22 °C z minimalnym odchyleniem ± 0,2 K/h

Aby zapewnić wysokiej jakości wykończenie dolnych części maszyn do druku łukowego w zakładzie w Würzburgu, w 2015 roku KBA zakupiła centrum obróbcze DIXI 270 od szwajcarskiego producenta DMG Mori. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Aby maszyna mogła utrzymać wymagane wartości dokładności ± 10 µm, w pomieszczeniu maszynowym musi być utrzymywana temperatura 22 °C ± 0,2 K/h. Aby zapewnić te warunki klimatyczne, KBA zleciła Nerling Systemräume GmbH urządzenie pomieszczenia precyzyjnej produkcji z pomieszczeniem wstępnej temperatury. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Eksperci od pomieszczeń systemowych już w 2006 roku stworzyli w KBA pomieszczenie pomiarowe klasy 2, do którego bezpośrednio dobudowano maszynownię. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

W ten sposób powstał system przestrzenny w kształcie litery U, składający się z pomieszczenia klimatycznego (po prawej stronie w tle), jego pomieszczenia wstępnego temperaturowego (w centrum obrazu), pomieszczenia pomiarowego oraz jego pomieszczenia wstępnego temperaturowego (po lewej stronie w tle). (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Układ pomieszczeń składa się z konstrukcji stalowej, która służy jako nośnik dla sufitu i 12,5-tonowego dźwigu zamontowanego na budowie. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Od marca 2015 roku oba nowe pomieszczenia są z powodzeniem wykorzystywane. Do tego dolne części maszyn do druku łukowego są również przygotowywane na zewnątrz strefy wstępnego nagrzewania na maszynie DMG. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Następnie zostaną przeniesione do pomieszczenia przedgrzewania na lekkim systemie szynowym, który jest odpowiedni dla ciężarów do 8 t. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Tam będą przechowywane przez 24 godziny w temperaturze 22 °C, aż części również osiągną tę temperaturę. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Tam będą przechowywane przez 24 godziny w temperaturze 22 °C, aż części również osiągną tę temperaturę. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Zgodnie z zasadą First In – First Out części są dostarczane do DIXI 270 i obrabiane z dokładnością ± 10 µm. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Zgodnie z zasadą First In – First Out części są dostarczane do DIXI 270 i obrabiane z dokładnością ± 10 µm. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Następnie części są ponownie przenoszone do obszaru temperowania, a stamtąd do przedpokoju pomieszczenia pomiarowego. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Następnie części są ponownie przenoszone do obszaru temperowania, a stamtąd do przedpokoju pomieszczenia pomiarowego. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Następnie części są ponownie przenoszone do obszaru temperowania, a stamtąd do przedpokoju pomieszczenia pomiarowego. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

Pomiar stanowi ostatni etap obróbki. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

„Dzięki temu obiegowi zapewniona jest stała temperatura w całym procesie, co prowadzi do znacznych oszczędności czasu”, mówi Ewald Baumeister, kierownik produkcji części dużych rozmiarów w spółce zależnej KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. (Źródło: Nerling Systemräume GmbH)

„Istotnym wyzwaniem w tym projekcie było to, że nie było możliwości całkowitego wykończenia pomieszczenia i doprowadzenia go do odpowiedniej temperatury dla centrum obróbczego, zanim trafiło ono na swoją nową lokalizację”, wyjaśnia Olaf Nerling, dyrektor zarządzający Nerling Systemr Räume GmbH. „Jedno z frontowych ścian i połowa dachu musiały pozostać otwarte, aby maszyna mogła zostać umieszczona w pomieszczeniu za pomocą suwnicy halowej w całości.” (Źródło: Nerling Systemr Räume GmbH)

Aby podzespoły maszyn do druku łukowego w zakładzie w Würzburgu uzyskały wysokiej jakości wykończenie, firma Koenig & Bauer AG (KBA) w 2015 roku zakupiła centrum obróbcze DIXI 270 od szwajcarskiego producenta DMG Mori. Aby maszyna mogła spełniać wymogi dokładności na poziomie ± 10 µm, w pomieszczeniu maszynowym muszą być spełnione specjalne warunki, przede wszystkim temperatura wynosząca 22°C, z minimalnym odchyleniem ± 0,2 K/h. Aby to zapewnić, KBA zleciła ekspertom z Nerling Systemräume GmbH utworzenie precyzyjnego pomieszczenia produkcyjnego z przedgrzewalnią. Ze względu na rozmiar centrum obróbczego, około 11,5 x 13 m, pomieszczenie ma wymiary 23 x 14 m² przy wysokości 8,8 m, co stanowi wyzwanie dla systemu klimatyzacji w zakresie utrzymania precyzyjnych warunków temperaturowych.

„W 2014 roku podjęliśmy decyzję o zainstalowaniu centrum obróbczego DIXI 270 w naszym zakładzie w Würzburgu do obróbki podzespołów maszyn do druku łukowego,” wyjaśnia Ewald Baumeister, kierownik produkcji części dużych rozmiarów w spółce zależnej KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. „Po przeprowadzeniu przez producenta DMG Mori analizy i ostatecznej konfiguracji centrum obróbczego, poinformowano nas, jakie warunki środowiskowe muszą być spełnione na miejscu, aby maszyna mogła pracować z wymaganą precyzją.” DIXI 270 odpowiada za wysokiej dokładności wykończenie podzespołów z szarej żeliwa GG25 i wymaga do tego stabilnej temperatury 22°C ± 0,2 K. Nie można dopuścić do większych wahań temperatury, ponieważ mimo rozmiarów elementów tolerancja wynosi jedynie 10 µm. Każda zmiana temperatury otoczenia o jeden stopień miałaby wyraźnie negatywny wpływ na dokładność obróbki.

System klimatyzacji bezpośrednio obok istniejącego pomieszczenia pomiarowego

„Zgodnie z wymaganiami producenta zwróciliśmy się do firmy Nerling, która już w 2006 roku zainstalowała dla nas pomieszczenie pomiarowe klasy 2, z którego mieliśmy dobre doświadczenia,” mówi Baumeister. „Na podstawie zaleceń ekspertów zdecydowaliśmy się nie tylko na budowę pomieszczenia maszynowego, ale także na utworzenie przedgrzewalni, w której możemy przechowywać obrabiane elementy przez długi czas w wymaganej temperaturze, aż osiągną 22°C.” W wyznaczonym miejscu w zwykłej hali produkcyjnej znajdowały się wcześniej starsze maszyny obróbcze. Obok znajdowało się pomieszczenie pomiarowe firmy Nerling wraz z przedpokojem, do którego bezpośrednio przylegało pomieszczenie maszynowe.

„System klimatyzacji dla centrum DIXI, wraz z pomieszczeniem pomiarowym i przedgrzewalniami, tworzy zintegrowany system o wymiarach podstawy 20,9 x 44,4 m i wysokości 8,8 m,” mówi Olaf Nerling, dyrektor firmy Nerling Systemräume GmbH. Wymiary te były konieczne, ponieważ centrum obróbki ma rozmiar około 13 x 13 m. Konstrukcja pomieszczenia opiera się na stalowej ramie, która służy jako podpora dla sufitu i dźwigu o udźwigu 12,5 tony, wykorzystywanego do podnoszenia maszyn i narzędzi.

Precyzyjna technika klimatyzacji dla dużego pomieszczenia maszynowego

„Podstawowym wyzwaniem w tym projekcie było utrzymanie wymaganego zakresu temperatur w pomieszczeniu o powierzchni około 320 m²,” mówi Nerling. Eksperci zainstalowali w systemie klimatyzacji i wentylacji precyzyjny klimatyzator powietrza, który zapewnia kontrolę temperatury zgodnie z wymaganiami specyfikacji maszyny. Podstawowa temperatura tego urządzenia wynosi 22°C i jest regulowana w krokach co 0,1 K. Wilgotność względna powietrza może być ustawiana sezonowo i maksymalnie wynosi 70 procent. „Aktualnie wilgotność w pomieszczeniu wynosi 60 procent,” mówi Baumeister. „Chcemy ją obniżyć do około 40 procent, aby poprawić komfort pracowników.” W centrum obróbczym pracuje się na trzy zmiany, przy czym jedna osoba jest stale obecna.

Drugim wyzwaniem dla wykonawców systemu było to, że nie było możliwe ukończenie pomieszczenia i osiągnięcie odpowiedniej temperatury dla centrum obróbczego przed jego przybyciem na nowe miejsce. „Jedna strona ściany czołowej i połowa dachu musiały pozostać otwarte, aby można było w całości wprowadzić maszynę za pomocą dźwigu halowego,” wyjaśnia Nerling. Następnie pomieszczenie musiało zostać natychmiast zamknięte, czyli wstawiono brakujący element dachu wraz z konstrukcją stalową oraz ścianę czołową na długości 5 m. Pracownicy firmy Nerling pracowali na trzy zmiany, także nocami, aby dokończyć system i jak najszybciej ustawić temperaturę na 22°C. „Gdy maszyna została dostarczona w marcu 2015 roku, była zimna z powodu zimowych temperatur zewnętrznych,” mówi Baumeister. „Nie wolno jej było dopuścić do przegrzania.”

Całkowity przepływ materiałów przy 22°C

Od tego czasu oba pomieszczenia są regularnie wykorzystywane. „Na początku firma DMG Mori zapewniła wsparcie produkcyjne przez kilka tygodni, aby upewnić się, że wszystko działa bez problemów,” mówi Baumeister. Ponieważ zarówno w pomieszczeniu maszynowym i przylegającym do niego przedpokoju, jak i w pomieszczeniu pomiarowym i jego przedpokoju zainstalowano system klimatyzacji utrzymujący stałą temperaturę 22°C – konieczną do przeprowadzania pomiarów – cały przepływ materiałów odbywa się przy niezmiennej temperaturze: podzespoły maszyn do druku łukowego najpierw są wstępnie wykańczane na maszynie DMG poza pomieszczeniem przedgrzewalni. Następnie są przenoszone na system lekkich szyn, przeznaczony do obciążenia do 8 t, do przedgrzewalni, gdzie przechowuje się je przez 24 godziny w temperaturze 22°C. Zgodnie z zasadą First In – First Out, elementy są dostarczane do DIXI 270 i obrabiane z dokładnością do ± 10 µm.

Następnie elementy są ponownie przenoszone do strefy temperowania i stamtąd do przedpokoju pomieszczenia pomiarowego. Pomiar stanowi ostatni etap obróbki, a maksymalna grubość spawu wynosi 0,5 mm. Po nim następuje tylko końcowe wykończenie elementów, na przykład czyszczenie. „Dzięki temu cyklowi zapewniamy stałą temperaturę w całym procesie, co pozwala na znaczne oszczędności czasu,” potwierdza Baumeister. Bez tych pomieszczeń konieczne byłoby osobne podgrzewanie elementów do wykończenia i pomiarów do 22°C. „Oba pomieszczenia sprawdziły się w praktyce. Współpraca z Nerling przebiegała, jak podczas budowy pomieszczenia pomiarowego, bez zarzutu,” podsumowuje kierownik produkcji dużych rozmiarów.