در سال‌های اخیر، صنعت سنگ با چالش‌های متعددی از جمله افزایش تقاضا برای محصولات با کیفیت بالا، نیاز به کاهش ضایعات و بهبود بهره‌وری مواجه شده است. در این راستا، تکنولوژی “مولتی وایر نخ دندانی” ماربل (Super Slim-Wire Saw) به عنوان یکی از نوآوری‌های پیشرو در صنعت ماشین‌آلات سنگ، گام بزرگی در جهت تحول این صنعت برداشته است. این فناوری نه تنها به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کند، بلکه با توجه به ملاحظات زیست‌محیطی، به عنوان راه‌حلی پایدار برای صنعت سنگ شناخته می‌شود.
ورود تکنولوژی مولتی وایر نخ دندانی ماربل به صنعت سنگ، یک انقلاب بزرگ محسوب می‌شود. این دستگاه با بهره‌گیری از سیم الماسه با ضخامت بسیار کم (حدود ۰.۵ میلیمتر) عملاً گل نداشته و قادر است برش‌هایی با دقت و سرعت بالا انجام دهد. اما چرا این تکنولوژی تا این حد تحول‌آفرین است؟ پاسخ در افزایش چشمگیر بهره‌وری و کاهش ضایعات نهفته است.
یکی از مهم‌ترین مزایای این دستگاه، افزایش تعداد اسلب‌ها در هر بلوک سنگ است. یعنی اگر یک بلوک ماربل با عرض ۲ متر با این دستگاه بریده شود، به واسطه گل کردن بسیار کمتر در مقایسه با اره‌های سنتی ماربل، ۱۴ اسلب بیشتر تولید می‌کند. این افزایش بهره‌وری به معنای بازگشت سرمایه بسیار سریع‌تر است. در واقع، اگر سنگ ماربل نسبتاً ارزشمند باشد، سرمایه‌گذاری در خرید این دستگاه تنها پس از برش ۴۰ تا ۵۰ بلوک به طور کامل بازگردانده می‌شود، یعنی حتی اگر فقط یک بلوک در روز بریده شود با احتساب ایام تعطیل در کمتر از ۲ ماه بازگشت سرمایه کامل اتفاق می افتد! این مزیت باعث می‌شود که به جای هدررفت سنگ، بازگشت سرمایه سریعی داشته باشیم و سودآوری به طور چشمگیری افزایش یابد.
دستگاه مولتی وایر نخ دندانی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد کلی دستگاه ایفا می‌کنند. این بخش‌ها شامل موارد ذیل می شوند:
- بخش برش (Cutting Part)
- بخش بالابری بلوک (Lifting Part)
- بخش ایمنی (Safety Part)
- سیستم کنترل (Control System)
هر یک از این بخش‌ها به دقت طراحی شده‌اند تا عملکرد دستگاه را بهینه کنند و اطمینان حاصل شود که دستگاه می‌تواند با بالاترین دقت و کارایی کار کند.
بخش برش دستگاه:
بخش برش دستگاه مولتی وایر نخ دندانی شامل موارد ذیل است:
- درام محرک (Driving Roller)
- گروه خروج سیم (Wire Exit Group)
- گروه کشش سیم (Wire Tension Group)
- گروه گردش سیم (Wire Circulating Group)
- گروه تراز کردن سیم (Wire Aligning Group)
این بخش‌ها به طور هماهنگ کار می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که سیم الماسه به درستی بر روی بلوک سنگ حرکت کرده و برش با دقت بالا انجام می‌شود.
بخش بالابری دستگاه:
بخش بالابری دستگاه شامل موارد ذیل است:
- موتور سروو بالابری (Servo Motor Lifting Group)
- قاب بالابری بلوک (Block Lifting Frame)
این بخش به دستگاه اجازه می‌دهد تا بلوک‌های سنگ را به آرامی و با دقت بالا حرکت دهد، که این امر برای دستیابی به برش‌های دقیق و یکنواخت ضروری است.
بخش ایمنی دستگاه:
بخش ایمنی دستگاه شامل موارد ذیل است:
- پوشش و محافظ (Covering and Protection)
- پلتفرم عملیات و تعمیر (Operation and Reparation Platform)
این بخش‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که دستگاه در حین کار ایمن بوده و تعمیر و نگهداری آن به راحتی انجام می‌شود
سیستم کنترل دستگاه:
سیستم کنترل دستگاه مولتی وایر نخ دندانی یکی از پیشرفته‌ترین بخش‌های این تکنولوژی است. این سیستم شامل موارد ذیل است:
- کنترل سرعت همزمان هر درام
- کنترل نیروی کشش دائمی سیم
- کنترل توقف با تاخیر پس از قطع برق
- مانیتورینگ اضطراری بر پارگی سیم، نیروی کشش، دمای یاتاقان اصلی و موتور، فشار آب، کنترل محدودیت فاصله سیمها و مقدار عرضه سیم
- تعویض درام، روغن‌کاری، تعمیر پارگی سیم
- صرفه‌جویی چشمگیر در هزینه‌های تولید و ایجاد ارزش افزوده
همچنین، این سیستم از صفحه نمایش لمسی HMI و کنترل از راه دور پشتیبانی می‌کند که به اپراتورها اجازه می‌دهد تا به راحتی دستگاه را کنترل کنند.
جدول زیر مشخصات فنی دستگاه مولتی وایر نخ دندانی را نشان می‌دهد:
- حداکثر اندازه بلوک (میلیمتر): ۳۳۰۰ × ۲۰۰۰ × ۲۱۵۰ تا ۳۵۰۰ × ۲۰۰۰ × ۲۲۰۰
- حداقل عرض بلوک (میلیمتر): ۶۰۰
- قدرت موتور کشش سیم (کیلووات): ۷٫۵
- طول یک دور سیم (دور چهار درام): (۴٫۲ + ۲٫۳) × ۲ + ۰٫۸۸ = ۱۳٫۹ متر
- قطر درام (میلیمتر): ۲۲۰
- ضخامت پوشش PU (میلیمتر): ۳۰
- عمق شیار (میلیمتر): ۱
- گام شیارها (میلیمتر): ۳٫۸ تا ۳٫۱۵
- آلودگی و هدررفت آب: مصرف آب در دستگاه مولتی وایر نخ دندانی حدود ۸۰ درصد کمتر از اره‌های سنتی است.
- خروجی هر متر مکعب بلوک: اگر ضخامت اسلب‌ها ۱۷.۵ میلیمتر باشد، هر متر مکعب بلوک با اره سنتی می‌تواند ۴۷ متر مربع اسلب تولید کند، در حالی که با دستگاه مولتی وایر نخ دندانی این مقدار به ۵۵ متر مربع افزایش می‌یابد که به معنای ۱۵ درصد افزایش بهره‌وری است.
- سطح نویز: سطح نویز تولیدی در دستگاه مولتی وایر نخ دندانی حدود ۵۰ درصد کمتر از اره‌های سنتی است.
- فضای نصب: فضای مورد نیاز برای نصب یک دستگاه مولتی وایر نخ دندانی ۱۵ درصد کمتر از اره‌های سنتی است.
- هزینه فونداسیون: آماده‌سازی فونداسیون برای این دستگاه آسان‌تر بوده و هزینه آن حدود ۸۰ درصد کمتر از اره‌های سنتی است.
- حمل و نقل: حمل و نقل این دستگاه تنها به سه کانتینر HQ نیاز دارد که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و مدیریت آن آسان است.
- تنش کمتر: با توجه به حرکت سیم با سرعت بالای ۲۵ متر بر ثانیه در یک جهت، تنش بسیار کمتری به سنگ، به ویژه بلوک‌هایی با ترک‌های زیاد، وارد می‌شود. در حالی که اره‌های سنتی با توجه به حرکت مداوم رفت و برگشتی، تنش بسیار زیادی به سنگ وارد کرده و باعث بروز شکستگی در بلوک‌های با ترک زیاد می‌شوند.
بزرگترین مزیت مولتی وایرهای نخ دندانی نسبت به مولتی وایرهای ماربل/گرانیت معمول ایتالیایی ضخامت گل کردن بسیار کمتر آن است (۰.۵ میلیمتر نسبت به ۴.۳ تا ۶.۳ میلیمتر کنونی) اما در مقابل هم فعلاً سرعت برش کمتری دارند و هم فقط توانایی برش ماربل را دارند.
برای دستیابی به بهترین نتایج در استفاده از دستگاه مولتی وایر نخ دندانی، توجه به نکات زیر ضروری است:
- اثرات مکانیکی: دقت موازی بودن درام‌ها، لرزش درام‌ها در جهت محوری، سختی و اینرسی درام‌ها و گردش سیم، لرزش و تعادل دینامیکی درام‌ها و گردش سیم، یکنواختی کشش سیم، سرعت حرکت سیم و نیروی کشش سیم در هنگام برش.
- سیستم کنترل: کنترل تفاوت سرعت درام‌ها، دقت تراز کردن سیم و سرعت پاسخ کشش سیم.
- جزئیات مهم عملیاتی: تمیزی سطح بلوک، پوشش سطح بلوک با رزین اپوکسی، اندازه تیغه پرکننده فاصله، تقویت بلوک، خنک‌کاری با آب، کیفیت آب بازیافتی، پشتیبانی صفحه زیرین بلوک، کنترل انحنای سیم، شروع مجدد پس از توقف طولانی، آبرسانی قبل از شروع به کار دستگاه و شل کردن نیروی کشش سیم در هنگام بازپیچیدن.
- فرمول برش: تنظیمات شامل نیروی کشش سیم، سرعت سیم، سرعت بالابری بلوک، طول سیم باز شده و طول سیم بازگشتی است. همچنین شرایط برش نیز به سختی و شکنندگی بلوک، اندازه بلوک و ضخامت اسلب‌ها بستگی دارد.
- مشکلات تولید: پارگی سیم، پرش سیم از شیار درام، اسلب‌های منحنی/موجی/پلکانی، فرسودگی شیار پوشش PU درام، سرعت برش کند.
طول عمر درام‌ها به ضخامت اسلب‌ها بستگی دارد. اگر ضخامت اسلب‌ها تغییر نکند، یک درام می‌تواند حدود ۴۸ تا ۶۴ بلوک را برش دهد. اما اگر ضخامت اسلب‌ها تغییر کند، طول عمر درام‌ها کاهش می‌یابد.
هرچه طول سیم ذخیره شده بیشتر باشد، مصرف متوسط سیم کاهش می‌یابد. اما باید تعادلی بین اینرسی و تعادل دینامیکی گردش سیم برقرار شود.
زمان نصب سیم جدید به تعداد اسلب‌ها و تجربه اپراتور بستگی دارد. به طور معمول، دو اپراتور حدود ۳۰ دقیقه برای نصب سیم جدید زمان نیاز دارند.
نیروی کشش کافی سیم برای شکل اسلب‌ها و کاهش خطر انحنای اسلب‌ها ضروری است. به طور معمول، نیروی پارگی سیم به قطر سیم بستگی دارد. به عنوان مثال، برای سیم با قطر ۰.۴۵ میلیمتر، نیروی پارگی ۳۰۰ نیوتن و برای سیم با قطر ۰.۵۵ میلیمتر، نیروی پارگی ۴۰۰ نیوتن است.
مصرف و هزینه سیم به سختی بلوک بستگی دارد. اگر سیم پاره شود، هزینه به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به طور معمول، اگر بلوک دارای سختی متوسط باشد، هزینه برش هر متر مربع حدود یک دلار است.
دستگاه با قدرت نصب شده ۲۹۰ کیلووات طراحی شده است، اما مصرف واقعی برق حدود ۶۰ کیلووات در ساعت است.
باید در نظر داشته باشیم مولتی وایر نخ دندانی عملاً به عنوان جایگزینی برای اره های ماربل سنتی اختراع شده است بنابراین سرعت برش آن مشابه سرعت برش اره ماربل سنتی است و مزیت کلیدی آن در مقایسه با اره، تولید حدود ۱۴ قطعه اسلب بیشتر از هر بلوک است.
امروزه، برای بلوک‌های نرم، سرعت برش دستگاه حدود ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر در ساعت و برای سنگ ماربل سخت، سرعت برش واقعی حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر در ساعت است، یعنی هر بلوک سخت به حدود ۱۴ ساعت زمان برش نیاز دارد.
- هزینه حمل و نقل دستگاه: هزینه حمل و نقل دستگاه به بندر عباس ایران به دو صورت محاسبه می‌شود:
- اگر بخش بالایی دستگاه به صورت یک تکه حمل شود، به ۲ کانتینر ۴۰ فوتی HQ (هر کدام ۴۰۰۰ دلار) و یک کانتینر ۴۰ فوتی FR (۱۲۰۰۰ دلار) نیاز است.
- اگر بخش بالایی دستگاه به صورت چند تکه کوچک‌تر حمل شود، به ۳ کانتینر ۴۰ فوتی HQ (هر کدام ۴۰۰۰ دلار) نیاز است. این روش ارزان‌تر است اما زمان نصب در محل را حدود یک هفته تا ده روز افزایش می‌دهد.
- هزینه سیم: برای سنگ مرمر سخت، قطر سیم ۰.۶۵ میلیمتر توصیه می‌شود تا میزان پارگی سیم کاهش یابد. هزینه سیم حدود ۰.۰۶ دلار به ازای هر متر است. برای هر بار استفاده، ۳۰ کیلومتر سیم نیاز است که حدود ۳ بلوک را می‌تواند برش دهد. هزینه سیم برای هر متر مربع اسلب با ضخامت ۲۰ میلیمتر حدود ۰.۸۲ دلار است.
- هزینه سیلندرهای جایگزین: سیلندرها با مواد PU به ضخامت ۳۰ میلیمتر پوشش داده شده‌اند. هزینه مواد PU برای چهار سیلندر حدود ۶۴۰۰ دلار است. این مواد می‌توانند برای برش ۱۵۰ بلوک استفاده شوند. هزینه سیلندرها برای هر متر مربع اسلب حدود ۰.۰۶ دلار است.
استفاده از سیم الماسه در دستگاه مولتی وایر نخ دندانی، یک راه‌حل میان‌رشته‌ای است که از صنعت برش سیلیکون الهام گرفته شده است. در صنعت سیلیکون، از سیم‌های الماسه بسیار نازک برای برش دقیق و سریع قطعات استفاده می‌شود. این تکنولوژی با انتقال به صنعت سنگ، توانسته است دقت و سرعت برش را به طور چشمگیری افزایش دهد. این رویکرد میان‌رشته‌ای نه تنها به بهبود فرآیندهای تولید کمک کرده است، بلکه باعث کاهش ضایعات و افزایش بهره‌وری شده است.
با توجه به اینکه صنعت سنگ انتظار نازک تر شدن سیم مولتی وایرها بیش از این را ندارد، قاعدتاً تکنولوژی از این پس بر روی افزایش طول عمر و سرعت برش سیم تمرکز خواهد کرد و حتماً گام بعدی توسعه این دستگاه به سمت مولتی وایرهای نخ دندانی گرانیت بر پیش می رود.
تکنولوژی “مولتی وایر نخ دندانی” تحول بزرگی در صنعت سنگ ایجاد کرده است. این دستگاه‌ها نه تنها به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کنند، بلکه با توجه به ملاحظات زیست‌محیطی، به عنوان راه‌حلی پایدار برای صنعت سنگ شناخته می‌شوند. با توجه به بازخورد مثبت مشتریان و پیشرفت‌های مستمر در این زمینه، به نظر می‌رسد که این تکنولوژی‌ها آینده‌ی روشنی در صنعت سنگ خواهند داشت.
