Identificatie van het juiste goederenbehandelingssysteem voor individuele toepassingsdoeleinden en reinheidseisen

( Bron: Kögel GmbH)

(Bron: AUER Packaging GmbH)

(Bron: Kögel GmbH)

(Bron: Kögel GmbH)

(Bron: Kögel GmbH)

Heutige Industriekomponenten, zoals in de automobielsector, worden steeds zwaarder belast, strenger getolereerd en verfijnder ontworpen – terwijl de druk op materiaal- en fabricagekosten toeneemt. De onderdelen reageren zeer gevoelig op zelfs de kleinste vervuilingen, waardoor al enkele deeltjes tot uitval kunnen leiden. Tegen deze achtergrond krijgt de reinheid van onderdelen binnen het productieproces een belangrijke rol. Fabrikanten erkennen dit geleidelijk als een waarde toevoegend proces dat noodzakelijk is om aan de klanteneisen te voldoen.

Fabrikanten moeten daarom al in een vroeg stadium alle factoren bepalen die kunnen leiden tot potentiële vervuiling van het onderdeel, de exacte reinheidsvereisten definiëren en de optimale constructieve ontwerpkeuzes vastleggen. Zodra de bewerkingsmethoden zijn vastgesteld, kunnen de daarbij ontstane contaminaties met productieresten zoals spanen of koelmiddelen worden afgeleid en kunnen de benodigde processen worden gepland om de technische reinheid te bereiken.

Taken van transport tot reiniging

Aangezien elk onderdeel door het gehele fabricageproces wordt getransporteerd en ook met de vereiste reinheidswaarden gemonteerd moet worden, krijgt de ontwerp van reinigingsvriendelijke transportmiddelen naast de onderdelenlading en de techniek van de reinigingsinstallatie en de gebruikte reinigingschemie een bijzondere betekenis. De taak van de transportsystemen is om de onderdelen zodanig te hanteren dat ze zonder verlies en zonder beschadiging van de eerste bewerkingsstap tot en met de montage, met de vereiste reinheid, worden bereikt.

In de verschillende fabricagestappen vervullen de transportmiddelen diverse taken. Deze variëren van puur transport tot positionering voor de volgende bewerkingsstap tot het fixeren van de onderdelen voor de reiniging. Omdat bij het opnieuw vullen of verplaatsen van de onderdelen in andere transportmiddelen het risico op beschadiging of hercontaminatie met productieresten bestaat, is het raadzaam om de aangeboden systemen voor transport en verpakking gedetailleerd te bestuderen. Ideaal is een transportmiddel waarin de onderdelen de hele productieketen doorlopen, om extra contaminatie uit te sluiten.

Voor een optimale ontwerp van het transportmiddel moeten vooral de volgende projectparameters worden vastgesteld:

- Geometrie van het onderdeel
- Gewicht van het onderdeel
- Doorvoer
- Fabricagemethode
- Vereiste reinheid
- Reinigingsinstallatie en -medium
- Handling- / beladingsystemen

Indien er al een reinigingsinstallatie in het bedrijf aanwezig is, zijn daarnaast de volgende gegevens nuttig voor verdere overweging:

- Afmetingen van de reinigingslading (buitenafmetingen van het transportmiddel)
- Vereist materiaal van het transportmiddel (geschikt voor waterige reiniging en/of oplosmiddelen)
- Handling- / beladingsysteem (bij de installatie en/of in de productie)
- Identificatievariant op de installatie en/of in de productie (bijvoorbeeld barcode of RFID)

Uit de geometrie en de voor de oppervlakken gedefinieerde reinheidswaarden kan worden afgeleid of de onderdelen als bulkgoed of als setgoed kunnen worden gereinigd of moeten worden.

Bulkgoed: talrijke containers voor onderdelen beschikbaar

Bulkgoed kan meestal worden gereinigd in standaardbakken met de juiste maaswijdte of in vakverdelers, gecombineerd met fijnmazige bulkgoedbakken. Gangbare transportmiddelen hiervoor zijn bijvoorbeeld metalen kisten in gesloten of geperforeerde vorm, gemaakt van verzinkt staal of roestvrij staal. Dit is een kosteneffectieve en robuuste oplossing. De kisten worden al lange tijd zowel voor transport als voor het reinigen van onderdelen gebruikt. Het nadeel is dat partikulaire verontreinigingen door de grote gesloten oppervlakken en randen niet altijd veilig uit de reinigingslading kunnen worden verwijderd. Ze zijn daarom alleen geschikt als geen specifieke reinheidseisen gelden.

Een alternatief zijn kunststofkisten. Deze bestaan in gesloten uitvoering – zogenaamde kleine ladingdragers (KLT) – en met handvatopeningen. Ze worden bijna uitsluitend gebruikt voor transport en opslag en zijn in de variant met deksel zeer geschikt als verzendverpakking om transportmiddelen met onderdelen te hanteren, onder uitsluiting van omgevingsinvloeden.

Bovendien worden geperforeerde kunststofbakken vanwege hun lage kosten steeds meer ingezet als transportverpakkingen en voor reiniging. Daarbij moet echter worden opgemerkt dat kunststof tijdens het reinigen wordt blootgesteld aan temperaturen en chemicaliën die invloed kunnen hebben op de sterkte en stabiliteit. Tegelijkertijd kunnen kunststofoplossingen onder bepaalde omstandigheden ook de ultrasone prestaties beïnvloeden.

Aangezien deze bakken veel openingen hebben, kunnen de onderdelen tijdens het reinigen goed worden omspoten en kunnen vervuilingen worden weggespoeld. Ze worden meestal gebruikt voor tussenreinigingsprocessen waarbij nog niet de uiteindelijke reinheidseisen gelden.

Geperforeerde draadbakken van verzinkt staal of roestvrij staal zijn vanwege hun uitstekende doorstroming zeer geschikt om hoge reinheidseisen te behalen. Vanwege kosten worden deze bakken bijna uitsluitend ingezet voor reinigingswerkzaamheden. De hoogste reinheidseisen blijven voorbehouden aan roestvrijstalen draadbakken.

In alle eerder genoemde transportmiddelen kunnen onderdelen als bulkgoed worden behandeld en gereinigd. Welke reinheidswaarden daarbij haalbaar zijn, kan echter alleen worden vastgesteld door reinigingsproeven.

Wanneer een specifieke technische reinheid wordt geëist, moeten de onderdelen meestal afzonderlijk worden geplaatst. Dit wordt setgoed genoemd. Uit hun geometrie en de voor de oppervlakken gedefinieerde reinheidswaarden kan worden afgeleid of en hoe de onderdelen tijdens het reinigen en drogen moeten worden bewogen. Het wordt daarom noodzakelijk om de transportmiddelen zodanig aan te vullen met geschikte scheidingssystemen dat de onderdelen afzonderlijk worden gefixeerd. Hiervoor bestaan vele verschillende oplossingen van metaal en kunststof.

Setzware: Vastgelegd in de ruimte of op een vlak

Naast de reeds beschreven gangbare transportmiddelen, die voor setgoed kunnen worden aangepast, bestaan er ook speciale onderdelen-specifieke transportmiddelen op basis van gestandaardiseerde basisdragers, die kunnen worden uitgerust met verwisselbare houders voor diverse onderdelen.

Bij het ontwerpen van een transportmiddel voor setgoed is het noodzakelijk te bepalen of de onderdelen alleen in het vlak of ook in de ruimte moeten worden gefixeerd. Bijvoorbeeld, bij een scharnierende reiniging met een hellingshoek van 30° is een fixatie in het vlak voldoende – tenzij de reinigingsmechaniek zo groot is dat de onderdelen uit de fixatie kunnen worden gespoeld.

Wanneer de onderdelen echter ook roterend worden gereinigd, is een fixatie in de ruimte onvermijdelijk. Uit de geometrie van het onderdeel, de afmetingen van de reinigingslading en de doorvoer kan worden berekend of de onderdelen in één of meerdere vlakken moeten worden geplaatst.

Eén vlak:

- Fixatie via deksel op het transportmiddel
- Fixatie via deksel in de werkruimte van de reinigingsinstallatie
- Fixatie via de fixeringselementen

Twee of meer vlakken:

- Fixatie via het bovengeplaatste transportmiddel en helemaal bovenaan via deksel op het transportmiddel
- Fixatie via het bovengeplaatste transportmiddel en helemaal bovenaan via deksel in de werkruimte van de reinigingsinstallatie
- Fixatie via de fixeringselementen

Uit de geometrie en de voor de oppervlakken gedefinieerde reinheidswaarden wordt bepaald hoe en waar de onderdelen in het vlak kunnen worden gefixeerd. Bij interne onderdelen kan de vlakverdeling in het transportmiddel vrij precies worden vastgesteld. Deze volgt uit de bovenaanzicht van het onderdeel, verdeeld over het oppervlak met voldoende vrije ruimte tussen de onderdelen voor een goede doorstroming.

Bij externe onderdelen moet, afhankelijk van de massa van het onderdeel, rekening worden gehouden met de benodigde vrije ruimte voor fixatie bij de vlakverdeling in het transportmiddel. Hiervoor is een bovenaanzicht van het onderdeel nodig, evenals dat van de fixeringselementen, verdeeld over het oppervlak met voldoende vrije ruimte tussen de onderdelen voor een goede doorstroming.

Indien er nog geen reinigingsinstallatie in het bedrijf aanwezig is en dit ook onderdeel is van de projectplanning, moeten eerst de benodigde afmetingen van de reinigingslading worden bepaald op basis van de volgende gegevens:

- Geometrie van het onderdeel
- Gewicht van het onderdeel
- Doorvoer
- Fabricagemethode
- Vereiste reinheid
- Reinigingsinstallatie en medium
- Handling- / beladingsysteem

Oplossingsrichting:

Uit de geometrie, het gewicht en de doorvoer kan worden berekend welk volume in een bepaalde tijd moet worden gereinigd.

Voorbeeld / Aanname:

Het gewicht van een te behandelen onderdeel bedraagt 0,120 kg en de toegestane totale handlinggewicht is 15 kg.
Uit deze gegevens kan de maximale vulcapaciteit van 125 onderdelen per transportmiddel worden bepaald. Hier moet nog het eigengewicht van het transportmiddel (bijvoorbeeld ca. 3 kg) vanaf worden getrokken, zodat wordt uitgegaan van ongeveer 100 onderdelen per transportmiddel.

Bij een doeldoorvoer van 1.000 onderdelen per uur en 100 onderdelen per transportmiddel, is de totale behoefte dus 10 transportmiddelen per uur.
Daarnaast, uitgaande van een volume van 0,24 dm³ per modelonderdeel, resulteert bij een doorvoer van 1.000 onderdelen per uur een benodigde kamervolume van 240 dm³ per uur. Hier moet ook extra vrije ruimte voor een goede doorstroming en eventuele fixeringen worden meegerekend (bijvoorbeeld ca. 35%), waardoor het daadwerkelijke, berekende totale volume ongeveer 324 dm³ per uur bedraagt.

Uit de volumebehoefte van 324 dm³ per uur en een doorvoer van 10 transportmiddelen per uur kan het benodigde volume per transportmiddel worden afgeleid, namelijk ongeveer 33 dm³.

Op basis van deze berekening kan een eerste specificatie van de reinigingsinstallatie worden opgesteld: “Welke reinigingsinstallatie met een laadvolume van minimaal 33 dm³ kan 10 ladingen per uur reinigen of 5 ladingen met een volume van minimaal 66 dm³?”

Huidige standaardafmetingen voor laadvolumes in reinigingsinstallaties zijn:

480 x 320 x H200 mm = bruikbare inhoud 22 dm³
480 x 320 x H300 mm = bruikbare inhoud 34 dm³
530 x 320 x H200 mm = bruikbare inhoud 24 dm³
530 x 320 x H300 mm = bruikbare inhoud 38 dm³
670 x 480 x H300 mm = bruikbare inhoud 73 dm³

Met deze overwegingen kan de benodigde reinigingsinstallatie worden ingeschat:

Korfgrootte 480/530 x 320 x H300 mm en doorvoer = 10 ladingen per uur
of korfgrootte 670 x 480 x H300 mm en doorvoer = 5 ladingen per uur

Welke reinigingsmethode het “juiste” is – vanuit ecologisch en economisch oogpunt – kan meestal alleen worden vastgesteld door gedetailleerde reinigingstests.

Bij bijna alle fabrikanten van reinigingsinstallaties zijn systemen beschikbaar voor op onderdelen gerichte wasproeven.

Het doel moet zijn om hierbij al het juiste transportmiddel te gebruiken, zodat snel kan worden vastgesteld dat de vereiste technische reinheid wordt gehaald en het betreffende project succesvol kan worden uitgevoerd.