Высокая рентабельность производства за счет правильного выбора вакуумной технологии

Правильный выбор вакуумной технологии может обеспечить значительные снижение производственных затрат в большом числе технологических процессов по переработке пластмасс. Компания Röchling Automotive Germany SE & Co. KG выполнила критический анализ систем подачи вакуума, используемых на своем заводе в г. Вольфсбург для удержания деталей на системах нанесения покрытия, чтобы в сотрудничестве с компанией Dr.-Ing. K. Busch GmbH найти новые решения по сокращению издержек производства, которые бы превышали объем инвестиций более, чем в десять раз.
Рис. 1: Система нанесения покрытий с четырьмя держателями пресс-форм для производства деталей внутренних панелей дверей для автомобильной промышленности. Формованные детали из полипропиленового волокна фиксируются по месту путем присасывания верхней части. Тканевое покрытия подводится к нижней части, покрывается слоем пеноматериала и клея
Рис. 1: Система нанесения покрытий с четырьмя держателями пресс-форм для производства деталей внутренних панелей дверей для автомобильной промышленности. Формованные детали из полипропиленового волокна фиксируются по месту путем присасывания верхней части. Тканевое покрытия подводится к нижней части, покрывается слоем пеноматериала и клея

Вакуум используется в различных технологических процессах по переработке и обработке пластмасс. Зачастую компаниям следует более внимательно оценить свои технологические процессы и вакуумные технологии. В большом числе случаев эти процессы и технологии можно оптимизировать с точки зрения не только повышения рентабельности, но и надежности работы оборудования. Карстен Павенштадт (Karsten Pavenstädt), руководитель службы ремонта и техобслуживания завода в г. Вольфсбург, запланировал оптимизацию установленной системы подачи вакуума для двух систем нанесения покрытия и успешно выполнил эту задачу, обеспечив значительное снижение производственных затрат за счет внедрения простого решения.

На этом заводе компании Röchling производятся внутренние панели дверей автомобилей. Упомянутые выше системы нанесения покрытий, установленные на заводе, выполняют нанесение декоративного покрытия на несущие элементы. В ходе этого процесса готовые несущие детали устанавливаются в держатели систем нанесения покрытий с нижней стороны и фиксируются по месту при помощи вакуума (рис. 1). Покрытие в виде ткани или синтетической кожи помещается в одну из половин пресс-форм для декоративного покрытия, на которую уже нанесен слой пеноматериала и клея. В системах для нанесения покрытий эти детали нагреваются и на несколько секунд прижимаются друг к другу, обеспечивая склеивание формованной детали и декоративного покрытия. Перед установкой в дверные панели все детали, на которые наносится покрытие из ткани или кожи, обрабатываются указанным выше способом на обеих системах для нанесения покрытий.

В прошлом для получения требуемого уровня вакуума на машинах использовались вакуумные эжекторы. Этот способ отличался двумя серьезными недостатками:

  1. В некоторых случаях было невозможно создать уровень вакуума, достаточный для надежного удержания деталей по месту. Формованные детали, изготовленные из натуральных волокон, характеризуются разной степенью воздухопроницаемости и размерной нестабильности. Это означало, что недостаточный уровень вакуума не обеспечивал правильное присасывание к держателю пресс-формы и горизонтальное положение деталей. Это приводило к подсасыванию воздуха в эжекторах и дальнейшей их перегрузке. На практике это означало, что слегка искривленные формованные детали не удерживались по месту, а процесс нанесения покрытия не выполнялся. Такие детали приходилось утилизировать в виде отходов.
  2. Четыре соответствующих эжектора потребляли значительным объем сжатого воздуха в качестве источника энергии, обуславливая необходимость использования резервного компрессора. При этом вся система подачи сжатого воздуха неоднократно выходила из строя. Ежедневный расход сжатого воздуха при работе в две смены составлял в среднем 1280 куб. м. С учетом 230 рабочих дней в году и ставки в 16 евро за 1000 куб. м сжатого воздуха, ежегодные расходы на сжатый воздух для обеспечения работы эжекторов составили приблизительно 4700 евро.
     

Перед принятием решения о закупке дополнительного компрессора г-н Карстен Павенштадт обратился в компанию Dr.-Ing. K. Busch GmbH и организовал консультацию с одним из специалистов компании по вакуумным технологиям. Они совместно оценили параметры установленного оборудования и выработали приемлемое решение. Для обеспечения требуемого объема вакуума для обеих систем нанесения покрытий компания Busch порекомендовала использовать кулачковый вакуумный насос Mink MV с частотным управлением. Вначале г-н Павенштадт скептически оценил возможность замены системы из восьми эжекторов на каждой системе нанесения покрытий вакуумным насосом указанного выше типа с приводом от электродвигателя мощностью 2,1 кВт.


Рис. 2: Simplex VO 0080: вакуумная система, состоящая из кулачкового вакуумного насоса Mink MV с частотным управлением и вакуумного резервуара

В конечном счете вакуумная система Simplex VO (рис. 2) была все же установлена в начале 2017 года. Главным компонентом этой системы являлся кулачковый вакуумный насос Mink MV, установленный на вакуумном резервуаре. Автономный режим работы насоса Mink MV и постоянный уровень вакуума в вакуумном резервуаре обеспечивается приводом насоса с регулируемой частотой вращения и датчиком давления на вакуумном резервуаре. Вакуумный насос установлен точно по центру между двумя системами нанесения покрытий и подсоединен шлангами к четырем держателям пресс-форм на каждой машине. Непосредственно на местах подсоединения шлангов перед держателями пресс-форм предусмотрены клапаны, которые открываются сразу же после установки формованной детали в держатель. Скорость откачки кулачкового вакуумного насоса Mink MV настолько высока, что обеспечивает надежное присасывание формованной детали к держателю и удержание ее по месту. Промежуточный вакуумный резервуар обеспечивает мгновенную подачу вакуума требуемого уровня, что обеспечивает значительное ускорение технологического процесса. После прижатия деталей друг к другу и их склеивания клапаны опять закрываются, после чего детали с нанесенным покрытием можно извлечь вручную. .

На практике реальная экономия энергии в результате перехода с эжекторов с приводом от сжатого воздуха на кулачковые вакуумные насосы Mink оказалась выше расчетной. Этого удалось достичь за счет уменьшения требуемой быстроты откачки благодаря ускорению процесса фиксации деталей и обеспечению их идеального положения в держателе пресс-формы. Встроенная система управления, обеспечивающая регулирование в соответствии с фактическими потребностями в вакууме, обеспечила значительную экономию энергии. В среднем показатель использования энергии составляет лишь 20% от средней полной мощности. Результатом перехода с оборудования на эжекторах стало снижение годовых расходов на энергию на 4500 евро, обеспечив показатель расходов на энергию 200 евро в год. 

Благодаря надежной фиксации всех деталей по месту уровень отходов снизился практически до нулевого уровня. Уровень вакуума в обеих системах нанесения покрытий постоянно поддерживается на точно предусмотренном уровне даже при фиксации деформированных деталей или деталей с высокой воздухопроницаемостью. 

Дополнительный вклад в обеспечение максимального уровня экономии затрат вносит обеспечение постоянного уровня вакуума. Теперь работники получили возможность загрузки в машины двух деталей одновременно. При этом детали фиксируются мгновенно. Это обеспечило количественный рост производства.

Руководитель службы ремонта и техобслуживания Карстен Павенштадт очень доволен данным решением, внедренным благодаря сотрудничеству с компанией Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Помимо снижения производственных затрат, он получил современную и безопасную вакуумную систему, практически не требующую техобслуживания и использования каких-либо рабочих жидкостей. Кроме того, за счет отказа от эжекторов удалось снизить уровень шумового воздействия: технология кулачковых вакуумных насосов Mink отличается значительно более низким уровнем шумов. Более того, так как потребности завода в сжатом воздухе обеспечиваются в достаточной степени, отпала необходимость инвестирования средств в дополнительный компрессор.


Категории
Хотите узнать больше?
Свяжитесь с нами (Busch Россия):
+7 495 648 67 26 Связаться