Vakuum inom träbearbetning – del 3
I de båda senaste utgåvorna utforskade vi detaljer om vakuumteknik i allmänhet och hänvisade till de olika möjligheterna för vakuumgenerering i synnerhet. Men hur ser det ut i vardagen? Vad ska du tänka på och hur kan vakuumförsörjningen optimeras? Insikten att ”vakuumet är för svagt för att hålla mitt arbetsstycke” korrelerar inte alltid med prestandan hos den installerade vakuumpumpen. Därför vill vi ge dig några tips och tricks för installation, drift och underhåll av vakuumförsörjningen.
Det finns vanligtvis tre olika fastspänningsmetoder som används med vakuum på olika CNC-maskin eller bearbetningscentra:
- Rasterbord
- 1. Ett arbetsstycke läggs direkt på en tät yta, spänns fast och bearbetas.
- 2. En mall eller annan anordning sugs fast på eller fästs mekaniskt på rasterbordet och det faktiska arbetsstycket spänns fast och bearbetas på den.
- Nesting på rasterbord
En luftgenomsläpplig skiva, vanligtvis tillverkat av MDF, ligger på rasterbordet och hålls fast av vakuumet. Arbetsstycket läggs på denna MDF-skiva och sugs fast genom MDF-skivan. Man kan använda en andra skiva som skyddsskiva.
- Konsoler med vakuumblock
I stället för ett storskaligt bearbetningsbord består detta system av individuella konsoler som kan monteras beroende av arbetsstyckets form. Dessa konsoler är utrustade med sugproppar (vakuumblock). Arbetsstycket ligger ovanpå dessa vakuumblock, sugs fast och hålls fast av dem. Alla vakuumblock är anslutna till vakuumförsörjningen via interna rörledningar.
Som en allmän regel kan man anta att större vakuumpumpar måste användas för nestingmetoden, dvs. vakuumpumpar med högre pumpkapacitet. Detta beror på att vakuumpumparna ständigt suger ut luft genom hela MDF-skivans yta och att MDF-skivan oftast inte är helt täckt av ett arbetsstycke. Så under hela bearbetningen måste vakuumpumpen suga ut mer luft än vad som krävs för den faktiska fastspänningen. Denna extra sugyta förekommer inte på konsoler med vakuumblock eller de som använder direkt fastspänning på rasterbord.
Installation av vakuumpumpen
För alla vakuumfastspänningsprocedurer bör vakuumpumpen installeras så nära eller om möjligt bredvid eller i bearbetningsutrustningen för att uppnå kortast möjliga ledningar mellan fastspänningsutrustningen och vakuumpumpen. Detta beror på att vakuumpumpen förutom att suga ut luften mellan arbetsstycket och ytan det vilar på (rasterbord, MDF-skiva eller vakuumblock) även måste suga ut hela volymen i rörledningarna eller rören. Risken för läckage ökar med längden på ledningarna och antalet ventiler, röranslutningar, kopplingar, böjar osv. Detta innebär att luft som tränger in genom läckage också måste sugas ut av vakuumpumpen.
TIPS: Om du själv behöver installera slangar mellan spännanordningen och vakuumpumpen rekommenderar vi att du absolut undviker hampa som tätningsmedel. Vakuum extraherar fukten i hampan, vilket gör att den snabbt torkar ut och förlorar sin tätningseffekt. Därför bör teflontejp användas som tätningsmaterial mellan kopplingar och rör.
Rörens diameter är en extremt viktig aspekt som måste tas i beaktande. Den får aldrig vara mindre än vakuumpumpens inloppsfläns. Detta beror på att vakuumpumpen bara kan suga ut så mycket luft som får plats genom den smalaste delen av röret under en viss tid. Att byta ut den befintliga vakuumpumpen mot en större och kraftfullare skulle inte ha någon positiv effekt alls på fastspänningskraften om rören är för smala. Snäva svängar eller böjar i rören bör undvikas när det är möjligt, eftersom de påverkar luftflödet negativt.
Täthet hos tätningen för vakuumförsörjningen
Ju tätare tätningen av vakuumförsörjningen är, desto effektivare kan en vakuumpump arbeta. Detta gäller inte bara rörledningar eller rör, utan även själva spännanordningen. Direkt fastspänning på rasterbordet Under denna process bör man vara noga med att täta ytan under arbetsstycket noggrant och fullständigt med ett tätningsmedel, så att arbetsstycket helt täcker den tätade ytan och ligger direkt ovanpå det tätade området. Det är även viktigt att säkerställa att en eller flera åtkomstpunkter till vakuumförsörjningen endast är öppna på den inre delen av den tätade delen av rasterbordet. Se till att alla sughål i bordet som kan befinna sig utanför det tätade området är täta. Fastspänning med mallar på rasterbord Om mallen ska fastspännas med undertryck måste den tätas enligt ovan. Mekanisk fastspänning är också möjlig. Arbetsstyckets stödyta inom själva mallen måste i sin tur vara ordentligt och fullständigt tätad med tätningsband. Nestingmetod Som beskrivits ovan finns det alltid prestandaförluster på grund av läckage om en större del av MDF-skivan inte täcks av ett arbetsstycke när man använder nestingmetoden.
TIPS: Genom att placera en lufttät skiva, matta eller film på ytan kan vara till stor hjälp i den här situationen.
Vid användning av nestingmetoden bör även MDF-skivan som används som skyddskretskort kontrolleras med avseende på luftgenomsläpplighet. Luftgenomsläppligheten kan variera beroende på skivans tillverkare, användning av harts och sågspånets sammansättning. Det kan vara nödvändigt att testa olika skivor för att hitta det perfekta materialet. MDF-skivor pressas med hjälp av värme under tillverkningen. Detta gör ytan mindre porös och luftgenomsläpplig än insidan av skivan.
TIPS: Använd en andra MDF-skiva och fräs ut arbetsstyckets konturer. Då är skivan mer luftgenomsläpplig där arbetsstycket är, och spännkraften bör vara effektivare eftersom mer luft sugs ut där än på skivans återstående yta.
Konsoler med vakuumblock Vid arbete med konsoler och vakuumblock ska man alltid se till att alla vakuumblock ligger säkert på hela arbetsstyckets yta så att inte läckageluft kan sugas ut. Vakuumblock som inte används ska kopplas bort från vakuumförsörjningen eller tas bort helt.
Vakuumpumpens installationsplats
Som nämnts ovan bör vakuumpumpen placeras så nära bearbetningsutrustningen som möjligt eller byggas in i den för att säkerställa att rörlängderna är så korta som möjligt. I detta fall bör dock god åtkomlighet till vakuumpumpen beaktas för att säkerställa att eventuella inspektioner och underhållsarbeten kan utföras. Vidare bör man vara uppmärksam på att säkerställa en tillräcklig friskluftstillförsel, åtminstone där luftkylda vakuumpumpar används. Undvik kraftig nedsmutsning. Moderna vakuumpumpar har en slät yta som är lätt att rengöra med låga yttemperaturer. Det räcker att regelbundet blåsa bort damm eller spån med komprimerad luft. Vissa vakuumpumpar kan också ha mycket heta ytor på nära 100 °C. Det finns risk för att damm eller spån självantänder. I dessa fall är det särskilt viktigt att regelbundet kontrollera hur smutsig vakuumpumpen är och hålla den ren. Underhåll av vakuumpumpen
Alla vakuumpumpar bör generellt ha ett uppströmsfilter (inloppsfilter) som förhindrar att damm eller andra partiklar eller vätskor kommer in i vakuumpumpen. Beroende på mängden damm måste filtret rengöras regelbundet. Det räcker vanligtvis att använda komprimerad luft för att blåsa ut partiklar ur filterelementet. TIPS: Se till att filtret monteras i horisontell position. Detta säkerställer att damm inte kan komma in i vakuumpumpen när filtret öppnas eller filterelementet tas bort.
Oljesmorda lamellvakuumpumpar Oljenivån ska kontrolleras visuellt regelbundet. Vid behov ska olja fyllas på . Om oljan blir svart ska ett oljebyte utföras. Filterelementen och oljan ska bytas minst en gång per år (två gånger per år om vakuumpumpen används i treskiftsdrift).
Vätskeringvakuumpumpar Vattennivån bör kontrolleras varje dag och fyllas på vid behov. Var uppmärksam på hur smutsigt vattnet är. Om det bildas slam bör vattnet bytas ut och vattenkretsen rengöras. Om samma vatten även används för att kyla axeln måste även kylvätskeledningarna rengöras.
Torrgående lamellvakuumpumpar Eftersom lamellerna utsätts för permanent slitage måste de inspekteras regelbundet. Större vakuumpumpar (≤100 m3/h) måste inspekteras var sjätte månad. Under processen öppnas vakuumpumpen och lamellängden och lamelltjockleken kontrolleras. Om denna inspektion inte utförs finns det risk för att en lamell går sönder, vilket kan leda till att vakuumpumpen helt slutar fungera.
TIPS: Om torrgående lamellvakuumpumpar körs kontinuerligt bör det alltid finnas en reservpump tillgänglig för byte vid fel på grund av trasiga lameller.
MINK klovakuumpumpar Principen för beröringsfri kompression säkerställer att det inte sker något slitage inuti vakuumpumpen och att inga reservdelar behövs. Dessa vakuumpumpar har dock en synkroniserad växellåda som är separat från kompressionskammaren. Oljenivån ska inspekteras visuellt en gång i månaden genom synglaset för olja. Ett oljebyte krävs senast efter 20 000 driftstimmar. I praktiken rekommenderas ett årligt byte av växellådsolja vid treskiftsdrift.
Styrning
Vakuumpumpens styrsystem är normalt integrerat i maskinens kontroller. I det här fallet appliceras undertryck via en ventil under fastspänningen. Efter avslutad bearbetning ventileras sedan spännanordningen igen för att ta bort arbetsstycket. Vakuumpumpen arbetar konstant under hela processen. Vid längre driftstörningar eller klämtider bör man överväga om det är möjligt att ha en buffertvolym genom ytterligare installation av ett vakuumkärl, så att vakuumpumpen automatiskt stängs av när sluttrycket har uppnåtts och sedan slås på igen när ett förinställt tryck har uppnåtts. Ur ett energibesparingsperspektiv är det bästa valet att använda en frekvensstyrd vakuumpump. Tack vare den variabla hastigheten kan den ställas in automatiskt för att uppfylla kraven och förbrukar därmed endast den energi som faktiskt behövs för fastspänningen. Råd från en vakuumspecialist krävs för att optimera systemet för kontroll.