Az egyedi felhasználási célokra és tisztasági követelményekre megfelelő szállítószerkezet azonosítása

(Forrás: Kögel GmbH)

(Forrás: AUER Packaging GmbH)

(Forrás: Kögel GmbH)

(Forrás: Kögel GmbH)

(Forrás: Kögel GmbH)

A mai ipari alkatrészek, például az autóiparban, egyre nagyobb terhelésnek vannak kitéve, szorosabb toleranciákat és finomabb kialakítást igényelnek – miközben a anyag- és gyártási költségek növekedése mellett. Az egységek érzékenyen reagálnak a legkisebb szennyeződésekre is, így már egyetlen részecske is meghibásodáshoz vezethet. Ezen háttérrel a gyártási folyamat során a alkatrészek tisztasága kiemelt jelentőséget kap. A gyártóvállalatok fokozatosan felismerik, hogy ez egy értéknövelő folyamat, amely elengedhetetlen a vevői követelmények teljesítéséhez.

A gyártóknak ezért már korán meg kell határozniuk minden olyan tényezőt, amely potenciálisan szennyeződést okozhat az alkatrészeken, pontos tisztasági követelményeket kell meghatározniuk, és az optimális szerkezeti kialakítást kell kiválasztaniuk. Miután a megmunkálási eljárásokat kiválasztották, levezethetik a gyártási maradványok, például forgácsok vagy hűtő-kenőanyagok szennyeződéseinek kialakulását, és megtervezhetik a szükséges eljárásokat a technikai tisztaság eléréséhez.

Feladatok szállítástól a tisztításig

Mivel minden alkatrész végigmegy a gyártási folyamatokon, és a megkívánt tisztasági értékek mellett kell összeszerelni, különösen fontos a szállítókészítmények megfelelő kialakítása, a csomagolás és a tisztítási berendezések technológiája, valamint a felhasznált tisztítószerek. A szállítókészítmények feladata, hogy a részeket úgy vegyék fel, hogy azok veszteség nélkül és sérülés nélkül jussanak el az első gyártási lépéstől a következőkhöz, végül a szereléshez, a megkívánt tisztasággal.

A gyártási lépések során a szállítókészítmények különböző feladatokat látnak el. Ezek közé tartozik a puszta szállítás, a következő gyártási lépéshez való pozícionálás, valamint a részek rögzítése a tisztításhoz. Mivel minden átállás vagy más szállítókészletre való áthelyezés során fennáll a sérülés vagy újra szennyeződés veszélye, célszerű részletesen megismerni a kínált szállítókészítő és csomagoló rendszereket. Ideális esetben egy szállítókészítményen keresztül haladnak át a részek, így elkerülhető a további szennyeződés.

A szállítókészítmény optimális kialakításához különösen az alábbi projektparamétereket kell meghatározni:

- Az alkatrész geometriája
- Az alkatrész súlya
- Átfolyás
- Gyártási eljárás
- Megkövetelt tisztaság
- Tisztítógép és tisztítószer
- Kezelő- / betöltő rendszerek

Amennyiben a vállalatnál már rendelkezésre áll tisztítógép, a további vizsgálatokhoz hasznosak a következő adatok:

- A tisztítókosár méretei (a szállítókészítmény külső méretei)
- A szállítókészítmény szükséges anyaga (alkalmas vízben vagy oldószerekben történő tisztításhoz)
- Kezelő- / betöltő rendszer (a berendezésen és/vagy a gyártásban)
- Azonosítási mód a berendezésen és/vagy a gyártásban (pl. vonalkód vagy RFID)

A geometriából és a felületekhez meghatározott tisztasági értékekből látható, hogy az alkatrészek szemcsés vagy sorozatgyártásra való tisztítására alkalmasak-e, vagy szükséges-e külön kezelni őket.

Szemcsés anyag: Számos tárolóeszköz áll rendelkezésre

A szemcsés anyag általában szabványos kosarakban tisztítható a megfelelő hálózati mérettel vagy szakosított tárolóállványokban, finom hálós szemcsés anyaggal kombinálva. Gyakori szállítókészítők például lemezládák zárt vagy lyukasztott formában, galvanizált vagy rozsdamentes acélból. Ez egy költséghatékony és tartós megoldás. Ezek a ládák már régóta használatosak a szállításhoz és a részek tisztításához egyaránt. Hátrányuk, hogy a részecskék a nagy zárt felületek és élek miatt nem távolíthatók el biztonságosan a tisztítókosárból. Csak akkor alkalmasak, ha nem szükséges meghatározott tisztasági követelmény.

Egy másik lehetőség a műanyag ládák. Ezek zárt kivitelben – ún. kiszerelési egységek (KLT) – vagy fogantyúnyílásokkal rendelkeznek. Szinte kizárólag szállításra és tárolásra használják, és a fedeles változat kiválóan alkalmas csomagolásra, hogy a szállítókészítményeket alkatrészekkel környezetvédelmi hatások kizárásával kezeljék.

Emellett a perforált műanyag kosarak egyre inkább elterjedtek alacsony költségük miatt, mind szállításhoz, mind tisztításhoz. Fontos azonban figyelembe venni, hogy a műanyag a tisztítás során hőmérsékletnek és vegyszereknek van kitéve, amelyek befolyásolhatják szilárdságát és stabilitását. Ugyanakkor a műanyag megoldások esetleg befolyásolhatják az ultrahangos tisztítás teljesítményét is.

Mivel ezek a kosarak sok nyílással rendelkeznek, a részek jól körülöleltethetők tisztítás közben, és a szennyeződések kiöblíthetők. Általában olyan közbenső tisztítási folyamatokhoz használják, ahol még nem szükségesek végső tisztasági értékek.

A galvanizált vagy rozsdamentes acél drótkosarak kiválóan alkalmasak magas tisztasági értékek elérésére a kiváló áteresztőképességük miatt. Ezeket a kosarakat főként tisztítási feladatokra alkalmazzák költségkímélő okokból. A legmagasabb tisztasági értékek a rozsdamentes acél drótkosarakra jellemzőek.

Az összes fent említett szállítókészítményben az alkatrészek szemcsés anyagként kezelhetők és tisztíthatók. Milyen tisztasági értékek érhetők el, csak tisztítási próbák révén állapítható meg.

Amennyiben meghatározott technikai tisztaság szükséges, az alkatrészek általában egyesével kell, hogy legyenek elhelyezve. Ezt sorozatgyártási anyagnak nevezik. Geometriájukból és a felületekhez meghatározott tisztasági értékekből látható, hogy miként és hol kell az alkatrészeket tisztítás és szárítás során mozgatni. Ezért szükséges a szállítókészítményeket megfelelő elválasztó rendszerekkel úgy kiegészíteni, hogy az alkatrészek egyedileg rögzítve legyenek. Erre sokféle megoldás létezik fémből és műanyagból.

Sorozatgyártási anyag: Rögzítve a térben vagy síkban

Alternatívaként a már ismertetett, sorozatgyártási anyagokra módosítható szokásos szállítókészítmények mellett léteznek alkatrészspecifikus különleges szállítókészítmények, amelyek szabványos alvázakra épülnek, és cserélhető tartókkal felszerelhetők különböző alkatrészekhez.

A sorozatgyártási anyag kialakításakor meg kell határozni, hogy az alkatrészek csak síkban vagy térben is rögzítendők-e. Például egy 30°-os dőlésszögű tisztítás esetén elegendő a síkban történő rögzítés – kivéve, ha a tisztítógép mechanikája olyan nagy, hogy a részeket ki lehetne szedni a rögzítésből.

Ha azonban a részek forgó tisztítására is szükség van, térbeli rögzítés elengedhetetlen. A geometria, a tisztítókosár méretei és az átfolyás alapján kiszámítható, hogy az alkatrészeket egy vagy több síkban kell elhelyezni.

Egy sík:

- Rögzítés fedéllel a szállítókészítményen
- Rögzítés a tisztítógép munkakamrájában fedéllel
- Rögzítés a rögzítőelemek segítségével

Két vagy több sík:

- Rögzítés a fent elhelyezett szállítókészítményen és legfelül fedéllel a szállítókészítményen
- Rögzítés a fent elhelyezett szállítókészítményen és legfelül fedéllel a tisztítógép munkakamrájában
- Rögzítés a rögzítőelemek segítségével

A geometria és a felületekhez meghatározott tisztasági értékek alapján megállapítható, hogyan és hol rögzíthetők az alkatrészek síkban. Belső vezetésű alkatrészek esetén a felületi eloszlás a szállítókészítményen pontosan meghatározható. Ez a részek felső nézetéből, a felületen elosztva, elegendő szabad térrel a jó áteresztés érdekében.

Külső vezetésű alkatrészek esetén a tömeg függvényében a rögzítéshez szükséges szabad tért figyelembe kell venni a szállítókészítmény felületi eloszlásánál, a részek között elegendő szabad térrel a jó áteresztés érdekében. Ehhez szükséges a részek felső nézete és a rögzítőelemek felső nézete, elosztva a felületen, megfelelő szabad térrel.

Amennyiben még nincs tisztítógép az adott vállalatnál, és ez is projektterv része, először a következő adatok alapján kell meghatározni a tisztítókosár szükséges méreteit:

- Az alkatrész geometriája
- Az alkatrész súlya
- Átfolyás
- Gyártási eljárás
- Megkövetelt tisztaság
- Tisztítógép és közeg
- Kezelő- / betöltő rendszer

Megoldási javaslat:

A geometria, a súly és az átfolyás alapján kiszámítható, hogy egy adott időegység alatt mekkora térfogatot kell megtisztítani.

Példa / Feltételezés:

A vizsgált alkatrész súlya 0,120 kg, és a kézi kezelés megengedett összsúlya 15 kg.
Ezek alapján meghatározható a maximális töltet 125 alkatrész szállítókészletenként. Ebből levonva a szállítókészlet saját súlyát (például kb. 3 kg), körülbelül 100 alkatrészre lehet számítani szállítókészletenként.

Egy 1.000 alkatrész/óra célátfolyás mellett, és 100 alkatrész/szállítókészlet esetén összesen 10 szállítókészlet szükséges óránként.
Továbbá, ha a mintaalkatrész geometriája 0,24 dm³ térfogatot tesz ki, akkor 1.000 alkatrész/óra célátfolyás mellett a szükséges kamra térfogata 240 dm³/óra. Ehhez hozzá kell számítani a jó áteresztéshez és esetleges rögzítésekhez szükséges plusz szabad teret (kb. 35%), így az összesített, számított térfogat kb. 324 dm³/óra lesz.

A 324 dm³/óra térfogatigény és a 10 szállítókészlet/óra átfolyás alapján kiszámítható, hogy egy szállítókészletnek kb. 33 dm³-es térfogatúnak kell lennie.

Ez alapján elsőként meghatározható a tisztítógép specifikációja: „Milyen tisztítógép, legalább 33 dm³-es töltettel, képes 10 töltetet tisztítani óránként, vagy 5 töltetet legalább 66 dm³-es kapacitással?”

A mai szokásos standard méretek a tisztítógépek tölteteiben:

480 x 320 x H200 mm = hasznos térfogat 22 dm³
480 x 320 x H300 mm = hasznos térfogat 34 dm³
530 x 320 x H200 mm = hasznos térfogat 24 dm³
530 x 320 x H300 mm = hasznos térfogat 38 dm³
670 x 480 x H300 mm = hasznos térfogat 73 dm³

Ezekkel a megfontolásokkal meghatározható a szükséges tisztítógép kapacitása:

Kosárméret 480/530 x 320 x H300 mm és átfolyás = 10 töltet/óra
vagy kosárméret 670 x 480 x H300 mm és átfolyás = 5 töltet/óra

Melyik tisztítási eljárás a „helyes” – ökológiai és gazdasági szempontból – általában csak részletes tisztítási próbák révén határozható meg.

Ehhez szinte minden tisztítógépgyártónál rendelkezésre állnak alkatrészspecifikus mosási próbákra alkalmas berendezések.

Cél, hogy már a vizsgálat során a „helyes” szállítókészítményt használják, így minél gyorsabban felismerhető legyen, hogy a megkövetelt technikai tisztaság betartásra kerül, és a projekt sikeresen megvalósítható.