Hoge rentabiliteit dankzij de juiste vacuümtechnologie

De keuze voor de juiste vacuümtechnologie kan in veel takken van de kunststofverwerkende industrie resulteren in enorme kostenbesparingen. Röchling Automotive Germany SE & Co. KG heeft een kritisch onderzoek uitgevoerd naar de bestaande vacuümvoorziening die in de fabriek in Wolfsburg gebruikt werd om delen op lamineersystemen vast te houden, en heeft de handen ineengeslagen met Dr.-Ing. K. Busch GmbH om een nieuwe oplossing te vinden waarmee een bedrag bespaard kan worden dat tienmaal zo groot is als de investering.
Afb. 1: Lamineersysteem met vier malhouders voor de productie van onderdelen voor binnenpanelen van autodeuren. De vormdelen, die zijn vervaardigd uit natuurlijke polypropyleenvezels, worden van bovenaf vastgehouden middels zuigkracht terwijl de stoffen bekleding, met een laag schuim en lijm, aan de onderkant geplaatst wordt
Afb. 1: Lamineersysteem met vier malhouders voor de productie van onderdelen voor binnenpanelen van autodeuren. De vormdelen, die zijn vervaardigd uit natuurlijke polypropyleenvezels, worden van bovenaf vastgehouden middels zuigkracht terwijl de stoffen bekleding, met een laag schuim en lijm, aan de onderkant geplaatst wordt

Vacuümtechniek wordt op vele manieren toegepast in de kunststofverwerking industrie. Het is vaak de moeite waard voor een bedrijf om de processen en toegepaste vacuümtechnologie goed onder de loep te nemen. Veelal kunnen beide geoptimaliseerd worden qua rentabiliteit en betrouwbaarheid. Karsten Pavenstädt is manager onderhoud en reparaties bij de fabriek in Wolfsburg. Hij wilde de bestaande vacuümvoorziening voor twee lamineersystemen optimaliseren en wist met  een simpele oplossing  significante kostenbesparingen te bereiken.

Deze Röchling-fabriek produceert binnenpanelen voor autodeuren. De twee lamineersystemen in de fabriek voorzien de onderdelen van een decoratief oppervlak. Hiervoor worden de geprefabriceerde onderdelen van onderaf in de houders van de lamineersystemen geplaatst en met behulp van vacuüm vastgehouden (afb. 1). Vervolgens wordt de bekleding – textiel of imitatieleer – in de contramallen geplaatst. Een laag schuim en lijm is reeds in de bekledingsmallen aangebracht. Dan worden de onderdelen verwarmd in de lamineersystemen en gedurende enkele seconden samengeperst, zodat het vormdeel door de lijm aan de bekleding wordt gehecht. Alle met textiel of leer beklede delen worden op deze manier verwerkt door de beide lamineersystemen voordat ze ingebracht worden in de deurpanelen.
 

In het verleden werden ejectoren gebruikt om het benodigde vacuüm te creëren. Deze methode had twee belangrijke nadelen:

  1. In bepaalde gevallen was het niet mogelijk een vacuüm te creëren dat sterk genoeg was om de delen stevig vast te houden. De vormdelen zijn gemaakt van natuurlijke vezels enin verschillende mate luchtdoorlatend en niet vormvast. Dit betekent dat ze, als gevolg van een onvoldoende sterk vacuüm, niet altijd op de juiste wijze in de malhouder gezogen konden worden, waardoor ze niet waterpas waren. Met als resultaat dat de leklucht van de ejectoren ook naar binnen werd gezogen waardoor deze nog verder belast werden. In de praktijk betekende dit dat licht vervormde vormdelen niet op hun plaats konden worden gehouden waardoor ze niet gelamineerd konden worden. Deze delen moesten worden afgevoerd als restafval.
  2. De vier respectievelijke ejectoren hadden een zeer grote hoeveelheid perslucht nodig. Daarom werd een reservecompressor ingezet maar desondanks viel de toevoer van perslucht nog steeds meerdere malen uit. Het gemiddelde totale dagelijkse verbruik van perslucht voor twee diensten bedroeg 1.280 m3. Met 230 productiedagen en kosten van € 16 per 1.000 m3 perslucht liepen de kosten van het gebruik van perslucht door de ejectoren op tot ongeveer € 4.700 per jaar.
     

Alvorens te besluiten een extra compressor te kopen, nam Karsten Pavenstädt contact op met Dr.-Ing. K. Busch GmbH voor een afspraak met een van de vacuümspecialisten van het bedrijf. Samen bekeken ze alle bestaande variabelen en werkten ze aan een passende oplossing. Busch adviseerde een frequentiegeregelde Mink MV klauwenvacuümpomp om beide lamineersystemen te voorzien van het benodigde vacuüm. Aanvankelijk betwijfelde Pavenstädt of deze vacuümpomp, met een 2,1 kW motor, in staat zou zijn om de in totaal acht ejectoren per lamineersysteem te vervangen.


Afb. 2: Simplex VO 0080: een vacuümsysteem met een frequentiegeregelde Mink MV klauwenvacuümpomp en een vacuümvat

Uiteindelijk werd begin 2017 een Simplex VO vacuümsysteem (afb. 2) geïnstalleerd. Dit systeem bestaat hoofdzakelijk uit een Mink MV klauwenvacuümpomp die gemonteerd is op een vacuümvat. De frequentieregelaar op deze vacuümpomp en een drukschakelaar op het vacuümvat maken dat de Mink MV compleet zelfvoorzienend is en dat de pomp het vacuümniveau in het vacuümvat constant kan houden. De vacuümpomp is exact tussen de twee lamineersystemen geplaatst en is via slangen verbonden met de vier malhouders op elke machine. Direct voor de malhouders zijn in de slangen verbindingsventielen geïnstalleerd die opengaan zodra een vormdeel op de houder wordt geplaatst. De pompsnelheid van de Mink MV klauwenvacuümpomp is dusdanig hoog dat het vormdeel met kracht op de houder wordt gezogen en stevig vastgehouden wordt. Het tussengelegen vacuümvat zorgt ervoor dat het vereiste vacuümniveau onmiddellijk beschikbaar is, waardoor het proces veel sneller verloopt. Wanneer de delen samengedrukt en aan elkaar gehecht zijn, sluiten de ventielen zich en kunnen de gelamineerde delen met de hand verwijderd worden. 

Het berekende verschil in energieverbruik tussen de door perslucht aangedreven ejectoren en de Mink MV klauwenvacuümpomp blijkt in de praktijk zelfs nog groter te zijn. Dit komt omdat door het snel vasthouden van de delen en hun perfecte positionering in de malhouder een lagere pompsnelheid nodig is. De geïntegreerde, op de behoefte afgestemde, besturing van het systeem vermindert het energieverbruik direct, zodat het gemiddeld slechts 20% van het volle vermogen gebruikt. Dit leidt tot een totale jaarlijkse kostenpost voor energie van € 200, wat een energiebesparing van € 4.500 per jaar betekent in vergelijking met de eerder gebruikte ejectoren.

Er is nauwelijks meer sprake van restafval omdat alle delen goed vastgezet kunnen worden en de vacuümprestaties van de lamineersystemen zijn dusdanig dat het vereiste vacuümniveau altijd exact aanwezig is, zelfs wanneer de vast te klemmen delen vervormd of erg luchtdoorlatend zijn. Het altijd aanwezige, constante vacuüm zorgt ook voor maximale productiecapaciteit. Medewerkers kunnen de te lamineren delen nu per twee in de machine plaatsen, waarna de delen meteen stevig vastgehouden worden. Hierdoor kan er meer geproduceerd worden.

Manager onderhoud en reparaties Karsten Pavenstädt is erg tevreden over deze in samenwerking met Dr.-Ing. K. Busch GmbH geïmplementeerde oplossing. Naast de kostenbesparing, beschikt hij nu ook over een moderne, veilige vacuümvoorziening die zo goed als onderhoudsvrij is en geen bedrijfsvloeistof behoeft. De geluidsoverlast die veroorzaakt werd door de ejectoren vlakbij de lamineersystemen is ook verleden tijd. Omdat de Mink klauwenvacuümtechnologie aanzienlijk stiller is dan ejectoren, is het ongewenste geluid bij de werkstations flink minder geworden. Daarnaast hoeft hij ook niet te investeren in een extra compressor, omdat er voldoende toevoer van perslucht in de fabriek is.


Categorieën
Wilt u meer weten?
We geven u graag meer informatie. Contact Busch Nederland:
+31 (0)348 46 23 00 Neem contact met ons op