Absolut precision vid CNC-fräsning tack vare vakuum

Energibesparingar på 3 500 kWh per år, nästan inget underhållsarbete och möjlighet att använda spillvärme för att värma upp byggnader. Lägg sedan till kompromisslös precision. Maskinteknikföretaget Lorenz Hoffmann drar på många sätt nytta av att konvertera vakuumförsörjningen till CNC-maskinerna till en torrgående klovakuumpump från Busch Vacuum Solutions.

Fräsverktyget startar, kylmedel sprutar ut, metallspån flyger omkring. I produktionshallen hos Lorenz Hoffmann GmbH förflyttas fräsverktyget med millimeterprecision över ett metallstycke som fixeras med hjälp av vakuum. Företaget från Kressberg söder om Würzburg leds av Andreas och Christina Hoffmann i andra generationen. De använder CNC-fräsmaskiner med hög precision i sin moderna maskinpark för att tillverka prototyper, till exempel för maskinkonstruktion. Dessa CNC-maskiner styrs av program som skrivits specifikt för tillverkning av enskilda arbetsstycken. De gör det möjligt för Lorenz Hoffmann GmbH att tillverka maskinkomponenter med så små toleranser att de är mindre än tjockleken på ett mänskligt hårstrå. För att möjliggöra detta roterar fräsverktygen med upp till 40 000 rotationer per minut när de rör sig längs de angivna konturerna. Komplexa geometriska föremål skapas från metallämnena. För att uppfylla de högsta precisionskraven vid fräsning får arbetsstyckena inte glida med ens en hundradels millimeter under fräsningsprocessen. Därför fixeras de med hjälp av vakuum. För att göra detta använder medarbetarna speciella vakuumklämplattor som är anslutna till vakuumpumpar.

Prototyper, småserieproduktion och monteringsfärdiga komponenter
På det här sättet har Lorenz Hoffmann GmbH med sina 40 medarbetare i över fyrtio år tillverkat prototyper, produktion i små serier och monteringsfärdiga komponenter för olika branscher. Dessa inkluderar maskinkonstruktion, fordonsindustrin och medicinsk teknologi samt trä- och livsmedelsindustrin. För att flexibelt kunna uppfylla alla kundkrav utvecklar de erfarna ingenjörerna och teknikerna ständigt processerna och teknikerna. Absolut precision är nyckelfaktorn för den höga kvaliteten som har gjort företaget ledande inom tillverkning av enskilda delar, prototyper och små serier. Därför är det viktigt att klämma fast arbetsstyckena säkert med hjälp av vakuumteknik från Busch Vacuum Solutions. Dessutom resulterar användningen av vacuum för fastspänning i en enorm reducering av installationskostnaderna.

Lägre energiförbrukning, högre kvalitet
Företaget hade tidigare använt en egen vakuumpump på var och en av sina fyra CNC-fräsmaskiner. Verkställande direktör Andreas Hoffmann ville optimera vakuumförsörjningen i verksamheten och ersatte därför de fyra oljesmorda lamellvakuumpumparna med en enda COBRA PLUS torrgående klovakuumpump. Den är ansluten till de fyra fräsmaskiner via rörledningar, baserat på råd från Busch-vakuumexperter. ”Inköpet av COBRA har sparat oss 3 500 kWh per år jämfört med de fyra oljesmorda lamellvakuumpumparna vi använde tidigare – och med ännu bättre effekt”, säger Hoffmann. Detta beror på att COBRA PLUS är varvtalsreglerad, så den anpassar effekten till det faktiska behovet och förbrukar därför mindre energi än en oreglerad vakuumpump, vars motor alltid går med fullt varvtal. ”COBRA regleras automatiskt och levererar alltid exakt den effekt vi behöver. Om bara en fräsmaskin används arbetar COBRA med lägre varvtal än om flera fräsmaskiner är igång samtidigt”, förklarar Hoffmann. Dessutom är COBRA PLUS en fullt uppkopplad vakuumpump med sofistikerade styrnings- och övervakningsfunktioner. En pekskärm i färg visar till exempel effektförbrukning, vakuumnivå och motorns varvtal. Andreas Hoffmann är glad över att hela tiden kunna hålla koll på vakuumförsörjningen.

Bättre arbetsförhållanden, lågt underhåll
Alla COBRA skruvvakuumpumpar från Busch arbetar helt beröringsfritt, vilket innebär att de inte kräver någon olja i kompressionskammaren. ”Sedan vi bytte till COBRA behöver vi inte längre byta olja, utblåsfilter eller andra filter. Detta sparar cirka fyra arbetsdagar per år för underhåll. Hittills har COBRA körts utan några funktionsstörningar och det har inte behövts något underhåll alls”, säger den verkställande direktören. Dessutom genererar driften av en COBRA PLUS betydligt mindre buller än de fyra gamla vakuumpumparna. Sedan de byttes ut mot COBRA har produktionshallen blivit betydligt tystare. För medarbetarna innebär det en markant förbättring av arbetsförhållandena. ”Tidigare kördes upp till fyra pumpar med 72 decibel vardera. COBRA genererar 63 decibel. Det är därför bara hälften så hög bullernivå idag och alla kan arbeta mycket bekvämare”, säger Hoffmann.

Använda spillvärme för uppvärmning av byggnader
För Andreas Hoffmann är det viktigt att producera så hållbart och energieffektivt som möjligt. Han försöker alltid hitta sätt att förbättra. Genom att byta till COBRA fick han möjlighet att använda spillvärmen från den nya vakuumpumpen för uppvärmning. För detta ändamål har han och hans team utvecklat ett värmeåtervinningssystem. ”COBRA har vattenkylning. Det uppvärmda kylvattnet passerar genom en luftvärmare. Det är så här vi värmer upp vår produktionshall”, förklarar den verkställande direktören. Denna luftvärmare innehåller en fläkt och en uppvärmningsslinga som kyler ned vattnet så att det kan användas igen i COBRA. Det innebär att företaget behöver betydligt mindre eldningsolja för uppvärmning. ”På sommaren leder vi bort spillvärmen utomhus. På vintern stannar den kvar i tillverkningsanläggningen. Det gör att det nu är märkbart svalare i produktionshallen, även under den varma årstiden. Tidigare blev det alltid ganska varmt i produktionshallen på sommaren, tillägger han.

Ersättning tack vare BAFA-finansiering
Tyskland främjar för närvarande energieffektiva teknologier i landet, så experter från Busch hjälpte företaget att lämna in en bidragsansökan till Bundesamt für Wirtschaft und Exportkontrolle (BAFA). Detta ledde till att Lorenz Hoffmann GmbH fick ersättning för 40 % av inköpskostnaden för den nya vakuumpumpen.