, возможно, дать детали, знаете, крутильный изгиб в этом случае, но, возможно, оно жесткое и прочное в другом направлении. Так что, используя эти однонаправленные, мы можем получить инженера точно то, что деталь должна делать, без потери материала, без потери множества других ресурсов. Так что мы можем очень точно настроиться на то, что деталь должна быть, и создавать действительно интересные вещи.

Джефф Слоан 

И какой процесс вы используете для конвертации из формата ленты в готовый продукт?

Мэтт Кристенсен

Хороший вопрос. Обычно это четырехстадийный процесс, начальный кусок, или использование этих лент, и затем автоматизированное решение укладки ленты, где, снова, в зависимости от дизайна детали, мы можем укладывать эти ленты почти в бесконечном числе углов волокон и любой плай-структуры, которую деталь должна иметь. Так что мы укладываем эти куски в автоматизированном формате, снова через робототехнику. Это часть укладки. Следующая стадия — консолидация, где мы берем ту заготовку, если хотите, и в большинстве случаев это, знаете, покрытый прямоугольный квадратный формат. И мы берем эту заготовку и консолидируем её, чтобы убрать все пустоты и воздушные зазоры из куска, что в первую очередь делает его легче для обработки дальше по дороге. Оттуда мы берем эту заготовку в, в большинстве случаев, двухчастный матчевый металлический инструмент. И так мы возьмем заготовку, приведем её к температуре прямо перед точкой плавления, и положим в матчевый металлический инструмент. И процесс — это своего рода комбинация штамповки и термоформовки. И так что вы получите кусок очень похожий на этот, где у вас есть форма внутри, знаете, этого флэшинга, который здесь, затем мы возьмем эту деталь в нашу станцию обрезки, которая, знаете, множественные ЧПУ. У нас фактически множественные водорезы сейчас — трехосевые, шестеосевые и 12-осевые водорезы — для финиша детали в ее финальную форму или финальный профиль. Такт-тайм для всего этого процесса варьируется в зависимости от того, какая плай-структура и сложность, но, знаете, это может быть от одной минуты до трех минут. И так, знаете, снова для нас, как мы смотрим фокусироваться на рынках, которые, знаете, с континуума между авиацией и высокообъемным авто, где высокие объемы требуются, тесные толерансы требуются, мы можем циклировать и производить очень высокие объемы продуктов просто потому, что наши такт-таймы определяются тем, как быстро мы получаем тепло в и из детали, знаете, против химической реакции. Так что все эти элементы комбинированы, снова привели нас прямо к очень тяжелому фокусу в термопластах.

Джефф Слоан 

Так что мы поговорим о применениях через секунду. Но вы упомянули строительство заготовок (blanks), это оборудование, которое вы приобрели, или это оборудование, разработанное Oribi инхаус?

Мэтт Кристенсен

Да, так что все наше оборудование было разработано внутренне и инхаус. Знаете, есть широкий спектр автоматизированных решений укладки ленты на рынке, и, знаете, мы смогли захватить, это создание всех четырех этих стадий и попытка объединить их в одну производственную ячейку. И так да, решение укладки ленты определенно интегральная часть, потому что там должно быть очень высокое качество, я бы назвал это производительностью, чтобы обеспечить, что те скорости сохраняются высокими. Но всё, что мы пытаемся сделать, построено и спроектировано внутренне. И сейчас мы даже пытаемся консолидировать те ячейки в или те стадии в одну ячейку. Так что, знаете, на очень высоком уровне, Джефф, смотришь на сырой материал входящий и детали выходящие с другой стороны, это своего рода утопия для нас.

Джефф Слоан 

Так что вы говорите об интеграции строительства заготовки с формовкой, или вы просто говорите об интеграции всех процессов в новые ячеечные единицы, которые берут сырой материал и выдают готовый продукт.

Мэтт Кристенсен

На данный момент это все ячеечно-базированно. И так там все еще четыре отдельные части процесса. Но имея эти процессы очень близко друг к другу, имея роботов, способных перемещать материал внутри ячейки, мы можем содержать все эти практики в очень маленьком пространстве. И так сейчас мы фокусируемся на построении все большего числа ячеек по всему нашему объекту против попытки разделять процессы и строить больше в том направлении.

Джефф Слоан 

Хорошо, и смольные системы, какие вы в основном используете сейчас?

Мэтт Кристенсен

Отличный вопрос. Так что, возвращаясь к материалу, волокна 90% времени или 99% времени — это либо стекловолокно, либо углеродное волокно. И смольные системы — очень широкий диапазон для нас. Так что от полипропилена, низкого конца PPS, до PEEK PAK, низкотающего PAK мы делаем много работы, что я бы считал в середине смольной матрицы. Много высокотехнологичных VT, много в семье нейлона, PA6, 66, 12. И довольно много деталей в PPS тоже.

Джефф Слоан 

Вы упомянули, что сладкое место Oribi между объемами, которые вы можете найти в авто, и качеством и объемами, которые вы можете найти в авиации. Так что расскажите о некоторых применениях, над которыми вы работаете или с которыми у вас есть опыт.

Мэтт Кристенсен

Да, мы типа организации, которая смотрит через широкий спектр разных отраслей. Безусловно, авиация и высокообъемное авто — это, я думаю, наиболее известные во всей композитной отрасли. Но мы потратили много времени и много работы, сфокусированных в военной, правоохранительной, безопасности, через формы шлемов и рамп для рюкзаков, других структурных компонентов в тех пространствах. Безусловно, много медицинского и здравоохранения, можете представить с инвалидными колясками, и, знаете, некоторые другие компоненты в медицине, промышленная энергия в терминах нефти и газа, и возобновляемой энергии, много разных деталей там. И, конечно, спорт и рекреация, будучи здесь в Денвере, мы вовлечены в широкий спектр компонентов от, знаете, скейтбордов, до сноубордов к элементам на лыжах. И, конечно, в велосипедной отрасли, где мы нашли некоторые действительно интересные компоненты в велосипедной отрасли, где они просто должны быть легкими, вязкими и в экстремальной среде. Эти последние, последние несколько лет, я думаю, натурально, мы смогли сфокусироваться в областях, где наша конкуренция просто не была, где мы типа между авиацией и высокообъемным авто.

Джефф Слоан

Вы и я говорили ранее, одно из ваших недавних применений — термопластиковые колеса. Так что расскажите немного об этом. Потому что колеса — это своего рода большая сделка в композитной отрасли, но в основном на термореактивной стороне, так что термопластиковое колесо немного другое.

Мэтт Кристенсен

Это немного другое. У меня есть примеры здесь,, ключ вокруг отрасли колес — это получение материала в пространстве, где оно должно быть, и при этом снижение количества отходов. И так у нас есть процесс, который мы называем спин-процесс (spin process), где мы способны разместить однонаправленный термопластиковый материал точно там, где он должен быть. И так у нас есть много-головная машина, которая берет его вокруг в круговом формате и делает этот колесный тип структуры. У нас была действительно хорошая история, недавняя история в велосипедном спорте, знаете, горные велосипеды, шоссейные велосипеды, и так далее. И беря эту основу сейчас в пауэрспорт индустрию. Так что мы смотрим на ATV и UTV, гольф-коляски, и я думаю постепенно мы начнем двигаться в авто по мере того, как начнем становиться немного умнее в том, что мы можем сделать с дизайнерской перспективы. Но спин-процесс, снова, позволяет нам сохранить ту высокую пропускную способность, которую все эти отрасли нуждаются, но при этом разместить материал точно там, где он должен быть. Так что, знаете, предварительное тестирование, мы смогли облегчить нагрузку, если хотите, мы были половиной веса алюминиевых колес того же размера. И тем не менее, они тестируют, знаете, ударные тесты и другие типы давления и вращательной усталостной тестирования. Мы фактически превосходим алюминий, и даже сталь в некоторых случаях. Так что мы довольно бычьи на технологии и пытаемся двигаться в рынки, которые имеют много смысла для нас.

Джефф Слоан 

Так что расскажите больше о спин-процессе. Это просто автоматизированная укладка, или что? Расскажите немного больше об этом.

Мэтт Кристенсен

Да, я думаю, спин-процесс, что делает его отличающимся — это автоматизированное решение укладки ленты в круговом формате. И так всё, что мы смотрим через пару линз, одна из которых — снизить количество используемого материала или отходов материала, потому что там затраты могут расти выше. Другая область — делать это таким образом, чтобы мы могли сохранить скорость общего производства, так держать такт-таймы низкими через процесс. И затем снова, просто делать это очень тесным толерансом, знаете, колеса, конкретно во всех областях имеют очень тесные толерансы, которые они должны держать. И остаток спин-процесса я думаю очень похож. Знаете, вы смотрите на консолидацию, формовку и обрезку по мере прохождения через остаток процессов. Так что магия здесь — создание той круговой структуры быстро и с тесным толерансом.

Джефф Слоан 

Знаете, термопласты были своего рода вдохновляющим и горячим материалом в композитной отрасли сейчас. Они были вокруг давно, очевидно. Но в последние 10 лет они получали больше внимания и роста. И, безусловно, звучит как Oribi воспользовалась этим. Каково ваше видение будущего термопластов в композитном пространстве, и, очевидно, вы видите возможность в колесах, что действительно интересно. Но мне интересно, знаете, за пределами того, знаете, какова ваша перспектива роста термопластов? Как вы чувствуете их возможности для экспансии?

Мэтт Кристенсен

Ну, знаете, натурально, я довольно бычий на этом, потому что это действительно то, на чем мы фокусируемся. Но, знаете, помимо того, я думаю, что интересно быть в отрасли сейчас для, знаете, пяти или шести лет и слушать, и учиться больше о том, куда термопласты пришли. И это широкое обобщающее утверждение, но я думаю, термопласты пришли от, знаете, фикса для плохого дизайна, знаете, типа как селективное усиление в плохом дизайне для общих пластиков. И так, положив некоторые однонаправленные термопласты в конкретный дизайн для его исправления, двигаясь от того пространства к началу и целенаправленному инженерированию и проектированию деталей, используя материал, знаете, с его зачатия. И делая это, вы можете создавать детали, которые часто легче. Они тоньше, чем что вы могли видеть в прошлом. И мне кажется, в широком спектре отраслей, от спорт и рекреация до военного, есть это желание сделать вещи легче, вязче и прочнее. И так как мы начинаем использовать термопласты для удовлетворения этой потребности клиента. И, для меня, я думаю, это натуральный путь для нас взять эти элементы. И затем, конечно, делать очень высокие объемы, которые необходимы широкому спектру отраслей.

Джефф Слоан 

Расскажите немного о Rebuild. Oribi, я думаю, приняла инвестиции от rebuild - было ли это во время пандемии или прямо перед - но есть компонент решоринга в Rebuild. Объясните нам, что это отношение и что такое Rebuild.

Мэтт Кристенсен

Да, так что Manufacturing — это наша родительская компания здесь в Oribi. Мы приняли некоторые инвестиции пару лет назад, и в основном это было спроектировано для построения больше нашего производства. Я думаю, это взяло положительный поворот, даже более положительные повороты были лидерами нашей розничной производственной команды начинают рассматривать, или фактически их окончательное желание здесь — вернуть производство обратно в США, своего рода решоринг оншоринг производство. И ключ там, это своего рода счастливая случайность в терминах тайминга, где у нас был COVID, у нас были массовые проблемы цепочки поставок во всех отраслях по широкому спектру причин. Но эта команда, знаете, они титаны индустрии, они были вокруг очень долго. Их фокус и цель — вернуть то производство обратно в США. И это начинается со всего от инженерного дизайна и разработки через интеграцию продукта, компонентное производство, полную сборку, полное контрактное производство, все пути через пик пак и пулл и отправку на распределение. Так что есть целая линия цепочки поставок возможностей, где даже пару лет назад многие отрасли не имели способности делать это в США. Rebuild Manufacturing меняет эту игру. Oribi был одним из первых столпов в группе Rebuild Manufacturing, и теперь резидирует в группе, которую мы называем Advanced Materials group. Так возглавляемой Стивом Мидом, у нас теперь Oribi, фокус на термопластах. У нас Composite Resources, который находится в районе Шарлотт, Северная Каролина/Южная Каролина, очень тяжелый фокус в термореактивных, и что отлично, очень комплементарно тому, что мы делаем, и Cutting Dynamics, который в Кливленде. Так что немного термореактивных, но очень тесные толерансы, высокая точность металл, и так металлообработка, титан, и так далее. И затем недавняя компания Dapper Engineering, которая в Нью-Гэмпшире, где мы привозим больше инженерных ресурсов для комплементации всего того, что мы делаем в каждой из этих отраслей, или каждой из этих отдельных бизнес. Так что знаете, мы были на немного аквизиционном безумии последние семь месяцев. Всё это начинает сходиться и желеобразно становиться очень хорошо, где мы видим программы приходящие от крупных компаний к тем, где они не изолированы с одним типом композитного производства. Мы смотрим на базово настоящее клиентское решение, мы выясним, какие материалы нужны и какой процесс нужен, и в конечном счете доставим решение против того, чтобы быть очень миопическими в нашем собственном подходе. Так что даже через короткий период времени, это было очень успешно и хорошо принято на рынке.

Джефф Слоан 

Звучит так, будто будет своего рода интегрированный подход, потому что у вас эти разные компании внутри Rebuild, предоставляющие экспертизу в разных областях, затем клиент, приходящий, сможет воспользоваться ресурсами в зависимости от того, какие их нужды и какие их материальные требования и дизайнерские требования.

Мэтт Кристенсен

Да, точно. Я имею в виду, если вы считаете, знаете, one-stop shop для дизайна, инженерии, производства, все расположенные здесь в США, там действительно отличное преимущество. Ваша цепочка поставок не задерживается месяцами транспортировки или другими барьерами - часовые пояса как отличный пример - уходя за границу множеством разных способов. Так что там есть та поддержка клиента, которая значительна, так же как преданность созданию значимой работы и производственной базы обратно здесь в США. Мы очень бычьи на этот конкретный тип партнерства с нашими клиентами здесь.

Джефф Слоан 

Звучит так, будто есть больше, что придет.

Мэтт Кристенсен

Больше придет. Всегда больше придет, никогда скучный момент.

Джефф Слоан 

Ну, мужик, хочу поблагодарить тебя снова за присоединение ко мне здесь в CW Trending. И снова поздравляю с обозначением CW топовых цехов.

Мэтт Кристенсен

Ну, отлично. Ну, спасибо за меня, Джефф. Я действительно ценю это. И снова спасибо за обозначение. Мы с нетерпением ждем ставить это здесь в офисе.

Джефф Слоан 

Хорошо. Мы надеемся увидеть тебя скоро лично тогда.

Мэтт Кристенсен

Звучит отлично. Увидимся скоро. Пока.