Diehl znacznie zwiększył moce produkcyjne i rentowność poprzez wykorzystanie czyszczenia suchym lodem

Czyszczenie form jest wyzwaniem przy formowaniu bardzo małego, lekkiego (0,8 gram) detalu o filigranowych konturach. Dzięki zastosowaniu systemu do czyszczenia mikrocząsteczkami suchego lodu firma Teltower Diehl Metal Applications GmbH w Niemczech zoptymalizowała jakość produktu, skutecznie oczyściła formę i zaoszczędziła 400 godzin rocznie. Dyspozycyjność zakładu wzrosła o 10%, natomiast zdolność produkcyjna o 500 tyś. wyprodukowanych elementów z tworzyw sztucznych.

Diehl Stiftung & Co. KG jest międzynarodową grupą technologiczną z siedzibą w Norymberdze w Niemczech. Firma zatrudnia około 16,200 osób globalnie w pięciu segmentach. Zakład Diehl Metal jest jednym ze światowych liderów produkujących pręty, rury i profilie, pierścienie wykonane z mosiądzu oraz systemy kompozytowe z metalu i tworzywa sztucznego. Rozwój i produkcja materiałów, technologia formowania i kucia blach, technologia obróbki powierzchni, wykrawania, prasowania, formowania wtryskowego i montażu są w całości wykonywane w ich przedsiębiorstwie.

W zakładzie w Teltow pod Berlinem firma przetwarza z około 850 ton wzmocnionych włóknem, odpornych na wysokie temperatury tworzyw sztucznych, takich jak PPA, PBT, PEI i PA, skomplikowane detale wielofunkcyjne np. dla przemysłu motoryzacyjnego, komunikacji, elektroniki i elektrotechniki. W tym celu produkcja wyposażona jest w 25 wtryskarek, które wytłaczają elementy hybrydowe z tworzyw sztucznych w temperaturach od 120°C do 400°C.

“Czyszczenie form wtryskowych ma zasadniczy wpływ na jakość naszych produktów” - wyjaśnia Nicolas Hofmann, inżynier procesu produkcji z tworzyw sztucznych. “Z jednej strony, aby zachować bardzo wąskie tolerancje rzędu kilku setnych milimetra, z drugiej strony, aby zapewnić najlepszą jakość powierzchni.”

W celu zagwarantowania wysokiej jakości produktu, niekiedy bardzo filigranowe formy były demontowane, czyszczone w kąpieli ultradźwiękowej, a następnie ręcznie obrabiane szczotkami, składane i ponownie montowane na maszynach. Od pierwszego do ostatniego kroku, proces ten wymagał około dwóch zmian, podczas których miał miejsce przestój produkcyjny. Poza stratami w produkcji, wpływ miał również długi czas czyszczenia oraz zwiększone zapotrzebowanie na energię do podgrzania wtryskarek. Ponadto na każdej zmianie przeprowadzano dodatkowo krótkie czyszczenie ręczne szczotkami.

“Pomimo długiego czasu i intensywnego czyszczenia mieliśmy duże problemy z utrzymaniem jakości powierzchni bardzo małych i zaledwie 0,8 gramowych komponentów, produkowanych w wielu wersjach na trzech komorach.” - powiedział Hofmann. “Po wielu analizach usterek i przeprowadzonych testach nasz dostawca materiałów zalecił, abyśmy przeszli na czyszczenie suchym lodem firmy Cold Jet”.

Zakład w Teltow podjął decyzję o przetestowaniu mobilnego urządzenia Cold Jet i3MicroClean. Urządzenie i3MicroClean jest kompaktowym, niskociśnieniowym, elektrycznym systemem czyszczenia suchym lodem z opatentowaną technologią skrawania bloku suchego lodu do wielkości mikrocząsteczek. Mikrocząsteczki suchego lodu są przyspieszane sprężonym powietrzem, aby przeniknąć nawet do bardzo delikatnych konturów i wgłębień zapewniając skuteczną, lecz delikatną obróbkę - nawet na powierzchniach, które są podatne na uszkodzenia. W chwili uderzenia w wyniku wystąpienia efektu kinetycznego i termicznego suchy lód sublimuje - przenosząc się z fazy stałej bezpośrednio do fazy gazowej, natomiast osad, który występował na powierzchni, kruszeje i odrywa się. W celu zapewnienia, że mikrocząsteczki nie uszkadzają filigranowych kształtów, przeprowadzono również testy na ścieralność. W tym celu identyczne powierzchnie metalowe z ostrymi krawędziami i narożnikami zostały poddane obróbce strumieniowo-ściernej piaskiem i mikrocząsteczkami suchego lodu w wyznaczonym czasie. W przypadku powierzchni obrabianych suchym lodem nie zaobserwowano żadnych zmian, ani zarysowań.

“Wyniki testów czyszczenia i ścieralności były tak przekonywujące, że od razu wypożyczyliśmy urządzenie firmy Cold Jet, aby móc natychmiast rozpocząć pracę, aż do momentu, gdy kierownictwo firmy wydało zgodę na inwestycję. ” - powiedział Hofmann.

Urządzenie i3MicroClean z różnymi dyszami do czyszczenia strumieniowego używane jest w Diehl Metal Applications w Teltow od maja 2015 r. Za pomocą dwóch szerokich dysz o średnicy 22 mm i 12 mm oczyszczane są płaskie powierzchnie. Z kolei brud z podcięć, narożników i krawędzi jest skutecznie czyszczony za pomocą dwóch różnych dysz okrągłych. Aplikator jest wyposażony w złącze obrotowe 360°, dzięki czemu wszystkie czyszczone powierzchnie są łatwo dostępne. Zintegrowane diody LED zapewniają optymalne oświetlenie. Ciśnienie czyszczenia i ilość suchego lodu można indywidualnie dostosować do danej powierzchni i stopnia zabrudzenia, co zapewnia najbardziej ekonomiczne wykorzystanie sprężonego powietrza i suchego lodu.

“Teraz możemy czyścić formy bez ich demontażu, w temperaturze roboczej i osiągnąć doskonały rezultat” - powiedział Hofmann.

Czas czyszczenia został skrócony z 16 godzin do jednej. A ponieważ czyszczenie odbywa się teraz bezpośrednio podczas produkcji, pracownicy działu konserwacji narzędzi mają więcej czasu na inne zadania. Dodatkowo krótkie ręczne czyszczenie szczotkami zostało całkowicie pominięte.

“Właściwie kupiliśmy to urządzenie początkowo tylko do zastosowania na maszynie obrotowej”, powiedział Hofmann. “Ze względu na zwiększoną liczbę pracowników w dziale konserwacji narzędzi, zakup maszyny już się zwrócił. Oszczędność czasu jest na poziomie około 400 godzin rocznie, co zapewniło nam okres zwrotu z inwestycji na poziomie około 1,5 roku”.

Ponadto gotowość maszyn na produkcji wzrosła o około 10%, co zwiększyło wydajność o około 500 tyś. wyprodukowanych części rocznie. Zakład produkcji w Teltow wykorzystuje obecnie urządzenie i3 MicroClean do czyszczenia form w 10 wtryskarkach do produkcji trzech różnych komponentów.