Niet-standaard buisvervorming: tien jaar lang de gangbare normen uitdagen

Tien jaar nadat hij Timeless Tube heeft overgenomen, blikt algemeen directeur Tom McMillan terug op enkele projecten die de grenzen van wat voor mogelijk werd gehouden hebben verlegd — en legt hij uit waarom het ter discussie stellen van aannames cruciaal kan zijn in dat proces.

‍

Door Tom McMillan, algemeen directeur van Timeless Tube

Toen ik Timeless Tube overnam, kon het bedrijf al bogen op meer dan 25 jaar gespecialiseerde expertise op het gebied van buisvervorming. In de afgelopen tien jaar hebben we daarop voortgebouwd: nieuwe profielen, uitgebreide productiemogelijkheden en toepassingen die we nooit hadden kunnen voorzien.

Wat mij het meest interesseert, zijn de aanvragen waarbij iemand vraagt om iets dat niet zomaar te koop is — of iets waarvan we niet helemaal zeker weten of we het wel kunnen maken. Een aantal van onze interessantste projecten is voortgekomen uit het uitproberen van een idee dat moeilijk of onwaarschijnlijk leek, om vervolgens te ontdekken dat een vermeende beperking helemaal geen beperking was.

‍‍

"We hebben het nog nooit gedaan" betekent niet dat het niet mogelijk is

Ervaring in de techniek is waardevol, maar het kan je ook vooroordelen geven over wat wel en niet zal werken. Ik heb geleerd mijn eigen verwachtingen in twijfel te trekken.

Bij sommige aanvragen is mijn eerste reactie: ik weet niet zeker of we dat wel kunnen. Soms proberen we het toch en blijkt dat we gelijk hadden — materialen gedragen zich niet altijd even goed, en het is bekend dat buizen gaan springen, knikken en doorbuigen als we ze tot het uiterste drijven. Maar soms worden we aangenaam verrast.

Een voorbeeld hiervan is de Amerikaanse verlichtings- en meubelontwerper Unform Studio en hun sculpturale verlichtingsopdracht, die werd vervaardigd met behulp van een van onze grootste ovale buizen met vlakke zijkanten. Uit de zijkanten van de buis moest een aanzienlijk groot deel worden weggesneden om ruimte te maken voor ledverlichting. Roestvrij staal heeft een natuurlijke veerkracht, dus we konden niet met zekerheid zeggen hoe de buis zich zou gedragen als er zulke grote delen uit de zijkanten zouden worden lasergesneden.

Maar de buis hield het goed vol, en het resulterende onderdeel werd onderdeel van een opvallend eindproduct. Ons experiment toonde aan dat we met succes delen uit het oppervlak van andere gevormde buizen kunnen lasersnijden, waardoor het mogelijk wordt om openingen, bevestigingen of beslag te integreren.

Dat is wat ik zo leuk vind aan ongebruikelijke aanvragen: ze testen niet alleen wat je voor één klant kunt maken. Soms verbreden ze ook de mogelijkheden voor wat je voor de volgende klant kunt maken.

Ontwerprichtlijnen zijn niet per se productiebeperkingen

Er zijn goede redenen voor ontwerprichtlijnen. Voor elliptische en platzijdige ovale buizen raden we over het algemeen een verhouding tussen de lange en korte as van ongeveer 2:1 aan. Naarmate buisprofielen breder en platter worden, kan de buis vervormen, rimpelen of zelfs instorten. Er is echter geen vast getal dat de grens aangeeft. We hebben met succes buizen vervaardigd met een verhouding van meer dan 5:1.

De begindiameter, wanddikte, materiaalkwaliteit en lasnaad spelen allemaal een rol. Onze richtlijnen vormen een redelijk uitgangspunt, geen strikte grens. Wanneer een klant een profiel aanvraagt dat buiten onze gebruikelijke afmetingen valt, beoordelen we het materiaal en de toepassing en voeren we, indien nodig, proeven uit. Soms kunnen we de geometrie verder oprekken dan verwacht.

‍

Het uiteindelijke profiel is slechts zo goed als de ronde buis waarmee we beginnen

Wij vervaardigen onze buizen uit standaard ronde buizen door middel van een koudvervormingsproces. De kwaliteit en consistentie van dit uitgangsmateriaal zijn echter van enorm belang: wanddikte, maatvastheid, materiaaltoestand en — met name bij gelaste buizen — de kwaliteit en de ligging van de lasnaad; al deze factoren zijn van invloed op de voorspelbaarheid van het vervormingsgedrag van de buis.

We kunnen gratis geleverde ronde buizen accepteren wanneer een klant of leverancier al over een bepaalde kwaliteit of herkomst beschikt, maar we moeten altijd controleren of deze geschikt is om te worden verwerkt.

Zorg dat je de toepassing begrijpt, niet alleen de tekening

Weten hoe de buis zal worden gebruikt, kan voor ons net zo belangrijk zijn als het kennen van de afmetingen. Niet elke afmeting is even belangrijk. De hoofdas moet wellicht nauwkeurig worden aangehouden, maar bij de nevenas kan er meer flexibiliteit zijn; als we dat van tevoren weten, kunnen we het gereedschap en het proces aanpassen aan de afmeting die er daadwerkelijk toe doet. En als onze buis in een ander onderdeel moet worden geplaatst, geven de totale breedte en hoogte niet het volledige beeld weer — hoekradii en de geometrie van de aansluiting bepalen of twee ‘compatibele’ onderdelen bij elkaar passen.

Wanneer klanten ons het bijbehorende onderdeel toezenden, kunnen wij de buis tijdens de productie aanpassen om een goede pasvorm te garanderen. We hebben dit gedaan bij handgrepen voor nooduitgangstangen en bij oudere onderdelen uit de lucht- en ruimtevaart.

Strakkere toleranties zijn niet automatisch beter

Ik heb ook geleerd om toleranties kritisch te bekijken in plaats van zomaar elk cijfer op een tekening klakkeloos te accepteren. Soms wordt ons gevraagd om toleranties aan te houden die veel strenger zijn dan de toepassing vereist — soms zijn die afkomstig van CAD-standaardinstellingen of een standaardsjabloon, in plaats van een bewuste keuze.

Nauwkeurigheid heeft zijn prijs. Het hanteren van een onnodig strakke tolerantie kost extra tijd bij de bewerking, fabricage, keuring en productie, zonder dat het onderdeel daardoor beter presteert. Door met het technische team van de klant te overleggen, kan worden vastgesteld welke afmetingen werkelijk cruciaal zijn. Het doel is niet om te produceren volgens de strakste tolerantie die theoretisch haalbaar is, maar om het onderdeel nauwkeurig genoeg te vervaardigen voor het beoogde doel.

Bij gevormde buizen draait het niet alleen om het uiterlijk

Toen ik het bedrijf voor het eerst kocht, werden onze profielen vaak aangeduid als ‘sierbuizen’ of ‘decoratieve buizen’. Esthetiek is een belangrijke reden waarom mensen voor onze buizen kiezen — maar die termen doen geen recht aan wat de buizen allemaal kunnen. Onze profielen worden ook gekozen voor hoogwaardige warmteoverdracht, machines voor de voedselproductie, automobielsystemen… een breed scala aan technische en mechanische toepassingen. De ovaalbuis met vlakke zijkanten is voor ingenieurs en productontwerpers vooral een ruimtebesparende vorm, niet alleen een designelement.

De productie van niet-ronde buizen kan goedkoper zijn dan die van ronde buizen

Onze buis zal vanwege het extra vervormingsproces altijd duurder zijn dan standaard ronde buizen. Maar uit verschillende klantprojecten is gebleken dat een speciaal gevormd profiel zich op de lange termijn kan terugbetalen, zeker wanneer de fabricagekosten worden meegerekend.

Bij een constructie die bestaat uit een zeer platte ovale buis hebben we de uiteinden van de buizen tegen elkaar gedrukt en een schroefgat rechtstreeks door beide buizen gefreesd, waardoor er geen extra bevestigingen nodig zijn. Een ovale buis met platte zijkanten heeft bovendien een indrukwekkende doorbuigsterkte wanneer deze op de korte as wordt geplaatst — waardoor langere onondersteunde overspanningen bij leuningen mogelijk zijn, met minder bevestigingen en steunen.

We kunnen nu een veel grotere ovale buis met vlakke zijkanten vervaardigen uit buismateriaal met een buitendiameter van 8 inch, die een ruime holle ruimte biedt voor elektronica en andere componenten. Op de zijvlakken is ruim plaats voor een touchpad of bedieningspaneel. Deze grote FSO-buis van roestvrij staal biedt fabrikanten een ruimtebesparende vorm die minder bevestigingsmiddelen vereist.  

De kosten van de buis vormen slechts een klein deel van de totale kosten van een onderdeel. Minder bevestigingsmiddelen, minder steunen en minder montagetijd kunnen de initiële investering ruimschoots compenseren.

Er is een kloof tussen wat er gemaakt kan worden en wat mensen weten dat er gemaakt kan worden

Er bestaat nog steeds een aanzienlijke kloof tussen wat technisch en commercieel mogelijk is met buizen, en wat de markt denkt dat er beschikbaar is. We komen regelmatig ontwerpers, ingenieurs en inkopers tegen die ervan uitgaan dat als een profiel niet op voorraad is, de productie ervan een op maat gemaakte walsbeurt en een zeer grote bestelling vereist. Dat is niet het geval. Bij Timeless Tube beginnen we met in de handel verkrijgbare ronde buizen en vormen we deze koud tot een niet-cirkelvormig profiel — bestellingen kunnen variëren van één enkele lengte tot duizenden stuks, zodat een klant een prototype kan maken en een nieuwe geometrie kan testen zonder zich vast te leggen op productievolumes.

Wat vooral opvalt, is hoeveel variatie er voortkomt uit een klein assortiment standaardmateriaal. Toen we onlangs onze productiegegevens analyseerden, bleek 72% van de door ons geproduceerde buizen afkomstig te zijn van slechts vijf buitendiameters: 19,05 mm, 25,4 mm, 31,8 mm, 38,1 mm en 50,8 mm. Deze vijf uitgangsmaten zijn verwerkt tot platzijdige ovale, elliptische ovale, afgeronde vierkante, D-vormige en andere profielen, die in totaal verschillende sectoren worden gebruikt.

Voor de metaalhandel is dat een kans. Misschien levert de aandeelhouder nu al precies de ronde buis die wij nodig hebben als grondstof. Misschien beschikken we al over de gereedschappen om er het profiel van te maken dat hun klant wenst – of een profiel met een vergelijkbare afmeting dat dezelfde functie vervult. En waar dat niet het geval is, kunnen we beoordelen of het haalbaar is om een nieuw profiel te ontwikkelen. Een handelaar hoeft geen honderden gespecialiseerde profielen op voorraad te hebben om klanten daar toegang toe te bieden; wat hij nodig heeft, is een koppeling tussen het materiaal dat al door de toeleveringsketen stroomt en de productiecapaciteit om het te bewerken.

Wat me na tien jaar nog steeds verbaast, is hoeveel potentiële klanten nog steeds niet weten dat we op deze manier kunnen produceren. Dat betekent dat er op dit moment in de gehele metaalbranche aanvragen worden afgewezen die voor ons allemaal nieuwe opdrachten zouden kunnen opleveren.

Toegankelijk ontwerp en gebruikersgericht denken

Ik geef grif toe dat onze innovatie bij Timeless Tube te danken is aan klanten die vragen stellen in plaats van zomaar genoegen te nemen met de standaard ronde buis.

Ik denk dat toegankelijk ontwerp een van de gebieden is waar die kritische blik het belangrijkst is, en waar ik daar de komende tien jaar graag meer van zou willen zien.

Een van de mooiste voorbeelden waaraan we hebben meegewerkt, is een project van GKV Architects, die onze ovale leuning hebben gespecificeerd voor een overheidscentrum voor kinderen in New York. De leuningen werden op twee verschillende hoogtes geïnstalleerd, met verschillende afmetingen voor kinderen en volwassenen. Een leuning met ronde buizen, die in openbare ruimtes vrijwel standaard is, is niet zo gemakkelijk vast te pakken als een ovaal profiel. Maar GKV week niet alleen af van de standaard; ze bouwden het ontwerp rond twee zeer verschillende soorten handen die dezelfde trap gebruiken.

We hebben hetzelfde instinct dichter bij huis gezien bij een ovaal frame met vlakke zijkanten voor een toegankelijke interactieve kiosk op John Lennon Airport in Liverpool, dat schuin was geplaatst om rolstoelgebruikers betere toegang te bieden. Het profiel met vlakke zijkanten was niet alleen eenvoudiger te monteren dan een ronde buis, maar werd ook gekozen omdat het niet in de omringende ruimte uitstak zoals een ronde doorsnede dat zou doen, waardoor het een gebruiksvriendelijker ontwerp was voor rolstoelgebruikers. Er werd gekozen voor een ovale buis met vlakke zijkanten omdat iemand had nagedacht over hoe het object zou worden gebruikt en van daaruit terugwerkend had ontworpen.

Ik zou graag zien dat deze gebruikersgerichte denkwijze vaker wordt toegepast op stedelijke architectuur, zoals paaltjes, palen en straatmeubilair. De buizen die voor deze toepassingen worden gebruikt, zijn vaak rond uit gewoonte en niet omdat dat zo is ontworpen. Bij een gebruikersgerichte ontwerpbenadering staan mensen en hun behoeften centraal, en worden ideeën vaak samen met de gebruikers getest, zodat de oplossingen echt aansluiten bij hun dagelijks leven. Ons proces leent zich goed voor dit soort prototyping, omdat we dankzij ons flexibele productieproces relatief eenvoudig iteraties kunnen maken.

Na tien jaar is dat het patroon dat ik wil blijven stimuleren: klanten die ons een probleem voorleggen en ons vragen om uit te zoeken of er een betere aanpak voor de opdracht is. Zo beginnen veel van de beste projecten.”

‍

Tom McMillan, algemeen directeur, Timeless Tube

‍