Geautomatiseerde vloeistofrecyclingsystemen maximaliseren de levensduur van gereedschap en verlagen tegelijkertijd de bedrijfskosten. Door Mike Hook, Sales & Marketing Director, PRAB
De metaalverwerkende industrieheeft, net als alle productieprocessen, te maken met een aantal marktfactoren die moeilijk, zo niet onmogelijk, te beheersen zijn:
Terwijl een typische economische cyclus gemiddeld elke vier tot vijf jaar van expansie naar recessie overgaat,1 een “2019 Capital Spending Survey” van Gardner Intelligence2 blijkt dat de metaalverwerkende industrie heeft in de periode van 2012 tot en met 2018 verschillende periodes van groei en krimp doorgemaakt.
Sterke operationele planning en strategische kapitaalinvesteringen die de kosten verlagen, zijn twee manieren waarop fabrikanten stabiliteit in hun winst kunnen brengen te midden van marktschommelingen zoals deze. Bijvoorbeeld, metaalbewerkingen die volledig gebruikmaken van schone koelmiddelen om de levensduur van gereedschappen te verlengen, kunnen hun bedrijf in staat stellen om dure gereedschapsaankopen uit te stellen en tegelijkertijd de koelmiddelkosten met maar liefst 75% te verlagen.
Koelmiddel speelt daarin een cruciale rol metaalbewerking smering en het verwijderen van warmte uit de werkzone. Door smering neemt het vermogen dat nodig is om een chip te vormen - en de gegenereerde warmte - af. Koelmiddel voorkomt dat gereedschappen kritische temperatuurbereiken overschrijden tijdens het snijden.
De vloeistof is echter onderhevig aan verslechtering in de loop van de tijd, omdat het vervuild raakt met zwerfolie, metaaldeeltjes en bacteriën. Naarmate de koelvloeistof afbreekt, kan het gereedschap, pompen en opvangbakken op de volgende manieren beschadigen: 3, 4, 5, 6, 7
Als de koelvloeistof niet goed functioneert, snijgereedschappen worden zacht, slijten snel en voldoen niet meer aan de toleranties voor oppervlakteafwerking en onderdeelgrootte als de temperaturen te hoog oplopen.8 Als de koelmiddelconcentratie te laag is, kan het snijgereedschap voortijdig bot worden of zelfs al bij de eerste snede breken.7
Maar de interface tussen snijgereedschap en werkstuk is niet het enige gebied dat wordt beïnvloed door degradatie van koelvloeistof. Trampolie Het is bekend dat mist gevoelige elektronische componenten beschadigt, een steeds belangrijker aandachtspunt in dit digitale tijdperk.6
Repareren of vervangen metaalbewerkingsmachines die voortijdig versleten is door vervuiling van koelvloeistof, of koelmiddel dat niet de juiste concentratie heeft, is duur. Geavanceerde bewerkingssystemen kosten conservatief honderdduizenden dollars, en snijgereedschappen zijn goed voor 3% tot 5% van de totale productiekosten.9
A Moderne machinewerkplaats artikel meldt dat metaalbewerkingsfaciliteiten verliezen geld als ze eerder dan nodig gereedschap kopen. Het artikel stelt:
“De gecombineerde kosten van al het gereedschap in de werkplaats dat is gekocht maar nog niet in gebruik is genomen – zowel gereedschap in gereedschapskisten als gereedschap in de schuur – vormen het bedrag dat de werkplaats heeft gestoken in gereedschap in plaats van dat het ergens anders een rendement oplevert.”
Extra secundaire kosten voor het repareren of vervangen van bewerkingsgereedschappen zijn onder meer:
Andere uitdagingen bij het vervangen of repareren van gereedschap zijn onder meer de behoefte aan oplossingen op maat en de lange levertijden die fabrikanten van apparatuur nodig hebben om het gereedschap/onderdeel te leveren. Modern Machine Shop meldt dat in 2017 en 2018 de vraag naar gereedschapsmachines het aanbod zo ver overtrof dat de gemiddelde levertijden voor een gereedschapswerktuig verhoogd van vier of vijf maanden naar acht maanden tot twee jaar.2
Er zijn back-end-apparatuuroplossingen op de markt die het mogelijk maken metaalbewerking operaties om de controle over hun koelmiddel te nemen via geautomatiseerde filtratie- en recyclingsystemen. Deze oplossingen maximaliseren de levensduur van gereedschappen. Helaas blijft er een misvatting bestaan over de initiële aanschafkosten van apparatuur en de waarde gedurende de levenscyclus van de apparatuur binnen de metaalbewerkingsindustrie. Een productmanager voor een stempel- en tablet-/compressieafdeling van een internationale fabrikant van gereedschapssystemen vat de misvatting bondig samen in een Fabricage & Metaalbewerking artikel:10
“Een ding over verbeteringen is dat ze gepaard gaan met financiële kosten vooraf, en vaak is die initiële investering juist de reden dat ze over het hoofd worden gezien door degenen die niet vooruitdenken om te begrijpen waar de waarde ligt.”
A Moderne machinewerkplaats artikel over gereedschapsverbruik suggereert dat een extra factor de beslissingen over de aanschaf van apparatuur beïnvloedt. Het artikel concludeert dat grote metaalbewerkingsfaciliteiten (met meer dan 100 werknemers) hebben minder financiële beperkingen om te voorkomen dat ze op bijna elk moment nieuwe apparatuur kopen. Maar kleine metaalbewerkingsbedrijven (met 100 of minder werknemers) kopen doorgaans apparatuur omdat ze er direct behoefte aan hebben.2
Het handhaven van het door de fabrikant van het koelmiddel aanbevolen concentratieniveau is essentieel om voldoende smering te bereiken voor de bescherming van de machine en draagt als zodanig in belangrijke mate bij aan het verkrijgen van een maximale levensduur van de machine. gereedschap voor metaalbewerkingKoelmiddelrecyclingapparatuur automatiseert het beheer van de koelmiddelkwaliteit door:
Door filtratie en recycling koelvloeistof leven wordt twee tot vijf keer verlengd11 over typische wisselperioden. Het schone, gerecyclede koelmiddel vermindert het onderhoud van het carter, verbetert de bewerkingskwaliteit en verlengt de levensduur van het gereedschapUit onderzoek blijkt dat de levensduur van gereedschappen aanzienlijk kan worden verlengd, tot wel 25%, met effectieve apparatuur voor het recyclen van koelmiddel.11 Naast een langere levensduur van het gereedschap, Geautomatiseerde vloeistofrecyclingsystemen de kosten voor de aankoop van nieuwe vloeistoffen aanzienlijk verlagen en de kosten voor de verwijdering van gevaarlijk afval verlagen, wat op meerdere manieren ROI oplevert.
Gecentraliseerde koelmiddelrecyclingsystemen verwijderen zwerfolie en zwevende vaste stoffen uit verontreinigde koelvloeistof, bacteriën onder controle houden en de vloeistofconcentratie kunnen aanpassen voor vloeistof herstel. De voordelen voor de bottom line door het toevoegen van een gecentraliseerd systeem omvatten het verlagen van de kosten voor de aankoop van nieuwe vloeistoffen met maximaal 75% en het verlagen van de kosten voor de verwijdering van gevaarlijk afval met maximaal 90%. Door gebruik te maken van een koelvloeistofmanager in combinatie met een gecentraliseerd recyclingsysteem kan koelvloeistofranzigheid voorkomen door ozon te injecteren. Deze recyclingsystemen kan de levensduur van gereedschap verlengen en een werkplaats helpen de aankoop van nieuw gereedschap met 25% te verminderen.
Papierbedfilters blikje Verleng de levensduur van gereedschap met gemiddeld 27%, verbetert de oppervlakteafwerking en verlengt de levensduur van het koelmiddel door vaste stoffen en andere materialen uit alle vrijstromende industriële procesvloeistoffen te verwijderen. Standaard papierbedfiltratiesystemen zijn beschikbaar met stroomsnelheden tot 130 GPM en verschillende klassen van filterstof. Dit maakt aanpassingen van de micronhelderheid mogelijk om optimale verwijdering van ferro en non-ferro metalen evenals organische en anorganische verontreinigingen, zoals vuil, glas, rubber en plastic.
Magnetische scheiders verlengen ook de levensduur van gereedschappen en zijn zeer geschikt voor processen waarbij ijzerhoudende verontreinigingen zijn vermengd met koelmiddelen op waterbasis or rechte snijoliën. Ze gebruiken ferriet met hoge intensiteit of zeldzame aardmagneten in een volledig onder spanning staande roterende trommel om continu ijzerdeeltjes uit de vloeistofstroom te verwijderen, wat de machine-uitvaltijd met wel 50% kan verminderen, een belangrijke bijdrage aan een gezonde winstmarge. Deze systemen worden vaak gebruikt als voorfilter om te voorkomen dat verontreinigingen de volgende filtratieapparatuur.
Trommel-type schraper separatoren verleng de levensduur van snijgereedschappen en zorgen voor een schonere oppervlakteafwerking door hoogwaardige scheiding van aluminium, non-ferrometalen en composietmaterialen. Deze units verleng de levensduur van het koelmiddel, verminder de aankoop van nieuwe koelvloeistof, en Verleng de levensduur van de koelvloeistofpomp door het risico op verstopping van de koelmiddelleidingen te verkleinen.
Centrifuges met vaste kom verleng de levensduur van koelmiddel en gereedschap, en ikVerbeter de oppervlakteafwerking van het componentonderdeel. Dit industriële centrifuge scheidt effectief vaste stoffen van vloeistoffen in metaalverwerkingstoepassingen waarbij het verwijderen van fijne deeltjes belangrijk is voor recycling- en hergebruikdoelen. Het biedt hoogwaardige scheiding vloeistof/vaste stof voor alle soorten deeltjes, waaronder metalen, ferro-, non-ferro- en niet-metalen vaste stoffen. Centrifuges zijn verkrijgbaar in stijlen die zelfreinigend of handmatig gereinigd zijn.
Vacuümfiltratie systemen verlengen de levensduur van gereedschappen met elimineren van een hoog slibvolume geproduceerd in bewerkingscentra en slijptoepassingen. Systemen variëren van standaard kant-en-klare units tot op maat gemaakte ontwerpen, met filtratiemogelijkheden tot 3,000 GPM voor efficiënte, grote volumes vloeistoffiltratie.
Verwijder automatisch vrij zwevende en mechanisch verspreide zwerfolie, bacteriën, slijm, omgekeerde emulsies en meer uit afzonderlijke machineputten, centrale systemen en wastanks met afscheiders voor zwerfolie. Deze apparatuur elimineert de noodzaak om werknemers handmatig olie uit de spoeltanks of machineputten te laten zuigen, en is in staat om zwerfolie in één keer tot minder dan 1% te reduceren. Extra voordelen zijn onder andere het verlagen van de kosten voor de aankoop van nieuwe vloeistoffen tot 75% en het verminderen van de volumes gevaarlijk afval tot 90%.
Fabrikanten die zich houden aan vervangingsschema's voor apparatuur om voortijdig verminderde gereedschapslevensduur te beheren, kunnen onverwachte downtime minimaliseren, maar ze realiseren zich niet de volledige waarde van hun gereedschap. Bewerkingsbedrijven die investeren in back-endsystemen zoals een vloeistofrecyclingsysteem, verlagen de bedrijfskosten en vergroten tegelijkertijd de waarde van hun activa.
Vloeistofrecyclingsystemen zijn aangetoond dat ze de levensduur van gereedschap verlengen en de aankoop van nieuwe koelmiddelen aanzienlijk verminderen. Als de verwachtingen van uw faciliteit zijn om 10 tot 15 jaar service te verkrijgen van metaalbewerkingsmachines, gerecyclede koelvloeistof kan helpen om voortijdige slijtage te voorkomen en twee tot drie jaar aan de levensduur van het systeem toe te voegen. Twee tot drie extra jaren van service tijdens gunstige marktomstandigheden bieden fabrikanten de mogelijkheid om die besparingen te investeren in andere productieverbeteringen. Een paar extra jaren van service tijdens een recessie kunnen het uitstellen van kapitaalinvesteringen toestaan tot een tijd van gunstigere marktomstandigheden. In beide scenario's zal de winst verbeteren en zal de faciliteit klaar zijn voor alles wat de toekomst brengt.
Mike Hook is de Sales & Marketing Director voor PRAB en heeft meer dan 15 jaar ervaring in mechanisch ontwerp en toepassing. PRAB is een toonaangevende fabrikant van ontworpen transportbanden en apparatuur voor het verwerken van draaisels, spanen en metaalbewerkingsvloeistoffen. PRAB ontwerpt en bouwt ook industriële afvalwaterrecyclingsystemen.
1 Investopedia, Wat is een gemiddelde duur van een op- en neergangcyclus? – https://www.investopedia.com/ask/answers/071315/what-average-length-boom-and-bust-cycle-us-economy.asp
2 Moderne machinewerkplaatsen, werkplaatsen buiten de kerngroep van kopers stimuleren de consumptie van gereedschapsmachines – https://www.mmsonline.com/blog/post/shops-outside-the-core-are-driving-machine-tool-consumption
3 MRO, 5 redenen om de koelvloeistof van uw machine schoon te houden – https://www.mscdirect.com/betterMRO/metalworking/5-reasons-keep-machining-coolant-clean
4 Carbide Processors Inc., Waarom koelmiddel onbruikbaar wordt – http://www.carbideprocessors.com/pages/machine-coolant/why-coolant-becomes-unusable.html
5 Acculube, bewaking en controle van de koelmiddelconcentratie – https://www.acculube.com/lubricant-monitoring-controlling.htm
6 Productiebewerking, beheer van metaalbewerkingsvloeistoffen en beste praktijken – https://www.productionmachining.com/blog/post/metalworking-fluid-management-and-best-bractices
7Carbide Processors Inc., Wat doet machinekoelmiddel – http://www.carbideprocessors.com/pages/machine-coolant/what-machine-coolant-does.html
8Moderne machinewerkplaats, geïntegreerd gereedschapsbeheer – https://www.mmsonline.com/articles/integrated-tool-management
9Fabricage & Metaalbewerking, Metaalstempelindustrie Projecties 2019 – http://www.fabricatingandmetalworking.com/2018/11/metal-stamping-industry-projections-for-2019/
10AdvancedManufacturing.org, beheer van koelvloeistof en chips in de werkplaats – https://advancedmanufacturing.org/managing-shop-coolants-chips/
(800) 968-7722
(800) 493-3462