Maksymalna wydajność i maksymalna elastyczność pod jednym dachem

"Made in Germany" jest częścią obietnicy marki Mesto. Dla produkcji oznacza to ciągłe zwiększanie wydajności, integrację procesów i automatyzację w jak największym stopniu. Dlatego wraz ze swoim partnerem, firmą Wittmann, Mesto opracowuje rozwiązania produkcyjne dostosowane do tych złożonych wymagań.

- Mamy szczególnie szeroki asortyment - wyjaśnia Élise Sellmayr, kierownik ds. optymalizacji procesów, podczas naszej wizyty we Freibergu. "Ekonomiczna dystrybucja płynów" to specjalność Mesto. Dzięki ponad stuletniej historii firma z południowych Niemiec jest jednym z wiodących światowych dostawców w tej dziedzinie. Za nieporęcznie brzmiącym opisem kryją się produkty, które wszyscy znają: opryskiwacze ciśnieniowe, opryskiwacze plecakowe, rozpylacze piany, rozpylacze ręczne i urządzenia ssące. Można je znaleźć w ogrodach przydomowych i działkowych, a także w rolnictwie i profesjonalnym ogrodnictwie, w warsztatach, w rzemiośle i na placu budowy, przy czyszczeniu i dezynfekcji, przy zwalczaniu szkodników i w wielu różnych sektorach przemysłu.

Wszystkie produkty są dostępne w różnych wzorach, a duzi klienci, tacy jak markety budowlane lub sieci warsztatów, mogą mieć opryskiwacze oznaczone w swoim korporacyjnym designie. Ta różnorodność prowadzi do małych wielkości partii i częstych procesów przezbrajania w produkcji. Elastyczność jest zatem podstawą wydajnej produkcji i konkurencyjnych kosztów jednostkowych.

- U nas to nie jest typowa produkcja masowa - mówi Sellmayr i pokazuje nam przykład. W ręku trzyma mały biały tłok wykonany z kopoliestru, który służy jako manometr we wszystkich opryskiwaczach ciśnieniowych z plastikową obudową i na którym spoczywa wielka odpowiedzialność. - Manometr tłokowy pełni funkcję zaworu bezpieczeństwa - wyjaśnia Sellmayr. Opryskiwacze są dopuszczone do stosowania z obudowami z tworzywa sztucznego o ciśnieniu wewnętrznym do trzech barów. Jeśli wpompowywana jest większa ilość powietrza, nadciśnienie ucieka przez manometr tłokowy. W seriach urządzeń "Primer" i "Profi" do użytku profesjonalnego manometry są drukowane i umożliwiają kontrolę ciśnienia. W mniejszych urządzeniach serii "Pico" do użytku domowego i ogrodowego stosowane są zawory tłokowe.

Przez długi czas formowanie wtryskowe i druk były dwoma niezależnymi etapami produkcji. Nowością w Mesto jest to, że jednostka drukująca tworzy teraz zintegrowaną jednostkę z komórką produkcyjną w technologii wtrysku.

Stało się to po tym, jak z eksploatacji wycofana została stara wtryskarka używana wcześniej do produkcji tłoków. Była okazja do przyjrzenia się z bliska procesowi produkcji pod kątem jego efektywności.

- Zawsze podchodzę do produkcji otwarcie i zastanawiam się, które procesy możemy w sensowny sposób zoptymalizować - podkreśla Sellmayr. Otrzymuję wiele cennych sugestii od swojego dostawcy wtryskarek i robotów liniowych firmy Wittmann. Pomysł zintegrowania druku z komórką do formowania wtryskowego narodził się również podczas wspólnego zwiedzania zakładu.  - Od razu przekonaliśmy się, że możemy zwiększyć wydajność i jakość druku, jeśli zoptymalizujemy cały proces, a nie tylko produkcję wtryskową - mówi Sellmayr.

Integracja w najmniejszej obudowie

Wyzwaniem w uruchomieniu nowego zintegrowanego procesu produkcyjnego była duża presja czasu. W tym przypadku Mesto skorzystało z faktu, że Wittmann mógł w bardzo krótkim czasie dostarczyć nową wtryskarkę SmartPower 80/525 Insider. W konstrukcji Insider robot liniowy Wittmann oraz taśmociąg są zabudowane w obrębie drzwi układu zamykania maszyny. Firma Mesto wykorzystała tę okazję i zleciła firmie Wittmann zintegrowanie nowego rozwiązania także w zakresie drukarek.

Koncepcja Insider firmy Wittmann została już zaprojektowana z myślą o ograniczeniu do minimum wymaganej powierzchni ustawczej oraz do osiągnięcia maksymalnej wydajności. Obudowa ochronna montowana jest bezpośrednio na przenośniku taśmowym. Regulatory temperatury lub inne elementy systemu można wygodnie przechowywać pod taśmociągiem. W porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami powierzchnia ustawcza dla maszyny jest zmniejszona nawet o 50 procent. W firmie Mesto firmie Wittmann udało się zintegrować nową stację drukarską w taki sposób, że nie zajmuje ona prawie żadnej dodatkowej przestrzeni. Łączy się z tylną częścią przenośnika taśmowego i pozostaje w obrębie siatki obudowy ochronnej. 

Produkcja odbywa się w formie 4-gniazdowej. Robot kartezjański Wittmann wyjmuje każdy z czterech tłoków i umieszcza je na pionowych kopułach małego wózka transportowego, który dostarcza je do trzech głowic drukujących. Manometry są drukowane podczas przejazdu. W tym celu kopułki karetki obracają się, dzięki czemu głowice drukujące mogą pracować dookoła bez konieczności zmiany swojego położenia. Manometry tłokowe są wyposażone w dwa pierścienie, a także skalę.

Po wydrukowaniu chwytak robota kartezjańskiego ponownie podnosi części i umieszcza je na przenośniku taśmowym. Jeśli tłoki są produkowane dla serii "Pico", która nie wymaga znakowania, stację drukarską można bardzo łatwo pominąć. W takim przypadku robot umieszcza tłoki na przenośniku taśmowym natychmiast po wyjęciu z formy.

Zapisano cały etap pracy

Proces formowania wtryskowego nadaje tempo drukowaniu wyprasek. Drukowanie musi zostać całkowicie zakończone w czasie cyklu wtrysku. W związku z tym możliwy był tylko bezpośredni proces drukowania, który nie wymaga ani obróbki wstępnej, ani długiego czasu schnięcia. Jeśli chwytak przenosi części natychmiast po wydrukowaniu, wydrukowany obraz nie może się rozmazywać.

Firma Wittmann oceniła wiele procesów drukowania, farb drukarskich i dostawców. Tampodruk został wykluczony ze względu na wymaganą obróbkę wstępną, a niektóre atramenty nie wytrzymały rygorystycznych testów odporności. Przeprowadzono testy wycierania i ścierania przy użyciu różnych rozpuszczalników. Dzieje się tak dlatego, że nawet później używane w opryskiwaczach manometry tłokowe mogą mieć kontakt z agresywnymi mediami, takimi jak pestycydy lub środki czyszczące.

Ostatecznie zdecydowano się na drukarkę atramentową marki Videojet. Zaowocowało to najlepszym wynikiem nie tylko pod względem trwałości farb drukarskich, ale także pod względem elastyczności. - Możemy bardzo precyzyjnie zmieniać położenie drukowanej skali - mówi Sellmayr.

Tendencja do integracji procesów nasila się - Wittmann obserwuje to również wśród innych Przetwórców. W każdym przypadku celem jest optymalne wykorzystanie wydajności poszczególnych komponentów instalacji. W szczególności często robot ma zapas czasu i może przejmować inne zadania podczas wtryskiwania i chłodzenia, takie jak drukowanie na komponentach w Mesto.

- Im więcej zadań robot wykonuje w komórce do formowania wtryskowego, tym mniej wysiłku mamy przy montażu - mówi Élise Sellmayr. - Manometry tłokowe pozostawiają komórkę formowania wtryskowego gotową do montażu. Integrując drukarkę, oszczędzamy cały etap pracy. A co za tym idzie dodatkowy duży wysiłek logistyczny. Dzieje się tak, ponieważ manometry tłokowe były początkowo składane w magazynie i zwykle drukowane w późniejszym terminie.

Zużycie energii zmniejszone o jedną trzecią

Wtryskarki SmartPower dominują w parku maszynowym firmy Mesto. Odkąd w 2017 roku firma uruchomiła kompleksowy projekt mający na celu zwiększenie efektywności energetycznej, stare wtryskarki są konsekwentnie zastępowane przez serwohydrauliczne maszyny SmartPower. Decydującym czynnikiem dla wymiany parku maszynowego była wysoka efektywność energetyczna wtryskarek Wittmann. - Natychmiast zauważyliśmy oszczędności związane ze zmianą - mówi Élise Sellmayr. - Przy tej samej liczbie maszyn udało nam się do tej pory zmniejszyć zużycie energii elektrycznej o jedną trzecią.

Kolejna zaleta: skupienie się na jednej marce maszyn ułatwia operatorom i ustawiaczom maszyn codzienną pracę. - Wszyscy bardzo dobrze dogadują się z systemem sterowania Wittmann - mówi Sellmayr.

Podczas naszej wycieczki po firmie dotarliśmy do wtryskarki SmartPower 180. Z linii produkcyjnej zjeżdżają pokrywy zbiorników ciśnieniowych, czarne płaskie tarcze z wystającymi ze środka tłoczyskami. W formie 2-gniazdowej pokrywy zbiorników są wtryskiwane bezpośrednio na tłoczyska. Przetwarzany jest polipropylen wzmocniony włóknem szklanym.

Niezwykle kompaktowe rozmieszczenie wszystkich komponentów jest również uderzające w tym gnieździe produkcyjnym. Również w tym przypadku liczy się elastyczność. W tym systemie firma Wittmann zintegrowała z ogólną koncepcją urządzenie podające do obtryskiwania prętów metalowych. Wyzwanie polegało na tym, żeby system obsługiwał różne tłoczyska w zależności od modelu opryskiwacza, z których wszystkie musiały być podawane przez jeden i ten sam magazyn.

Tłoczyska różnią się między sobą między innymi długością i średnicą. Istnieją pręty obrotowo symetryczne, a także te z latającą i gwintowaną stroną, które należy włożyć w określonej pozycji. Ponadto zmienia się materiał pręta, a tym samym zachowanie magnetyczne.

Wszystkie te aspekty musiały zostać wzięte pod uwagę podczas projektowania chwytaka. Co gorsza, wkładanie metalowych prętów i wyjmowanie gotowych części odbywa się po tej samej stronie narzędzia. W związku z tym chwytak musi łączyć całą funkcjonalność tylko z jednej strony i musi to robić bardzo kompaktowo, aby nadal móc bezpiecznie pracować w otwartym narzędziu.

We wszystkich rozważaniach dotyczących konstrukcji chwytaka, rozmiar i złożoność powstałego chwytaka oraz wydajność produkcji były ze sobą porównywane. W rezultacie, wszystkie wymagania można było połączyć na dwóch chwytakach. Wymiana chwytaka jest całkowicie zautomatyzowana.

Ostatecznym celem we wszystkich projektach jest skończenie z nadmierną inżynierią! Ponieważ byłoby to sprzeczne z wydajnością, elastycznością i łatwością użytkowania. - Przy każdym nowym projekcie omawiamy z Wittmann, co jest możliwe i jakie są nowe pomysły - podkreśla Élise Sellmayr. - Wtedy wspólnie zastanowimy się, który etap rozbudowy ma sens. W końcu są to wszystkie specjalne maszyny, które buduje się tylko raz. Właśnie to sprawia, że jest to tak ekscytujące.