Nástroje | 4. 12. 2019

Odbřitování pro obzvláštní čistotu dílů

Zvláštní specifikace čistoty v rozsahu méně než 100 mikrometrů jsou dnes běžné v mnoha odvětvích. V procesech je lze bezpečně splnit – zejména u třískově obráběných dílů s komplexními geometriemi – jen tehdy, pokud bylo předem provedeno spolehlivé odbřitování. Nové řešení kombinuje oba procesy s velice rychlou automatizací a umožňuje tak sloučit odbřitování a čištění v jednom vysoce flexibilním zařízení.

 

Díly jsou čím dál menší a komplexnější. S tím je obvykle spojena také zvýšená citlivost vůči zvláštním nečistotám a z ní plynou vyšší nároky na čistotu obrobků. V závislosti na dílu a jeho použití je nutné splnit specifikace například „žádná částice větší než 200, 300 nebo 400 mikrometrů“. To vede k tomu, že výrobce, zejména v případě obrobků s komplexními geometriemi, třískově vyráběných nebo opracovávaných z kovů, vynakládá velké úsilí na čištění, aby splnil požadavky. Navzdory tomuto úsilí se při následné kontrole čistoty často objevují na analytickém filtru částice, které jsou větší, než je dovoleno. Součást nebo také celá šarže obrobků pak není dostatečně čistá pro konečnou montáž.

 

Částice – často uvolněné otřepy

Odpovědné jsou za to často neodstraněné otřepy a jehly, které se během čištění uvolní, ale úplně se nevymyjí. Dalším zdrojem je manipulace s díly během kontroly zbytkových nečistot, při které se také mohou odlomit otřepy. Jedná se přitom o nežádoucí podíly materiálu, které se v důsledku vypuzení materiálu usazují na opracovaných hranách a na povrchu dílů a jsou stále pevně spojené s obrobkem. Protože třískově vyráběné obrobky mají často obtížně přístupné části, jako podbroušení, štěrbiny, drážky, vnitřní a křížící se otvory, představují při odbřitování zvláštní výzvu. Nezávisle na tom musí být tyto zbytky po obrábění také zde odstraněny, protože u dílů s kritickými nároky na čistotu, například u hydraulických součástí, jako jsou převodovky, brzdy a řízení, nebo u ventilů a skříní pro motory a čerpadla, se mohou otřepy v pozdějším provozu uvolnit a narušit správné fungování nebo dokonce zapříčinit výpadek systému.

 

Odbřitování – úkol v rámci výroby nebo čištění?

Navzdory velkému významu pro kvalitu dílů se na odbřitování ještě často pohlíží jako na neproduktivní výrobní krok. Z toho vyplývají ne zřídkavé kontroverzní diskuse mezi provozovateli a výrobci čisticích zařízení. Zejména při vysokých nárocích na čistotu je proto dnes běžné, že výrobce zařízení přislíbí dosažení konkrétních požadovaných hodnot zbytkových nečistot pouze u čistých a úplně odbřitovaných dílů.

 

Vysokotlaké proudy vody – cílené odstraňování otřepů

Odbřitování se v každodenní průmyslové praxi provádí různými metodami, které můžeme obecně rozdělit na necílené a cílené postupy. U dílů z oceli a hliníku s komplexními vnitřními geometriemi se při cíleném odstraňování otřepů osvědčily vysokotlaké proudy vody. Používají se přitom různé odbřitovací nástroje, např. různé trysky nebo dmýchací trubky, které zajedou do otvorů a vnitřních geometrií a cíleně zde odstraní otřepy proudem vody. Tlak proudu vody přitom značně přesahuje pozdější pracovní tlak, při němž budou dílem protékat kapaliny, např. hydraulický olej. Pokud například olejové čerpadlo pracuje se 150 bary, provádí se odbřitování nejméně při 300 barech. Otřepy, které přitom nelze odstranit, již při pozdějším provozu čerpadla nepředstavují žádné riziko.

Toto cílené odbřitování předpokládá, že jsou předem definována místa otřepů podmíněná výrobou a že je známo, jak proběhlo mechanické obrábění. Na základě těchto informací je možné vytvořit program odbřitování pro konkrétní díl. Ten zajistí, že proud vody zatíží otřep tak, že nebude pouze zatlačen do otvoru, nýbrž zcela odstraněn.

 

Problematika rozhraní – odstraňování otřepů a začišťování

Protože se odbřitování s ohledem na  úsporu energie a zdrojů provádí s nejnižšími možnými tlaky a množstvím vody, zůstávají potom na obrobcích třísky nebo částice. Z tohoto důvodu se uvolněné otřepy při velmi malém množství vody nevymyjí. Zde pak vstupuje do hry čištění dílů, které se obvykle provádí v samostatném zařízení, a to většinou v dávkových procesech. Tato konstelace staví provozovatele před různé výzvy. Mezi ně patří, že k řešení úlohy „čisté díly odpovídající požadavkům“ jsou zapotřebí dvě zařízení a odpovědnost za procesy nese provozovatel zařízení, pokud si pro obě zařízení sežene různé dodavatele. Jestliže nastanou problémy s čistotou, je řešení nezřídka obtížné, protože odpovědnost za celkový výsledek spočívá v různých rukách. K tomu přičtěme, že čištění dílů v dávkových procesech vyžaduje dodatečné náklady na manipulaci a náležitě vyprojektované nosiče obrobků, přičemž se provádí pouze všeobecné čištění dílů. Cílené opracování míst s kritickými požadavky na čistotu přitom není možné.

 

V jednom procesu – cílené odbřitování a jednotlivé čištění dílů Obrobky s přísnými požadavky na čistotu se proto v ideálním případě nejen cíleně odbřitují jako jednotlivé díly, nýbrž ve stejném procesu také čistí. Řešení tohoto typu byla ovšem doposud k dispozici jen velice omezeně. Pomoc zde přináší zcela nově vyvinutý, vysoce flexibilní koncept zařízení s integrovaným lineárním systémem pro dopravu dílů a s automatizací dimenzovanou podle potřeby. Modulárně zkonstruovaná jednotka EcoCvelox od firmy Ecoclean kombinuje odbřitování vysokotlakým proudem vody v 5 osách s různými procesy pro čištění a sušení dílů. Standardní moduly jsou dimenzované pro díly o rozměrech 200 x 200 x 200 mm, které jsou přiváženy na paletách. Jednotlivé operace je možné provádět s dobami cyklů 15 sekund na paletu, přičemž asi 14,5 sekundy připadá na samotný proces.

 

Odbřitování a čištění – možnost individuální konfigurace

Je možné individuálně konfigurovat a podle požadavků rozšiřovat různé prvky pro odbřitování, čištění a sušení dílů. Vysokotlaké odbřitování je možné provádět se sériovým jednotlivým vřetenem a tlakem až 1000 barů (v případě potřeby až 3000 barů) nebo s volitelnou vysokotlakou revolverovou hlavou, která může být vybavena až pěti různými nástroji. V obou případech je možné tyto systémy dimenzovat podle konkrétních dílů. Pro čištění dílů jsou k dispozici procesy mytí vstřikovacím zaplavením, čištění ostřikováním, ultrazvuk a cílené oplachování, které lze různě kombinovat. Sušení se může provádět vysokorychlostním ofukováním nebo vakuově, přičemž sušení ofukováním může být – při odpovídající době taktu – také integrováno v čisticím modulu.

 

Rozhraní CAD/CAM – rychlé a jednoduché programování

Do odbřitovacího modulu může být integrováno rozhraní CAD/CAM přizpůsobené konkrétnímu vybavení obráběcího stroje. Pro programování vysokotlakého odbřitování je pak možné převzít již existující data z výroby dílů, takže programování může být provedeno jednoduše a rychle offline a nahráno do řízení systému. Kromě toho je možné v nejkratším čase a s nízkými náklady implementovat procesy odbřitování pro nové díly. Detekce obrobků může být prováděna mimo jiné integrovatelným kamerovým systémem, takže lze účinně a hospodárně provádět také odbřitování dílů v šaržích o velikosti 1.

Díky vysoké flexibilitě konfigurace zařízení a tvorby procesů pokrývá toto nové řešení od jednoho dodavatele hospodárně všechny požadavky v oblastech odbřitování, čištění a sušení. Kromě toho dává jednoduchá obsluha a nekomplikovanost údržby pádnou odpověď na neustále rostoucí nároky na čistotu.


www.ecoclean-group.cz