Elevata efficienza economica grazie alla giusta scelta della tecnologia del vuoto

Scegliere la tecnologia del vuoto corretta può portare a grandi risparmi in molte aree all'interno della lavorazione delle materie plastiche. Röchling Automotive Germany SE & Co. KG ha intrapreso un’analisi critica dell'alimentazione del vuoto esistente usata nel suo stabilimento di Wolfsburg per bloccare le parti sui sistemi di laminazione e ha collaborato con il Dr.-Ing. K. Busch GmbH per trovare una nuova soluzione che otterrà risparmi pari a ben oltre dieci volte il costo dell'investimento.
Fig. 1: Sistema di laminazione con quattro portastampi per la produzione di parti per pannelli interni delle portiere per l'industria automobilistica. Le parti stampate, realizzate in fibre di polipropilene naturali, vengono fissate in posizione tramite un'aspirazione in alto, mentre i rivestimenti in tessuto vengono posizionati in basso, coperti con uno strato di schiuma e adesivo

Il vuoto è utilizzato in molti modi nel trattamento e nella lavorazione delle materie plastiche. Spesso per un'azienda vale la pena di osservare attentamente i propri processi e la tecnologia del vuoto. In molti casi, entrambi possono essere ottimizzati in termini di affidabilità ed efficienza economica. Karsten Pavenstädt, responsabile delle riparazioni e della manutenzione presso lo stabilimento di Wolfsburg, desiderava ottimizzare l'alimentazione del vuoto esistente per due sistemi di laminazione ed è riuscito con successo a ottenere notevoli riduzioni dei costi implementando una soluzione semplice.

Lo stabilimento di Röchling produce pannelli interni delle portiere per automobili. Due sistemi di laminazione nello stabilimento applicano una superficie decorativa alle parti di supporto. Per ottenere questo risultato, le parti di supporto prefabbricate vengono posizionate dal basso nei supporti dei sistemi di laminazione e fissate in posizione utilizzando il vuoto (fig. 1). Il rivestimento, tessuto o similpelle, viene posizionato nel controstampo. A questo punto, agli stampi decorativi è già stato applicato uno strato di schiuma e adesivo. Le parti vengono riscaldate nei sistemi di laminazione e, quindi, pressate insieme per alcuni secondi affinché le parti stampate e il rivestimento vengano uniti tramite l'adesivo. Tutte le parti rivestite in tessuto o similpelle vengono prodotte in questa maniera su entrambi i sistemi di laminazione, prima che vengano incorporate nei pannelli delle portiere.

In passato, per generare il vuoto necessario venivano utilizzati degli eiettori. Questo metodo presentava due seri svantaggi:

  1. In alcuni casi non era possibile produrre un grado di vuoto sufficiente da tenere saldamente in posizione le parti. Le parti stampate in fibre naturali sono, in varia misura, permeabili all'aria e dimensionalmente instabili. Ciò significa che non era possibile aspirarle correttamente nel portastampo a causa del vuoto troppo debole e, pertanto, non erano tenute in piano. Di conseguenza, anche l'aria di dispersione dagli eiettori veniva risucchiata, sovraccaricandoli ulteriormente. In pratica, ciò significa che le parti stampate leggermente deformate non potevano essere tenute in posizione e, quindi, non potevano essere laminate. Queste parti dovevano essere smaltite come rifiuti.
  2. I quattro eiettori richiedevano rispettivamente una quantità eccessiva di aria compressa come fonte di energia, implicando l'uso di un compressore di riserva, e tuttavia l'intera alimentazione di aria compressa si è rotta più di una volta. Il consumo quotidiano di aria compressa per due turni era in media di 1.280 metri cubi. Tenendo conto di 230 giorni di produzione all'anno e di un costo di 16 euro per 1.000 metri cubi di aria compressa, il costo per l'aria compressa associato al funzionamento degli eiettori ammontava a circa 4.700 euro all'anno.
     

Prima di decidere di acquistare un compressore aggiuntivo, Karsten Pavenstädt ha contattato Dr.-Ing. K. Busch GmbH e ha organizzato un consulto con uno degli specialisti del vuoto dell'azienda. Insieme hanno esaminato i parametri esistenti e hanno lavorato a una soluzione adeguata. Busch ha consigliato l'uso di una pompa per vuoto a camme Mink MV a frequenza controllata per alimentare entrambi i sistemi di laminazione con il vuoto necessario. Inizialmente, Pavenstädt diffidava del fatto che questo tipo di pompa per vuoto, funzionante con un motore da 2,1 kilowatt, potesse essere in grado di sostituire un totale di otto iniettori in ciascun sistema di laminazione.


Fig. 2: Simplex VO 0080: un sistema per il vuoto con una pompa per vuoto a camme Mink MV a frequenza controllata e una serbatoio a vuoto.

Alla fine, all'inizio del 2017 è stato installato un sistema per vuoto Simplex VO (fig. 2). Questo sistema è costituito principalmente da una pompa per vuoto a camme Mink MV, montata su un serbatoio a vuoto. Grazie al motore di velocità variabile su questa pompa per vuoto e a un pressostato sul serbatoio a vuoto, la Mink MV è totalmente autosufficiente e tiene costante il livello di vuoto all'interno del serbatoio a vuoto. La pompa per vuoto è posizionata direttamente tra entrambi i sistemi di laminazione ed è collegata con dei tubi ai quattro portastampi su ciascuna macchina. Proprio di fronte ai portastampi sono presenti delle valvole nei collegamenti dei tubi, le quali si aprono non appena la parte stampata viene posizionata sul supporto. La capacità di aspirazione della pompa per vuoto a camme Mink MV è talmente elevata che la parte stampata viene fermamente aspirata sul supporto e tenuta saldamente in posizione. Il serbatoio a vuoto intermedio assicura che il livello di vuoto necessario venga immediatamente prodotto, accelerando il processo in modo considerevole. Quando le parti sono state pressate insieme e attaccate, le valvole si chiudono di nuovo e le parti laminate possono essere rimosse manualmente. 

I risparmi energetici calcolati tra gli eiettori che funzionavano ad aria compressa e la pompa per vuoto a camme Mink MV sono ancora maggiori nella pratica. Questo avviene perché è necessaria una capacità di aspirazione inferiore grazie alla messa in sicurezza veloce delle parti e al loro perfetto posizionamento nel portastampo. Il controllo in base alla domanda integrato del sistema riduce immediatamente la potenza in modo da usare in media appena il 20% della potenza totale. Ciò ha come risultato un costo energetico annuo pari a 200 euro, che equivale a un risparmio energetico di 4.500 euro all'anno rispetto agli eiettori precedentemente in uso.  

I rifiuti sono stati ridotti praticamente a zero perché tutte le parti possono essere saldamente fissate in posizione e la prestazione del vuoto su entrambe le macchine di laminazione è sempre al preciso livello di vuoto necessario, anche quando le parti da fissare sono deformate o molto permeabili all'aria.

Anche il vuoto costante, che è sempre presente, consente di ottenere il massimo risparmio. Ora i dipendenti possono posizionare le parti da laminare nella macchina due per volta, e le parti vengono fissate immediatamente. Questo aumenta le quantità prodotte.

Il responsabile delle riparazioni e della manutenzione Karsten Pavenstädt è molto felice di questa soluzione, che ha implementato tramite la collaborazione con Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Oltre al risparmio, ora ha un'alimentazione del vuoto sicura e moderna che è quasi esente da manutenzione e funziona senza fluidi operativi. Inoltre, sono state eliminate le emissioni di rumore causate dagli eiettori direttamente presso i sistemi di laminazione. Dato che la tecnologia del vuoto a camme Mink è decisamente più silenziosa degli eiettori, il rumore fastidioso prodotto presso le postazioni di lavoro è stato notevolmente ridotto. Inoltre, non ha bisogno di investire in un compressore aggiuntivo, dato che l'alimentazione di aria compressa dell'impianto è nuovamente sufficiente.


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