W jednym z zakładów przetwórstwa tworzyw sztucznych, wyspecjalizowanym w wytwarzaniu precyzyjnych opakowań do aparatów słuchowych, każdego dnia produkowane są tysiące drobnych komponentów z materiałów polimerowych. Mimo wysokiego poziomu automatyzacji linii technologicznej, powtarzalność jakości wyrobów końcowych nie była w pełni stabilna.
Źródłem problemu okazała się elektrostatyka, czyli nagromadzenie ładunków elektrycznych na powierzchni lekkich detali z tworzywa. Elementy przywierały do przenośników taśmowych, przyciągały mikrozanieczyszczenia z otoczenia oraz zakłócały proces znakowania wykonywany metodą tampodruku. W rezultacie część partii produkcyjnych nie przechodziła kontroli jakości prowadzonej przez odbiorcę z sektora medycznego.
Dla producenta oznaczało to nie tylko zwiększony poziom braków i wymierne straty finansowe, lecz także zagrożenie dla ciągłości współpracy kontraktowej. Niezbędne stało się wdrożenie skutecznego rozwiązania eliminującego problem ładunków elektrostatycznych i zanieczyszczeń – bez konieczności kosztownej modernizacji całej linii produkcyjnej.
Dlaczego kontrola procesu ma kluczowe znaczenie?
Wytwarzanie opakowań dla sektora medycznego podlega rygorystycznym normom jakościowym oraz ścisłym wymaganiom odbiorców. W tej branży nie ma przestrzeni na odstępstwa od standardów ani kompromisy technologiczne.
Każdy detal musi spełniać najwyższe kryteria, ponieważ:
- nawet śladowe zanieczyszczenia mogą skutkować odrzuceniem partii produkcyjnej,
- nadruk (np. tampodruk) musi być w pełni czytelny, trwały i powtarzalny,
- produkt po rozpakowaniu przez użytkownika końcowego nie może wykazywać obecności pyłu, drobin ani innych mikrozabrudzeń.
W praktyce oznacza to, że skuteczna eliminacja ładunków elektrostatycznych oraz utrzymanie wysokiej czystości powierzchni detali z tworzyw sztucznych stanowią kluczowy element zapewnienia jakości w całym procesie produkcyjnym.
Stan wyjściowy procesu produkcyjnego
Przed wdrożeniem działań optymalizacyjnych zakład produkcyjny mierzył się z szeregiem wzajemnie powiązanych trudności technologicznych:
- lekkie detale z tworzywa sztucznego elektryzowały się i przylegały do przenośników taśmowych,
- nagromadzone elementy zakłócały płynność pracy linii i powodowały przestoje,
- na powierzchni opakowań osadzały się mikrozanieczyszczenia i cząstki pyłu,
- zanieczyszczenia trafiały pod nadruk realizowany metodą tampodruku, generując wady wizualne,
- gotowe wyroby, mimo procesu pakowania, nie spełniały w pełni wymogów czystości.
Konsekwencje były odczuwalne zarówno operacyjnie, jak i finansowo:
- znaczący odsetek partii produkcyjnych trafiał do braków,
- rosły koszty surowców, czasu pracy i ponownej obróbki,
- zwiększała się liczba reklamacji oraz zwrotów od odbiorcy końcowego z branży medycznej.
Zoptymalizowany proces produkcyjny
Po szczegółowej analizie aplikacji oraz źródeł problemów zaproponowano kompleksowe, wieloetapowe rozwiązanie obejmujące zarówno neutralizację ładunków elektrostatycznych, jak i aktywne usuwanie zanieczyszczeń na kluczowych odcinkach linii technologicznej.
Modernizacja procesu objęła wdrożenie następujących komponentów:
- listwy jonizującej zintegrowanej z nożem powietrznym, odpowiedzialnej za neutralizację ładunków i jednoczesne oczyszczanie powierzchni detali,
- jonizatorów punktowych wyposażonych w dysze płaskie, stosowanych w miejscach wymagających precyzyjnego działania,
- wielowyjściowych zasilaczy do listew, które znajdziesz na https://www.pneumat.com.pl/zrodla-zasilania-zasilacze-listew-wentylatorow-jonizujacych i wentylatorów jonizujących, zapewniających stabilne parametry pracy systemu,
- reduktorów ciśnienia umożliwiających dokładną regulację parametrów sprężonego powietrza,
- zaworów odcinających zwiększających bezpieczeństwo i kontrolę nad instalacją.
Zastosowane rozwiązanie pozwoliło skutecznie ograniczyć zjawisko elektrostatyki oraz poprawić czystość powierzchni elementów z tworzywa sztucznego bez konieczności przebudowy całej linii produkcyjnej.
Proces po wdrożeniu rozwiązania
We współpracy z Klientem opracowano prototypowe ramię jonizujące, które następnie poddano kilkudniowym testom w warunkach rzeczywistej produkcji. Do prób wykorzystano partię detali wcześniej odrzuconych na etapie kontroli jakości, co pozwoliło rzetelnie ocenić skuteczność systemu eliminacji elektrostatyki.
Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką efektywność neutralizacji ładunków elektrostatycznych oraz poprawę czystości powierzchni elementów z tworzywa sztucznego. W konsekwencji rozwiązanie zostało wdrożone na stałe w linii produkcyjnej, stając się integralnym elementem procesu wytwarzania opakowań medycznych.
Aktualny stan procesu produkcyjnego
Po pełnym wdrożeniu systemu eliminacji elektrostatyki instalacja pracuje w sposób ciągły i zintegrowany z linią technologiczną.
Obecnie:
- jonizatory przemysłowe funkcjonują w pięciu strategicznych etapach procesu produkcji,
- szóstą strefę stanowi nóż powietrzny współpracujący z listwą jonizującą, przeznaczony do najmniejszych i najlżejszych detali,
- ładunki elektrostatyczne są neutralizowane w czasie rzeczywistym, bezpośrednio na linii - jonizacja zatem działa, a powierzchnia pozostaje antystatyczna
- mikrozanieczyszczenia usuwane są przed etapem tampodruku oraz pakowania wyrobów gotowych.
W rezultacie proces produkcji opakowań medycznych stał się stabilny, powtarzalny i znacznie bardziej odporny na zakłócenia technologiczne, co przełożyło się na wyższą jakość i ograniczenie strat.
Rezultaty wdrożenia – wymierne korzyści
Analiza danych operacyjnych przekazanych przez Klienta potwierdziła wyraźną poprawę kluczowych wskaźników produkcyjnych.
Po implementacji systemu neutralizacji elektrostatyki:
- wydajność linii wzrosła średnio o ok. 30% w ujęciu dziennym,
- znacząco ograniczono liczbę braków, reklamacji oraz partii odrzucanych w kontroli jakości,
- poprawie uległa jakość tampodruku oraz ogólna estetyka wyrobów,
- zredukowano czas przestojów wynikających z zakłóceń w transporcie i zabrudzeń detali.
Wdrożenie przełożyło się nie tylko na wzrost efektywności produkcji opakowań medycznych, ale również na większą stabilność procesu i lepszą kontrolę jakości.
Zastosowanie systemów jonizacji w innych branżach
Systemy jonizujące oraz noże powietrzne tj. air knives znajdują szerokie zastosowanie w procesach produkcyjnych, w których kluczowe znaczenie ma eliminacja ładunków elektrostatycznych oraz skuteczne usuwanie mikrozanieczyszczeń z powierzchni detali.
Rozwiązania te sprawdzają się szczególnie w takich sektorach jak:
- przemysł przetwórstwa tworzyw sztucznych,
- branża elektroniczna i produkcja komponentów wrażliwych na ESD,
- sektor medyczny oraz przemysł farmaceutyczny,
- przemysł tekstylny,
- produkcja mebli i elementów wykończeniowych.
Systemy jonizacji są szczególnie rekomendowane do aplikacji, w których wymagana jest wysoka czystość technologiczna, stabilność parametrów produkcji oraz powtarzalność jakości wyrobów końcowych.
Okiem specjalisty
Nawet pozornie nieistotne, niewyczuwalne dla człowieka ładunki elektrostatyczne mogą generować siły wystarczające do przyciągania mikroskopijnych cząstek kurzu i pyłu do powierzchni produktów. Jak pokazuje opisany przypadek, zjawisko elektrostatyki może stać się realnym źródłem problemów jakościowych i strat w procesie produkcyjnym.
Nie dotyczy to wyłącznie aplikacji związanych z mikronadrukiem czy tampodrukiem. Problemy z ładunkami elektrostatycznymi pojawiają się również podczas:
- zgrzewania opakowań z tworzyw sztucznych wypełnionych lekkimi, sypkimi materiałami (np. filtrami),
- odmuchu i dejonizacji wewnętrznych powierzchni elementów mających kontakt z żywnością, takich jak korki do butelek czy zamknięcia opakowań,
- pakowania detali wymagających wysokiej czystości technologicznej.
W wielu przypadkach użytkownicy nie są świadomi, że przyczyną trudności produkcyjnych może być właśnie „niewidoczny” i trudny do zdiagnozowania ładunek elektrostatyczny.
Zapraszamy do kontaktu z naszym działem handlowym i wsparciem technicznym udzielanym przez Pneumat System. W naszej ofercie można znaleźć ofertę takich marek jak SMC czy MOSTechnik.
Przeanalizujemy Państwa linię produkcyjną, zidentyfikujemy źródła problemów oraz dobierzemy optymalne rozwiązania w zakresie systemów jonizacji i eliminacji elektrostatyki.
