Høy økonomisk effektivitet takket være rett valg av vakuumteknologi

Det å velge riktig vakuumteknologi kan føre til store kostnadsbesparelser på mange områder innen plastfremstilling. Röchling Automotive Germany SE & Co. KG har gjennomført en kritisk revisjon av den eksisterende vakuumforsyningen på selskapets Wolfsburg-anlegg som brukes for å holde deler på lamineringssystemene, og har samarbeidet med Dr.-Ing. K. Busch GmbH for å finne en ny løsning som vil gi besparelser på godt over ti ganger kostnaden av investeringen.
Fig. 1: Lamineringssystem med fire støpeformholdere for produksjon av deler for innvendige dørpaneler i bilindustrien. De støpte delene, som er laget av naturlige polypropylenfibre, suges på plass på toppen, mens stoffkledningene, som er belagt med et skumlag og lim, plasseres på bunnen
Fig. 1: Lamineringssystem med fire støpeformholdere for produksjon av deler for innvendige dørpaneler i bilindustrien. De støpte delene, som er laget av naturlige polypropylenfibre, suges på plass på toppen, mens stoffkledningene, som er belagt med et skumlag og lim, plasseres på bunnen

Vakuum kan brukes på mange ulike måter ved fremstilling og behandling av plast. Det lønner seg ofte for et selskap å ta en nærmere titt på sine prosesser og vakuumteknologien som benyttes i disse. I mange tilfeller kan begge deler optimaliseres med tanke på økonomisk effektivitet og pålitelighet. Karsten Pavenstädt, vedlikeholds- og reparasjonsleder ved Wolfsburg-anlegget, ønsket å optimalisere den eksisterende vakuumforsyningen på to lamineringssystemer, og lyktes i å oppnå betydelige kostnadsreduksjoner ved å implementere en enkel løsning.

Wolfsburg-anlegget produserer innvendige dørpaneler til biler. To lamineringssystemer påfører en dekorativ overflate på støtteelementene i dørene. For å oppnå dette plasseres de prefabrikkerte støtteelementene underfra i støpeformholderne til lamineringssystemene, og festes så på plass ved hjelp av vakuum (figur 1). Kledningen, enten stoff eller imitert skinn, blir plassert i motformene. Et lag med skum og lim har allerede blitt påført på dette punktet. Delene oppvarmes i lamineringssystemene og presses så sammen i noen sekunder slik at den støpte delen og kledningen limes sammen. Alle deler som er dekket av stoff eller skinn blir produsert på denne måten, før de blir innlemmet i dørpanelene.

Tidligere ble ejektorer brukt til å generere det nødvendige vakuumet. Det var to viktige ulemper med denne metoden:

  1. I noen tilfeller var det ikke mulig å produsere sterkt nok vakuum til å holde delene sikkert på plass. De støpte delene er laget av naturlige fibre og er i varierende grad luftgjennomtrengelige og ikke formstabile. De kunne derfor ikke suges riktig inn i støpeformholderen siden vakuumet ikke var sterkt nok, og de var derfor ikke jevne. Som resultat ble lekkasjeluft fra ejektorene også sugd inn, noe som ytterligere overbelastet ejektorene. I praksis betyr dette at litt bøyde støpte deler ikke kunne holdes på plass, og derfor ikke bli laminert. Disse delene måtte kastes som avfall.
  2. De fire ejektorene krevde en overdreven mengde trykkluft som energikilde, noe som førte til at det måtte benyttes en reservekompressor. Og selv ved hjelp av reservekompressoren brøt likevel hele trykkluftforsyningen sammen flere ganger. Trykkluftforbruket per dag for to skift var i gjennomsnitt 1280 kubikkmeter. Med 230 produksjonsdager per år og en kostnad på 16 euro per 1000 kubikkmeter trykkluft betød det at trykkluftkostnadene knyttet til driften av ejektorene beløp seg til omtrent 4700 euro per år.
     

Før de bestemte seg for å kjøpe en ekstra kompressor, tok Karsten Pavenstädt kontakt med Dr.-Ing. K. Busch GmbH og arrangerte en konsultasjon med en av selskapets vakuumspesialister. Sammen undersøkte de alle de eksisterende parameterne og utarbeidet en egnet løsning ut i fra dette. Busch anbefalte å bruke en frekvensstyrt Mink MV klovakuumpumpe til å forsyne begge lamineringssystemene med nødvendig vakuum. Pavenstädt var i første omgang skeptisk til om denne typen vakuumpumpe, som drives av en 2,1 kilowatts motor, ville være i stand til å erstatte totalt åtte ejektorer på hvert lamineringssystem.


Fig. 2: Simplex VO 0080: Et vakuumsystem med en frekvensstyrt Mink MV klovakuumpumpe og en vakuumbeholder

Til tross for skepsis ble et Simplex VO-vakuumsystem (fig. 2) installert i begynnelsen av 2017. Dette systemet består hovedsakelig av en Mink MV klovakuumpumpe montert på en vakuumbeholder. Takket være turtallsreguleringen på denne vakuumpumpen og en trykkbryter på vakuumbeholderen, er Mink MV fullstendig selvforsynt, samtidig som den holder vakuumnivået inni vakuumbeholderen konstant. Vakuumpumpen er plassert direkte mellom begge lamineringssystemene, og er koblet med slanger til de fire støpeformholderne på hver maskin. Foran støpeformholderne er det ventiler i slangekoblingene, som åpnes så snart en støpt del plasseres på holderen. Mink MV klovakuumpumpens pumpehastighet er så høy at den støpte delen suges godt fast på holderen og holdes sikkert på plass. Vakuumbeholderen som mellomledd sørger for at det umiddelbart blir produsert nødvendig vakuumnivå, og det akselererer prosessen i betydelig grad. Så snart delene har blitt presset og limt sammen, lukkes ventilene igjen, og de laminerte delene kan fjernes manuelt. 

Beregnet energibesparelse ved bruk av Mink klovakuumpumpen er betydelige sammenlignet med ejektorene som ble drevet med trykkluft. Grunnen til dette er at det er behov for lavere pumpehastighet takket være den raske sikringen av delene, samt delenes perfekte plassering i støpeformholderen Systemets integrerte, behovsbetingede kontroll reduserer effekten umiddelbart, slik at det i gjennomsnitt bare bruker 20 prosent av full effekt. Dette fører til årlige energikostnader på 200 euro, som tilsvarer energibesparelser på 4500 euro per år sammenlignet med ejektorene som ble brukt tidligere.  

Avfall er redusert til så godt som null fordi alle delene nå blir festet sikkert på plass ved at vakuumytelsen på begge lamineringsmaskinene alltid holder det nøyaktige vakuumnivået som kreves, selv når delene som skal sikres er bøyd eller er veldig luftgjennomtrengelige. 

Konstant vakuum gir i tillegg store besparelser ved at ansatte nå kan plassere to deler som skal lamineres på maskinen om gangen, og delene sikres umiddelbart. Dette øker produksjonsmengden.

Vedlikeholds- og reparasjonsleder Karsten Pavenstädt er svært fornøyd med løsningen han implementerte gjennom samarbeidet med Dr.-Ing. K. Busch GmbH. I tillegg til kostnadsbesparelser, har han nå en moderne og trygg vakuumtilførsel, som er nesten vedlikeholdsfri og drives uten driftsvæsker. Støyutslipp som ble forårsaket av ejektorene er også fjernet. Mink klovakuum-teknologien er mye mer stillegående enn ejektorer, så uønsket støy ved arbeidsstasjonene har dermed blitt vesentlig redusert. I tillegg trenger han ikke å investere i en ekstra kompressor, siden det nå er tilstrekkelig trykkluftsforsyning på anlegget igjen.


Kategorier
Vil du vite mer?
Kontakt oss direkte i (Busch Norge):
+47 64 98 98 50 Kontakt oss