Vakuum i træbearbejdning – del 2

Efter at have kigget på de grundlæggende aspekter af vakuumteknologi i sidste nummer, vil vi i dag tage fat på de forskellige typer vakuumgenerering. I processen vil vi primært begrænse diskussionen til emnet vakuum fastspænding på bearbejdningsudstyr, et område, der er blevet meget vigtigere i lyset af udviklingen inden for automatisering i møbelindustrien og andre sektorer inden for træbearbejdning. Emnet økonomisk effektivitet løber også parallelt med denne udvikling og er i stigende grad blevet i fokus hos produktionsledere og teknologiansvarlige. I princippet er der flere muligheder for at generere vakuum. Til vakuumfastspænding kan der anvendes forskellige mekaniske vakuumpumper, som vi drøfter.

Oliesmurte lamelvakuumpumper

Olieomsmurte lamelvakuumpumper er de klassiske vakuumpumper, der bruges til fastspænding på bearbejdningsudstyr. For årtier siden, blev disse næsten udelukkende brugt. De står for pålidelighed, robusthed og et lavt sluttryk på under et mbar – hvilket svarer til et vakuumniveau på 99,9 %. Ved dette høje vakuum garanterer de tilstrækkelig reservekapacitet for pumpehastigheden og er derfor kendt for hurtig og sikker fastspænding. Den konstante tilførsel af olie i kompressionskammeret muliggør et fint vakuum. Olien føres gennem vakuumpumpen gennem et internt cirkulationssystem, hvor den tætner, smører og fjerner kompressionsvarme. Olien og oliefilteret skal skiftes for hver 2.000 driftstimer. I bearbejdningsudstyr med pumpehastigheder på over 160 kubikmeter i timen er disse vakuumpumper siden blevet erstattet af tør vakuumteknologi. Til mindre bearbejdningsudstyr og fastspænding, der kan klare lavere pumpehastigheder, fungerer olieomsmurte lamelvakuumpumper stadig økonomisk og med høj pålidelighed.

Væskeringsvakuumpumper

Væskeringsvakuumpumper, der genererer vakuum ved hjælp af vand som driftsvæske, fungerer efter et gammelt princip. Men de kunne aldrig rigtigt få fat i brugen i vakuumfastspænding, fordi vand som driftsvæske er forbundet med en vis vedligeholdelsesindsats, der spænder fra daglig påfyldning af vand til regelmæssig rengøring af vandkredsløbet. Vakuumniveauet for disse vakuumpumper afhænger af vandtemperaturen. Efterhånden som vandtemperaturen stiger, reduceres det opnåelige sluttryk og dermed pumpehastigheden. Den højeste pumpehastighed opnås ved temperaturer op til 15 °C. Ved en vandtemperatur på 40 °C falder pumpehastigheden til 40 % af den oprindelige værdi. Den største fordel ved væskering vakuumteknologi er den høje kompatibilitet med vanddamp og fugt - en fordel, der ikke kan udnyttes, når der fastspændes på bearbejdningsudstyr, men praktisk talt prædestinerer disse vakuumpumper til tørring og imprægnering af træ.

Tørtløbende lamelvakuumpumper

Lamelvakuumpumper, der fungerer uden driftsvæsker – hvilket betyder, at hverken olie eller vand er nødvendigt for at komprimere den udsugede luft – kaldes "tørtløbende". Disse vakuumpumper bruges meget ofte til at vakuum fastspænding, fordi investeringsomkostningerne er relativt lave. Funktionsprincippet (fig. 1) er den samme som for olieomsmurte lamelvakuumpumper.

På grund af manglende smøring med olie anvendes der dog såkaldte "selvsmørende" lameller eller lameller af kulstof-grafit materiale. De har den ulempe, at de påvirkes af slitage (fig. 2) og skal udskiftes regelmæssigt for at undgå brud på lamellerne og dermed totalt svigt. Slid på lamellerne påvirker også disse vakuumpumpers ydeevne. Efter en driftstid på kun 2.000 timer kan pumpehastigheden for en tørtløbende lamelvakuumpumpe kun nå 85 til 90 procent af den oprindelige pumpehastighed. En af de faktorer, der påvirker lamellernes levetid, er det materiale, der skal bearbejdes. Slibende MDF-støv fremskynder sliddet på lamellerne. Ved treholdsdrift kontrollér lamellerne mindst hver sjette måned og udskift dem om nødvendigt. Operatører bør ikke kun overveje omkostningerne ved at anskaffe disse specielle lameller – som ikke bør undervurderes – men de bør også se kritisk på energiforbruget for denne type vakuumpumpe. Sammenlignet med alle andre vakuumteknologier er energiomkostningerne de højeste for disse vakuumpumper. En tommelfingerregel er, at en tørtløbende lamelvakuumpumpe fra en pumpehastighed på 140 kubikmeter kræver 20 procent mere energi i timen.

På grund af de vedligeholdelses- og energiomkostninger, der er forbundet med tørtløbende lamelvakuumpumper, anbefaler vi faktisk kun dem op til en pumpehastighed på ca. 100 kubikmeter i timen. Jo mindre størrelsen er, desto langsommere slides lamellerne, fordi kompressionskammerets diameter er mindre. Dette reducerer lamellernes periferihastighed og den afstand, som de enkelte lameller skal krydse, når de glider ind og ud af rotorens krydsrør.

MINK klovakuumpumper

I midten af 1990'erne udviklede Busch Vacuum Solutions et helt nyt princip for vakuumgenerering: MINK klovakuumteknologi. Denne teknologi, der konstant er blevet forbedret, har siden fået fodfæste i træbearbejdningen. I dag anvendes tredje generation af disse vakuumpumper allerede af flere førende producenter af CNC-routere. MINK klovakuumpumper fungerer også uden driftsvæsker som olie eller vand. To klo-formede rotorer bevæger sig i et kabinet (fig. 3). De kommer ikke i kontakt med hinanden eller kabinettet. Det betyder, at der ikke er friktion og dermed ingen slitage, hvilket muliggør næsten vedligeholdelsesfri vakuumgenerering. Vedligeholdelsesindsatsen er begrænset til et halvårligt skift af gearolie. Berøringsfri kompression af udsugningsluften har også den fordel, at den forbruger drastisk mindre effekt end andre vakuumpumper, og MINK klovakuumpumper udgør den mest energieffektive type vakuumgenerering til vakuumfastspænding.

Af tekniske årsager er MINK klovakuumpumpe den eneste vakuumgenerator, der kan styres helt efter behov. Det betyder, at der kan angives et specifikt sætpunkt (sluttryk) for vakuumpumpen. Når dette punkt nås, reduceres hastigheden automatisk, eller vakuumpumpen slukker automatisk. Dette muliggør yderligere energibesparelser. Derfor tilbyder Busch alle størrelser – fra 40 til 900 kubikmeter pumpehastighed pr. time – samt energibesparende og frekvensstyrede motorer som valgmuligheder.

Opsummering

Der er forskellige muligheder, der kan bruges til at generere vakuum til fastspænding. I princippet skal situationer vurderes individuelt for at finde den ideelle vakuum- og vakuumpumpe-løsning. Diagrammet (fig. 4) kan hjælpe med at træffe en foreløbig beslutning. Men generelt anbefaler vi, at du rådfører dig med en specialist, når du foretager valget og vælger dimensionerne.