Optimalizace předběžného a vloženého čištění při třískovém obrábění dílů Powertrain

Pára místo stlačeného vzduchu – účinná i v procesech MMS

Ve výrobních linkách motorů a převodovek pro automobilový průmysl vyžaduje současná technika čištění dílů mezi jednotlivými kroky třískového obrábění. To se často provádí stlačeným vzduchem, který se vyrábí s vysokým vynaložením energie. Alternativu výhodnou z hlediska provozních nákladů představuje parní čištění se systémem EcoCsteam od společnosti Ecoclean. Ten lze integrovat také pro předběžné čištění po procesech s mazáním minimálním množstvím maziva (MMS) ve výrobních linkách. Přitom se dosahuje výsledků, které umožňují výrazné prodloužení trvanlivosti lázní v následném čištění vodou.

Mazání minimálním množstvím maziva (MMS) představuje trend, který se stále více prosazuje při výrobě komponentů hnacích ústrojí automobilů z hliníku a oceli. Není divu, když směs jemných kapek oleje a stlačeného vzduchu, která se úsporně používá například při třískovém obrábění klikových skříní a hřídelí, hlav válců a ojnic, zaručuje enormní snížení spotřeby energie. Kromě toho odpadá veškerá námaha se zásobováním a likvidací, stejně jako příprava a skladování chladiv a maziv. Dalším kladným bodem konceptu MMS je příjemnější provozní prostředí pro pracovníky bez vzduchu „obtěžkaného olejem“. To vše jsou výhody, které podporují snahy automobilového průmyslu v oblasti trvalé udržitelnosti.

Kde je ale více světla, vzniká také stín. Ten padá u procesů MMS na čištění dílů. Mazivo zanechává na výrobcích sice jen minimální, ale nanejvýš odolné zbytky. K těm se na povrchu prakticky pevně přilepují třísky a částice. Při následném čištění vodou to vyvolává značně zvýšené nároky, které vedou k podstatnému zkrácení životnosti lázní: Místo po čtyřech týdnech, jak je při obrábění s chladicími a mazacími prostředky obvyklé, je nutno při procesech MMS vyměňovat lázně již po týdnu.

Z toho vyplývají nejen vyšší náklady na čištění, ale také snížená dostupnost zařízení. Je pochopitelné, že OEM a výrobci komponentů Powertrain hledají řešení, které by omezilo zanášení nečistot do čisticího zařízení a opět tím prodloužilo trvanlivost lázní.

Účinné předběžné čištění mokrou párou

Tlakovzdušné systémy používané často pro vložené čištění jsou u těchto malých, ale pevně přichycených nečistot prakticky bezbranné. Jako účinná alternativa se nabízí předběžné čištění výrobků parním čisticím systémem EcoCsteam od firmy Ecoclean. Ten pracuje s horkou mokrou párou v kombinaci s proudem vzduchu o vysoké rychlosti. Díky možnosti jednoduché automatizace je možné integrovat parní čištění jako kompaktní modulový systém přímo do výrobních linek, což umožňuje předběžné čištění během stanovené doby taktu.

Na rozdíl od běžných kotlových systémů probíhá výroba páry v systému EcoCsteam na principu průtokového ohřevu vody: Voda protéká trubkovým systémem vybaveným topnými spirálami, přičemž se zahřívá na teplotu optimální pro očištění od zbytků MMS. Podíl kapaliny obsažený v páře se rovněž vylaďuje podle znečištění. Speciální způsob výroby páry zaručuje mimo jiné nízkou spotřebu vody – zapotřebí je pouze asi 250 až 300 mililitrů za hodinu. Pára je navíc k dispozici pro čištění v konstantním množství a kvalitě a se stálými vlastnostmi. Pro zesílení čisticího účinku je možné do ní přimíchat čisticí prostředek. Proud vzduchu o vysoké rychlosti používaný jako nosič a pro urychlení se vyrábí v kompresoru gas ring. Ten vyžaduje oproti tlakovzdušnému systému podstatně nižší provozní náklady.

Průtok vody a páry, stejně jako topný výkon a proud vzduchu je možné pomocí řízení systému EcoCsteam přesně nastavit a příslušné parametry jsou trvale monitorovány a přizpůsobovány jednotkou PLC.

Zdvojnásobení životnosti lázně

Přeměna vody na páru probíhá u technologie EcoCsteam teprve při výstupu z trysky. Přitom se proud páry spojuje se vzduchem urychleným na vysokou rychlost a cíleně navádí na znečištěný povrch. Při dopadu mění mokrá pára viskozitu zbytků MMS. Ty se rozprašují na velice jemné kapičky a spolu s částicemi a třískami jsou ofukovány proudem vzduchu z povrchu výrobku. Očištěné látky jsou odváděny do integrované filtrační a odpadní jednotky. Ta filtruje třísky a shromažďuje je v samostatné nádobě; vodu je možno upravit nebo zlikvidovat. Alternativně existuje možnost připojit parní čisticí modul ke stávajícímu zákaznickému odpadnímu systému.

Pokusy ukázaly, že v závislosti na komplexnosti povrchů je možné odstranit parním čisticím systémem nejméně 50 procent ulpívajících zbytků MMS. Tím se snižuje vnášení nečistot do čisticího zařízení na polovinu. Z toho vyplývá zdvojnásobení životnosti lázní. To vede ke znatelnému poklesu nákladů na výrobek: Podtrženo, když odpadne 50 procent nákladů na čištění, spojených s likvidací spotřebovaných lázní a s potřebou chemie, vody a energie pro nové lázně, dostaneme při zdvojnásobení životnosti úsporu kolem 25 procent na vyčištěný výrobek.

Výhody i při vloženém čištění dílů se znečištěním KSS

Optimálních výsledků se dosahuje i při čištění mezi obráběcími procesy s běžnými chladicími a mazacími kapalinami. Ve srovnání se systémy, které pracují s nákladným stlačeným vzduchem, umožňuje EcoCsteam snížit provozní náklady. Oproti pásovým čisticím zařízením se technologie parního čištění vyznačuje nízkou potřebou místa a extrémně krátkými dobami taktů. Kromě toho probíhá čisticí proces bez chemikálií a výhradně s vodou, do které lze v případě potřeby přidat antikorozní ochranný prostředek.

Vždy čisté čisticí médium pára otevírá při výrobě komponentů hnacího ústrojí ještě další možnosti použití. K nim patří mimo jiné čištění leštěných povrchů beze skvrn, například u klikových a vačkových hřídelí před optickou kontrolou automatickými systémy rozpoznávání obrazu.

Autor: Doris Schulz