од Мајкл Кели, Allied PhotoChemical, и Дејвид Хагуд, Finishing Technology Solutions
Замислете да можете да ги елиминирате речиси сите VOC (испарливи органски соединенија) во процесот на производство на цевки и туби, што е еднакво на 10.000 фунти VOC годишно. Исто така, замислете производство со поголеми брзини со поголем проток и помал трошок по дел / линеарна стапка.
Одржливите производствени процеси се клучни за водење кон поефикасно и оптимизирано производство на северноамериканскиот пазар. Одржливоста може да се мери на различни начини:
Намалување на VOC
Помала потрошувачка на енергија
Оптимизирана работна сила
Побрзо производство (повеќе со помалку)
Поефикасно користење на капиталот
Плус, многу комбинации од горенаведеното
Неодамна, водечки производител на цевки имплементираше нова стратегија за своите операции за премачкување. Претходните платформи за премачкување на производителот беа на база на вода, кои имаат висока содржина на VOC и се исто така запаливи. Платформата за одржливо премачкување што беше имплементирана беше технологија за премачкување со ултравиолетово (UV) зрачење од 100% цврсти материи. Во овој напис се сумирани почетните проблеми на клиентот, процесот на UV премачкување, целокупните подобрувања на процесот, заштедите на трошоците и намалувањето на VOC.
Операции на премачкување во производството на цевки
Производителот користел процес на премачкување на база на вода што оставил неред, како што е прикажано на сликите 1а и 1б. Процесот не само што резултирал со трошење на материјали за премачкување, туку создал и опасност на подот од фабриката што ја зголемила изложеноста на VOC и опасноста од пожар. Покрај тоа, клиентот сакал подобрени перформанси на премачкување во споредба со моменталната употреба на премачкување на база на вода.
Иако многу експерти од индустријата директно ќе ги споредат премазите на база на вода со UV премазите, ова не е реална споредба и може да биде погрешна. Вистинскиот UV премаз е подмножество од процесот на UV премази.
Слика 1. Процес на вклучување во проектот
УВ е процес
УВ зрачењето е процес што нуди значајни еколошки предности, целокупни подобрувања на процесот, подобрени перформанси на производот и, да, заштеди по линеарно стапало за премачкување. За успешно спроведување на проект за УВ премази, УВ зрачењето мора да се гледа како процес со три главни компоненти – 1) клиентот, 2) интеграторот на опремата за примена и стврднување на УВ зрачењето и 3) партнерот за технологија на премази.
Сите три од нив се од клучно значење за успешно планирање и имплементација на систем за UV премачкување. Затоа, да го разгледаме целокупниот процес на ангажирање во проектот (Слика 1). Во повеќето случаи, овој напор го води партнерот за технологија на UV премачкување.
Клучот за секој успешен проект е да има јасно дефинирани чекори за ангажман, со вградена флексибилност и можност за прилагодување кон различни типови клиенти и нивните апликации. Овие седум фази на ангажман се основа за успешно ангажирање на проектот со клиентот: 1) дискусија за целокупниот процес; 2) дискусија за поврат на инвестицијата; 3) спецификации на производот; 4) целокупна спецификација на процесот; 5) пробни проби; 6) RFQ / целокупна спецификација на проектот; и 7) континуирана комуникација.
Овие фази на ангажирање може да се следат сериски, некои може да се случат истовремено или може да се менуваат, но сите мора да се завршат. Оваа вградена флексибилност им обезбедува најголема шанса за успех на учесниците. Во некои случаи, можеби е најдобро да се ангажира експерт за UV процеси како ресурс со вредно искуство во индустријата во сите форми на технологија за премачкување, но најважно од сè, со силно искуство во UV процеси. Овој експерт може да се справи со сите проблеми и да дејствува како неутрален ресурс за правилно и праведно оценување на технологиите за премачкување.
Фаза 1. Дискусија за целокупниот процес
Тука се разменуваат почетни информации во врска со тековниот процес на клиентот, со јасна дефиниција за тековниот распоред и јасно дефинирани позитивни/негативни страни. Во многу случаи, треба да постои договор за меѓусебно неоткривање (NDA). Потоа, треба да се идентификуваат јасно дефинирани цели за подобрување на процесот. Тие можат да вклучуваат:
Одржливост – намалување на VOC
Намалување и оптимизација на работната сила
Подобрен квалитет
Зголемена брзина на линијата
Намалување на подната површина
Преглед на трошоците за енергија
Одржливост на системот за премачкување – резервни делови, итн.
Потоа, се дефинираат специфични метрики врз основа на овие идентификувани подобрувања на процесот.
Фаза 2. Дискусија за поврат на инвестицијата (ROI)
Важно е да се разбере повратот на инвестицијата (ROI) за проектот во почетните фази. Иако нивото на детали не мора да биде на нивото што ќе биде потребно за одобрување на проектот, клиентот треба да има јасен преглед на тековните трошоци. Тие треба да вклучуваат цена по производ, по линеарна стапка итн.; трошоци за енергија; трошоци за интелектуална сопственост (IP); трошоци за квалитет; трошоци за оператор/одржување; трошоци за одржливост; и трошоци за капитал. (За пристап до калкулаторите за поврат на инвестицијата, видете го крајот на овој напис.)
Фаза 3. Дискусија за спецификациите на производот
Како и со секој производ произведен денес, основните спецификации на производот се дефинираат во почетните дискусии за проектот. Во однос на апликациите за премачкување, овие спецификации на производот еволуирале со текот на времето за да ги задоволат производствените потреби и обично не се исполнуваат со тековниот процес на премачкување на клиентот. Ние го нарекуваме „денес наспроти утре“. Тоа е балансирачки чин помеѓу разбирањето на тековните спецификации на производот (кои можеби не се исполнуваат со тековниот премачкување) и дефинирањето на идните потреби кои се реални (што секогаш е балансирачки чин).
Фаза 4. Општи спецификации на процесот
Слика 2. Подобрувања на процесот достапни при преминување од процес на премачкување на база на вода кон процес на UV-премачкување
Клиентот треба целосно да го разбере и дефинира тековниот процес, заедно со позитивните и негативните страни на постојните практики. Ова е важно интеграторот на UV системи да го разбере, за да можат да се земат предвид работите што одат добро и работите што не одат добро при дизајнирањето на новиот UV систем. Тука UV процесот нуди значајни предности што можат да вклучуваат зголемена брзина на премачкување, намалени барања за простор на подот и намалување на температурата и влажноста (видете ја Слика 2). Заедничката посета на производствениот погон на клиентот е препорачлива и обезбедува одлична рамка за разбирање на потребите и барањата на клиентот.
Фаза 5. Демонстрација и пробни возења
Купувачот и интеграторот на UV системи треба да го посетат и објектот на добавувачот на премази, за да им се овозможи на сите да учествуваат во симулација на процесот на UV премачкување на купувачот. Во овој период, ќе се појават многу нови идеи и предлози како што ќе се одвиваат следните активности:
Симулација, примероци и тестирање
Споредба со тестирање на конкурентни производи за премачкување
Преглед на најдобрите практики
Преглед на процедурите за сертификација на квалитет
Запознајте ги UV интеграторите
Развијте детален план за дејствување во иднина
Фаза 6. RFQ / Општа спецификација на проектот
Документот за барањето за понуда на клиентот треба да ги содржи сите релевантни информации и барања за новата операција на UV премачкување, како што е дефинирано во дискусиите за процесот. Документот треба да ги вклучи најдобрите практики идентификувани од компанијата за технологија на UV премачкување, што може да вклучува загревање на премазот преку систем за греење со водена обвивка до врвот на пиштолот; загревање и мешање во торба; и ваги за мерење на потрошувачката на премаз.
Фаза 7. Континуирана комуникација
Средствата за комуникација помеѓу клиентот, UV интеграторот и компанијата за UV премази се од клучно значење и треба да се охрабруваат. Денешната технологија го прави многу лесно закажувањето и учеството во редовни повици преку Zoom / конференциски повици. Не треба да има изненадувања кога се инсталира UV опремата или системот.
Резултати остварени од производителот на цевки
Критична област што треба да се земе предвид во секој проект за UV премачкување е вкупната заштеда на трошоци. Во овој случај, производителот оствари заштеди во неколку области, вклучувајќи ги трошоците за енергија, трошоците за работна сила и потрошните материјали за премачкување.
Трошоци за енергија – УВ греење со микробранова печка наспроти индукциско греење
Во типичните системи за премази на база на вода, потребно е претходно или постиндукциско загревање на цевката. Индукциските грејачи се скапи, потрошувачи на голема енергија и можат да имаат значителни проблеми со одржувањето. Покрај тоа, решението на база на вода бараше потрошувачка на енергија од 200 kW од индукцискиот грејач, во споредба со 90 kW што ги користат микробрановите UV ламби.
Табела 1. Заштеда на трошоци поголема од 100 kW/час со користење на микробранов UV систем со 10 ламби во споредба со индукциски систем за греење
Како што се гледа во Табела 1, производителот на цевки остварил заштеди поголеми од 100 kW на час по имплементацијата на технологијата за UV премачкување, а воедно ги намалил трошоците за енергија за повеќе од 71.000 долари годишно.
Слика 3. Илустрација на годишни заштеди на трошоци за електрична енергија
Заштедите на трошоците за оваа намалена потрошувачка на енергија беа проценети врз основа на проценетите трошоци за електрична енергија од 14,33 центи/kWh. Намалувањето на потрошувачката на енергија од 100 kW/час, пресметано во две смени за 50 недели годишно (пет дена во неделата, 20 часа по смена), резултира со заштеда од 71.650 долари, како што е илустрирано на Слика 3.
Намалување на трошоците за работна сила – Оператори и одржување
Бидејќи производствените субјекти продолжуваат да ги проценуваат своите трошоци за работна сила, UV процесот нуди уникатни заштеди во однос на работните часови на операторот и одржувањето. Со премази на база на вода, влажниот премаз може да се зацврсти низводно на опремата за ракување со материјали, која на крајот мора да се отстрани.
Операторите на производствениот погон трошеа вкупно 28 часа неделно отстранувајќи/чистејќи го премазот на водна база од опремата за ракување со материјали низводно.
Покрај заштедите на трошоци (проценети 28 работни часови x 36 долари [оптоварени трошоци] на час = 1.008,00 долари неделно или 50.400 долари годишно), физичките барања за работна сила за операторите можат да бидат фрустрирачки, одземаат многу време и се крајно опасни.
Клиентот таргетираше чистење на премази за секое тримесечје, со трошоци за работна сила од 1.900 долари по тримесечје, плус направените трошоци за отстранување на премази, за вкупно 2.500 долари. Вкупните заштеди годишно изнесуваа 10.000 долари.
Заштеда на премачкување – на база на вода наспроти UV
Производството на цевки на локацијата на клиентот изнесуваше 12.000 тони месечно од цевки со дијаметар од 9,625 инчи. На сумирана основа, ова е еквивалентно на приближно 570.000 линеарни стапки / ~ 12.700 парчиња. Процесот на примена на новата технологија за UV премачкување вклучуваше пиштоли за прскање со голем волумен/низок притисок со типична целна дебелина од 1,5 мил. Стврднувањето беше постигнато со употреба на UV микробранови ламби Heraeus. Заштедите во трошоците за премачкување и трошоците за транспорт/внатрешно ракување се сумирани во табелите 2 и 3.
Табела 2. Споредба на трошоците за премачкување – UV наспроти премази на база на вода по линеарен метар
Табела 3. Дополнителни заштеди од пониски трошоци за дојдовен транспорт и намалено ракување со материјали на лице место
Покрај тоа, може да се остварат дополнителни заштеди на трошоци за материјали и труд и зголемување на ефикасноста на производството.
УВ премазите се регенерирачки (премазите на база на вода не се), што овозможува ефикасност од најмалку 96%.
Операторите трошат помалку време за чистење и одржување на опремата за нанесување бидејќи UV премазот не се суши освен ако не е изложен на UV енергија со висок интензитет.
Брзините на производство се поголеми, а клиентот има потенцијал да ги зголеми брзините на производство од 100 стапки во минута на 150 стапки во минута – зголемување од 50%.
Опремата за UV процесирање обично има вграден циклус на испирање, кој се следи и закажува според часови на производство. Ова може да се прилагоди според потребите на клиентот, што резултира со помалку работна сила потребна за чистење на системот.
Во овој пример, клиентот оствари заштеда на трошоци од 1.277.400 долари годишно.
Намалување на VOC
Имплементацијата на технологијата за UV премачкување, исто така, ги намали VOC, како што се гледа на Слика 4.
Слика 4. Намалување на VOC како резултат на имплементација на UV премаз
Заклучок
Технологијата за UV премази им овозможува на производителите на цевки практично да ги елиминираат VOC во нивните операции за премачкување, а воедно да обезбедат одржлив процес на производство што ја подобрува продуктивноста и целокупните перформанси на производот. Системите за UV премачкување, исто така, водат до значителни заштеди на трошоци. Како што е наведено во овој напис, вкупните заштеди на клиентот надминаа 1.200.000 долари годишно, плус елиминираа над 154.000 фунти емисии на VOC.
За повеќе информации и за пристап до калкулатори за ROI, посетете ја страницата www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. За дополнителни подобрувања на процесот и пример за калкулатор за ROI, посетете ја страницата www.uvebtechnology.com.
СТРАНИЧНА ЛЕНТА
Одржливост на процесот на UV премачкување / Предности на животната средина:
Без испарливи органски соединенија (VOC)
Без опасни загадувачи на воздухот (HAPs)
Незапаливо
Без растворувачи, води или полнила
Нема проблеми со влажноста или температурата при производство
Целокупни подобрувања на процесот што ги нудат UV премазите:
Големи брзини на производство од 800 до 900 стапки во минута, во зависност од големината на производот
Мал физички отпечаток од помалку од 35 стапки (линеарна должина)
Минимална работа во процес
Моментално сушење без потреба од пост-стврднување
Нема проблеми со влажното обложување низводно
Нема прилагодување на премазот за проблеми со температурата или влажноста
Нема посебно ракување/складирање за време на промени во смени, одржување или прекини за време на викенд
Намалување на трошоците за работна сила поврзани со операторите и одржувањето
Способност за враќање на прекумерното прскање, повторно филтрирање и повторно воведување во системот за премачкување
Подобрени перформанси на производот со UV премази:
Подобрени резултати од тестирањето на влажноста
Одлични резултати од тестирањето на солена магла
Способност за прилагодување на атрибутите на облогата и бојата
Достапни се проѕирни премази, металик бои и други бои
Пониски трошоци за премачкување по линеарно стапало, како што е прикажано со калкулаторот за поврат на инвестицијата:
Време на објавување: 14 декември 2023 година
