Ko se na izdelkih po rezanju, žigosanju, laserskem razrezu ali strojni obdelavi kopičijo ostri robovi, ostružki in neenakomerna površina, ročno raziglevanje hitro postane ozko grlo. Primer uvedbe vibracijskega procesa v proizvodnji pokaže, da rešitev ni samo nakup stroja. Odločilni so pravilno opredeljen cilj obdelave, ustrezen obdelovalni medij, primerna sestava delov in preverjen rezultat na dejanskem vzorcu.

Vibracijska obdelava je primerna za serijsko raziglevanje, glajenje, čiščenje, zaokroževanje robov ter pripravo kovinskih kosov za nadaljnje postopke, kot so galvanizacija, lakiranje, varjenje ali poliranje. Pri pravilni uvedbi zmanjša delež ročnega dela in predvsem ponovljivost rezultata manj prepusti posameznemu izvajalcu.

Izhodišče: serija majhnih jeklenih nosilcev

Predstavljajmo si proizvodnjo manjših lasersko izrezanih in upognjenih nosilcev iz konstrukcijskega jekla. Posamezen kos ima več notranjih odprtin, zunanje konture in robove po upogibanju. Pred lakiranjem morajo biti robovi varni za rokovanje, brez ostružkov in dovolj enakomerni, da se premaz na kritičnih mestih dobro oprime.

V obstoječem postopku operater vsak kos obdela z ročnim brusilnikom, lamelnim kolutom ali abrazivnim trakom. Pri manjši seriji je takšen pristop lahko sprejemljiv. Pri več sto ali več tisoč kosih mesečno pa se pojavijo značilne težave: čas obdelave ni enakomeren, kakovost je odvisna od izvajalca, notranje odprtine ostanejo neobdelane, pri premočnem pritisku pa nastanejo sledi brušenja ali preveč zaobljeni robovi.

Cilj uvedbe vibracijskega procesa zato ni nujno doseči zrcalnega sijaja. V tem primeru je cilj jasno določen: odstraniti ostre robove in manjše ostružke, izenačiti površino ter ohraniti geometrijo in mere funkcionalnih območij izdelka.

Primer uvedbe vibracijskega procesa v proizvodnji

Uvedba se začne z vzorci, ne s kataloško izbiro stroja. Na preizkus je treba poslati reprezentativne kose iz redne proizvodnje – tudi takšne z najslabšimi robovi, zahtevnejšimi odprtinami in občutljivimi površinami. Vzorec, ki je ročno dodatno očiščen pred testom, ne pokaže realnega stanja procesa.

Pri nosilcih iz primera tehnolog najprej preveri material, debelino pločevine, velikost in obliko izdelkov, začetno stanje robov ter zahtevan končni videz. Pomembni so tudi podatki o serijah. Stroj, ki učinkovito obdela 50 kosov na dan, ni samodejno prava izbira za proizvodnjo z več izmenami in stalnim pretokom materiala.

Za raziglevanje jeklenih kosov se lahko izbere keramični obdelovalni medij ustrezne oblike in granulacije. Trikotni ali klinasti mediji lažje dosežejo odprtine in notranje kote, vendar mora biti njihova velikost usklajena z geometrijo izdelka. Premajhen medij se lahko zatakne v odprtinah, prevelik pa ne doseže kritičnih mest. Pri občutljivejših kosih ali kadar je pomemben predvsem videz površine se uporabi tudi plastični medij, ki obdeluje nežneje.

Poleg medija se določi procesna tekočina. Ta pomaga odstranjevati nečistoče, omejuje nastanek oksidacije, izboljšuje izpiranje in vpliva na videz obdelane površine. Suha vibracijska obdelava je za posamezne naloge smiselna, vendar pri raziglevanju in pranju kovinskih izdelkov mokri postopek pogosto omogoča bolj nadzorovan rezultat.

Nastavitev poskusne obdelave

V vibracijskem stroju se ne obdeluje samo posameznega kosa, temveč celotna polnitev. Razmerje med izdelki in medijem mora omogočiti dovolj gibanja, hkrati pa preprečiti medsebojno udarjanje kosov. Pri tanki pločevini, vidnih površinah ali kosih z občutljivimi robovi je to ključnega pomena, saj lahko neustrezna obremenitev povzroči vtise, praske ali deformacije.

V prvem testu se praviloma ne išče najkrajšega možnega časa. Bolj uporabno je preveriti več časovnih intervalov, na primer 20, 40 in 60 minut, ter nato primerjati stopnjo raziglevanja, videz površine in ohranjenost mer. Če se po 20 minutah ostri robovi odstranijo, po 60 minutah pa postanejo robovi preveč zaobljeni, je procesna meja jasna. Dodatni čas ne pomeni nujno boljše kakovosti.

Pri preizkusu je treba preveriti tudi izdelke po sušenju. Mokra površina lahko prikrije drobne praske, ostanke procesne tekočine ali sledove korozije. Če so kosi namenjeni lakiranju, je smiselno v oceno vključiti tudi lakirnico oziroma odgovorno osebo za nadaljnji proces, ne le proizvodnje, ki izvaja raziglevanje.

Kaj se meri pred odločitvijo

Ocena uspešnosti ne sme temeljiti samo na občutku, da je kos na dotik bolj gladek. Vodja proizvodnje potrebuje primerljive podatke o času, strošku in kakovosti. Pri nosilcih iz primera se preverijo ostri robovi na zunanjih konturah in odprtinah, enakomernost površine, sprememba kritičnih mer, morebitno zatikanje medija ter čas, potreben za nalaganje, praznjenje, izpiranje in sušenje.

Enako pomemben je pretok skozi celico. Vibracijski stroj lahko obdela veliko kosov hkrati, vendar bo dejanska zmogljivost nižja, če so nalaganje, ločevanje medija, pranje ali sušenje ročni in počasni. Za nekatere proizvodnje zadošča samostojen vibracijski stroj. Pri večjih serijah je smiselno razmišljati o povezavi z ločevalnikom, transportom in sušilnikom, saj se tako zmanjša ročno prelaganje ter možnost mešanja serij.

Strošek se zato primerja na ravni celotnega procesa. Upoštevati je treba delovni čas operaterja, obrabo medija, porabo procesne tekočine in vode, energijo, vzdrževanje ter strošek ravnanja z odpadnimi vodami oziroma ostanki procesa. Ročno brušenje ima pogosto nižji začetni vložek, vendar lahko pri ponavljajočih se serijah povzroča visoke stroške dela in velika nihanja kakovosti.

Kdaj vibracijski postopek ni samostojna rešitev

Vibracijska obdelava ne nadomesti vseh postopkov končne obdelave. Če je na kosu velik srh po grobem rezanju, izrazit zvar ali globoka poškodba, bo predhodno potrebno brušenje. Enako velja, kadar je predpisana natančno določena geometrija roba, zelo majhna dovoljena sprememba mere ali visokosijajni videz na izbranih vidnih površinah.

Zahtevni so tudi izdelki, ki se med seboj zapletajo, ter zelo tanki ali dolgi deli, pri katerih obstaja nevarnost deformacije. V takšnih primerih se rešitev lahko poišče z ločeno obdelavo, prilagojenimi nosilci, drugačnim medijem ali kombinacijo vibracijske in ročne obdelave. Smisel procesa ni odstraniti vsake ročne operacije za vsako ceno, ampak jo omejiti na mesta, kjer strojna obdelava ne more zagotoviti zahtevanega rezultata.

Prehod iz testa v redno proizvodnjo

Ko vzorec potrdi zahtevano kakovost, je treba proces zapisati. Delovni nalog naj določa vrsto stroja, medij, procesno tekočino, količino polnitve, čas obdelave, način izpiranja in sušenja ter merila končne kontrole. Brez teh podatkov se lahko rezultat med izmenami spremeni že zaradi zamenjave medija ali drugačne napolnjenosti stroja.

Medij se z uporabo obrablja, zato je potreben nadzor njegove velikosti in redno dopolnjevanje. Spremljati je treba koncentracijo procesne tekočine, stanje vode in čistočo stroja. To niso obrobne naloge vzdrževanja, ampak pogoji za stabilno kakovost. Proces, ki je bil dober pri prvem vzorcu, lahko brez osnovne discipline po nekaj tednih daje opazno slabši rezultat.

Pred investicijo je smiselno preveriti vzorce na dejanskih izdelkih in oceniti tudi možnost storitvene obdelave. MINOX lahko pri tem pomaga s preizkusom vzorcev, izbiro vibracijskega stroja KROMAS, medija in spremljajoče opreme ali z izvedbo obdelave, kadar lastna kapaciteta še ni upravičena.

Najboljša uvedba vibracijskega procesa se zato ne začne z vprašanjem, kateri stroj kupiti, temveč s konkretnim kosom, jasno zahtevo za površino in merljivim proizvodnim ciljem. Ko je to določeno, postane tehnologija predvidljiv del proizvodnje in ne še ena postaja, na kateri se napake rešujejo ročno.