Rätt val av vakuumteknik ger hög ekonomisk effektivitet

Rätt val av vakuumteknik kan ge stora kostnadsbesparingar på många områden inom plastindustrin. Röchling Automotive Germany SE & Co. KG gjorde en kritisk granskning av ett befintligt vakuumsystem som användes för fasthållning av delar för laminering vid deras anläggning i Wolfsburg. Tillsammans med firman Dr.-Ing. K. Busch GmbH fann man en ny lösning som kommer att ge besparingar på mer än tio gånger investeringskostnaden.
Bild 1: Lamineringssystem med fyra gjutformshållare för produktion av delar för invändiga dörrpaneler till fordonsindustrin. De gjutna delarna som är tillverkade av naturliga polypropylenfibrer sugs fast upptill, medan textilskikten placeras undertill och täcks med ett skumskikt och fästmaterial
Bild 1: Lamineringssystem med fyra gjutformshållare för produktion av delar för invändiga dörrpaneler till fordonsindustrin. De gjutna delarna som är tillverkade av naturliga polypropylenfibrer sugs fast upptill, medan textilskikten placeras undertill och täcks med ett skumskikt och fästmaterial

Inom plastindustri och bearbetning används vakuum på många sätt. Därför är det ofta mödan värt att titta närmare på företagets processer och vilka vakuumsystem som används. Såväl processer som system kan ofta optimeras så att de bli mer ekonomiskt effektiva och tillförlitliga. Karsten Pavenstädt, chef för underhåll och reparationer på anläggningen i Wolfsburg, ville optimera sitt befintliga vakuumsystem för två lamineringssystem och lyckades sänka kostnaderna betydligt genom en enkel lösning.

I den här Röchling-fabriken tillverkas invändiga dörrpaneler till bilar. Två lamineringssystem ger stödkonstruktionen ett dekorativt utseende. Detta åstadkoms genom att de prefabricerade stödstrukturerna placeras underifrån i lamineringssystemens hållare och hålls fast med hjälp av vakuum (bild 1). Ytskiktet av textil eller läderimitation placeras i de motsatta gjutformarna. I detta skede har redan ett skikt med skum och fästmaterial applicerats på täckmaterialet. Delarna värms upp av lamineringssystemen och pressas sedan samman i några sekunder så att den gjutna delen och täckmaterialet limmas ihop av fästmaterialet. Alla delar som ska täckas med textil eller läder produceras på det här sättet i de båda lamineringssystemen innan de monteras på dörrpanelerna.

Tidigare användes ejektorer för att producera nödvändigt vakuum. Den metoden hade två stora nackdelar:

  1. Det gick inte alltid att producera ett så kraftfullt vakuum som behövdes för att hålla fast delarna ordentligt. De gjutna delarna består av naturliga fibrer vilket gör att de i olika grad är luftgenomsläppliga och därmed inte dimensionsstabila. De kunde därför inte alltid sugas fast i gjutformens hållare på rätt sätt eftersom vakuumet inte var tillräckligt kraftfullt och de blev således inte rätt justerade. Följden blev också att läckluft från ejektorerna sögs in vilket gjorde att ejektorerna överbelastades ytterligare. I praktiken ledde det till att gjutna delar som inte vara helt raka inte kunde hållas fast och de gick därför inte att laminera. Dessa delar kasserades som avfall.
  2. Var och en av de fyra ejektorerna förbrukade också stora mängder tryckluft som energikälla, till och med så mycket att en extra kompressor krävdes och att hela tryckluftssystemet ofta gick sönder. Konsumtionen av tryckluft per dag med två skift var i genomsnitt 1 280 kubikmeter. Med 230 produktionsdagar om året och en kostnad på 16 euro per 1 000 kubikmeter tryckluft, blev det en kostnad på cirka 4 700 euro per år för den tryckluft som krävdes för driften av ejektorerna.
     

Innan Karsten Pavenstädt bestämde sig för att köpa ytterligare en kompressor kontaktade han Dr.-Ing. K. Busch GmbH och bad om råd från en av företagets vakuumspecialister. Tillsammans undersökte de alla aktuella parametrar och tog fram en lämplig lösning. Busch rekommenderade en frekvensstyrd Mink MV klovakuumpump för tillförsel av nödvändigt vakuum till de båda lamineringssystemen. Pavenstädt var inledningsvis tveksam till om denna typ av vakuumpump, som drivs med en motor på 2,1 kilowatt, verkligen skulle kunna ersätta alla de åtta ejektorer som krävdes för varje lamineringssystem.


Bild 2: Simplex VO 0080: Vakuumsystem med frekvensstyrd Mink MV klovakuumpump och vakuumkärl

Slutligen installerades ett Simplex VO vakuumsystem (bild 2) i början av 2017. Systemet består huvudsakligen av en Mink MV klovakuumpump som är monterad på ett vakuumkärl. Eftersom vakuumpumpen har en drivenhet med variabel hastighet och en tryckbrytare på vakuumkärlet, sköter Mink MV sig själv och ser till att hålla vakuumnivån inuti vakuumkärlet på en konstant nivå. Vakuumpumpen placerades mellan de båda lamineringssystemen och anslöts med slangar till de fyra gjutformshållarna på varje maskin. Precis framför gjutformshållarna finns ventiler i slangkopplingarna, som öppnas när en gjuten del placeras i hållaren. Mink MV klovakuumpumpen har så hög pumphastighet att den gjutna delen hålls fast hårt i hållaren utan att lossna eller förflytta sig. Det mellanliggande vakuumkärlet ser till att nödvändig vakuumnivå skapas omedelbart, vilket gör processen avsevärt snabbare. När delarna har pressats samman och limmats ihop stängs ventilerna igen och de laminerade delarna kan tas bort av operatören. 

De energibesparingar som beräknades vid övergången från ejektorer drivna med tryckluft till en Mink klovakuumpump blev i praktiken ännu högre. Orsaken till det är att pumphastigheten kan vara lägre eftersom fasthållningen sker så snabbt och eftersom delarna hålls i perfekt position i gjutformshållaren. Eftersom systemet har en inbyggd efterfrågestyrd styrning regleras effekten direkt vid behov och i genomsnitt krävs bara 20 procent av den fulla effekten. Den årliga energikostnaden blir 200 euro, vilket motsvarar energibesparingar på 4 500 euro jämfört med de gamla ejektorerna.  

Det blir praktiskt taget inget avfall eftersom alla delar hålls fast i rätt position och de båda lamineringsmaskinerna alltid får precis rätt vakuumtillförsel, också när delarna som ska hållas fast inte är helt raka eller släpper igenom mycket luft. 

Med en konstant vakuumnivå som alltid är tillgänglig går det också att göra andra besparingar. Nu kan operatörerna placera två delar i taget i maskinen för laminering, och delarna sugs omedelbart fast. Det ökar den producerade volymen.

Karsten Pavenstädt, chef för underhåll och reparationer, är mycket nöjd med lösningen som han infört i samarbete med Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Förutom kostnadsbesparingarna har de nu tillgång till ett modernt och säkert vakuumsystem som är i stort sett underhållsfritt och som drivs utan drivvätskor. Bullret från ejektorerna som satt direkt på lamineringssystemen har också eliminerats. Eftersom Mink klovakuumpumpar är betydligt tystare än ejektorer, blir det betydligt mindre buller vid arbetsstationerna. Han behöver inte heller investera i ytterligare en kompressor eftersom anläggningens tryckluftssystem nu räcker för behoven.


Kategorier
Vill du veta mer?
Kontakta oss direkt (Busch Sverige)
+46 (0)31 338 00 80 Kontakta oss