Groene productie:duurzaam milieu en winkelvoordelen

"Green Manufacturing" is een veelgebruikte uitdrukking geworden die door velen in de grootste industrie van Amerika wordt gebruikt. Het wordt door Goodwin College gedefinieerd als "de vernieuwing van productieprocessen en het opzetten van milieuvriendelijke activiteiten binnen de productiesector." Door de tijd te nemen om verouderde processen te heroverwegen, kunt u tijd en geld besparen en uw reputatie als ultramodern bedrijf opbouwen. Het opzetten van milieuvriendelijke bewerkingsprocessen is een enorme stap in de goede richting om een ​​milieuvriendelijk bedrijf te creëren.

Green Manufacturing is de volgende logische stap voorwaarts voor de industrie.

Aan de slag met groene productie

De eerste stap die u moet nemen op uw mars naar een duurzamere machinewerkplaats en groene productie, is een evaluatie van de milieu-impact van uw faciliteiten. De meest gebruikelijke methode voor milieueffectbeoordeling van het productieproces is Life Cycle Assessment of LCA. ISO 14040 definieert LCA als de compilatie en evaluatie van de inputs, outputs en de potentiële milieueffecten van een productsysteem gedurende zijn levenscyclus.

4 vragen om jezelf te stellen:

1. Doeldefinitie en scoping – Wat probeer ik te bereiken met dit onderzoek?
2. Voorraadanalyse – Wat zijn de gekwantificeerde inputs (energie, water, materialen, enz.) en outputs (luchtemissie, afvalwater)?
3. Effectbeoordeling – Hoe beïnvloeden deze dingen het milieu?
4. Interpretatie – Wat kan ik veranderen om mijn processen efficiënter en milieuvriendelijker te maken?

Er zijn databases beschikbaar om te helpen bij de voorraadanalyse. Deze databases verzamelen informatie zoals voedingssnelheid, snijsnelheid, gereedschapsdiameter, snijtijd, koelmiddeleigenschappen en berekenen vervolgens al het materiaal en de energie-input en output.

De impact van snijvloeistoffen begrijpen

Snijvloeistoffen zijn hoogstwaarschijnlijk de grootste vervuiler in uw machinewerkplaats en staan ​​u in de weg om groene productie te realiseren. Volgens Modern Manufacturing Processes verbruikten Noord-Amerikaanse fabrikanten in 2002 meer dan 2 miljard gallons en is de markt voor metaalbewerkingsvloeistoffen sindsdien alleen maar gegroeid. Snijvloeistoffen hebben een aantal voordelen voor het bewerkingsproces, meestal met koeling van het snijgebied, smering en spaanafvoer.

Verontreinigingen

Het maximale uit uw koelmiddel halen is een belangrijke factor voor kostenefficiëntie in elke machinewerkplaats. Daarom is een van de grootste problemen waarmee u waarschijnlijk te maken krijgt, of waarmee u momenteel wordt geconfronteerd, de verslechtering van de prestaties van de snijvloeistof als gevolg van verontreinigingen. De meest voorkomende soorten verontreinigingen zijn:

1. Gratis oliën (zwervende of carterolie) - Vloeistof die de tandwielen en apparatuur van de CNC-machine smeert die in de snijvloeistof sijpelt
2. Grove deeltjes – Relatief groter vast afval, spanen en spanen
3. Fijne deeltjes – Extreem kleine stukjes van het werkstuk of snijgereedschap die meestal bestaan ​​uit zware metalen zoals kobalt, cadmium, chroom, aluminium en lood
4. Micro-organismen – Bacteriën en schimmels die in de muren en leidingen van de CNC-machine groeien

Grove deeltjes zoals spanen en spanen kunnen over het algemeen eenvoudig worden afgezogen met behulp van een H-ketting, ketting en vleugel, duwstang of een stroomgootsysteem. Fijne deeltjes zijn moeilijker omdat ze moeten worden gescheiden of gefiltreerd in de vorm van bezinktanks, schuimafscheiders, centrifugale afscheidingen of magnetische afscheiders. Vrije olie kan ook verwijderd worden door middel van filtratie, maar kan ook snel en eenvoudig worden opgevangen met een skimmer.

Het juiste filtersysteem kan zowel geld besparen op machinewerkplaatsen als het milieu helpen.

Micro-organismen zijn het moeilijkst te verwijderen, omdat ze een tiende van de grootte van fijne deeltjes kunnen zijn. "Maandagochtend stinkt" is een veelvoorkomende bijwerking van anaërobe bacteriën die waterstofsulfide afscheiden tijdens hun metabolische processen. Deze organismen zijn een van de belangrijkste redenen waarom koelvloeistof om de paar maanden uit een machine moet worden afgetapt en vervangen. Technologische vooruitgang van de afgelopen decennia hebben het voor membraanmicrofiltratiesystemen mogelijk gemaakt om biomassa en olie te scheiden van koelvloeistoffen. Met dit soort systemen hoeven operators geen problematische biociden meer te gebruiken, omdat deze vervelende gezondheidseffecten hebben voor zowel het milieu als de werknemers. Het is echter belangrijk op te merken dat de meeste micro-organismen niet in de snijvloeistof groeien, maar op de wanden/leidingen van de machine of begraven zijn in de resten van spanen op de bodem van de tank.

Enkele manieren om de opbouw van micro-organismen in uw winkel te verminderen zijn:

• Machines schoon houden – slib, spanen en spanen kunnen een broedplaats voor bacteriën zijn
• Verminder organische besmetting - speeksel, zweet, tabakssap en organisch materiaal zijn allemaal een voedselbron voor micro-organismen
• Verminder de hoeveelheid zwerverolie – Dit kan ook een voedselbron zijn

Een vuile stapel chips waar bacteriën groeien en je machine gaan stinken.

Soorten snijvloeistoffen

Een goede snijvloeistof moet een hoog vlampunt, een goede hechting, een hoge thermische stabiliteit en een hoge oxidatieve stabiliteit hebben. Een hoog vlampunt is noodzakelijk omdat de vloeistof bij hoge temperaturen niet mag vlam vatten (benzine heeft een laag vlampunt). Een goede hechting zorgt ervoor dat vloeistof aan het oppervlak van het werkstuk blijft kleven. Dit creëert een laag tussen het snijgereedschap en het werkstuk, waardoor ze worden gescheiden en dus wrijving wordt verminderd. Grotere hoeveelheden wrijving leiden tot een hogere snijkracht, wat leidt tot hogere snijtemperaturen.

Hoge snijtemperaturen zijn problematisch, omdat hierdoor het snijgereedschap sneller slijt en ook uw werkstuk kan verharden. Hoge thermische stabiliteit betekent dat de vloeistof bij hoge temperaturen een lage viscositeit moet hebben (een voorbeeld van een vloeistof met hoge viscositeit is honing bij kamertemperatuur). Een lagere viscositeit in het snijgebied zorgt voor minder wrijving en dus minder warmte en snijkracht. Een oxidatieve stabiliteit van snijvloeistoffen bepaalt uiteindelijk hoe lang die snijvloeistof kan worden gebruikt. Na een tijdje begint olie te oxideren, waardoor de viscositeit en de hoeveelheid slibafzettingen stijgen.

Overmatige hoeveelheden koelvloeistof kunnen een overmatige hoeveelheid afval betekenen.

Voor de toepassing van dit artikel worden snijvloeistoffen in twee brede categorieën ingedeeld:biologisch afbreekbaar en niet-biologisch afbreekbaar.

Niet-biologisch afbreekbare koelvloeistoffen

Niet-biologisch afbreekbare koelvloeistoffen zijn op aardolie gebaseerd. Ze hebben een hoge menselijke en ecologische toxiciteit, wat resulteert in gezondheidsrisico's op het werk. Ze hebben ook een ingewikkeld verwijderingsproces.

Biologisch afbreekbare koelvloeistoffen

Biologisch afbreekbare koelvloeistoffen zijn plantaardig. Deze worden meestal gemaakt van groenten zoals soja, kokos en canola, of niet-eetbare planten zoals neem, karanja en jatropha. Deze factor maakt ze een hernieuwbare hulpbron en minder giftig voor mens en milieu.

In de afgelopen jaren hebben sommige gemodificeerde plantaardige oliën de prestaties op het gebied van oppervlakteafwerking, hitteonderdrukking en smering overtroffen. Een studie, gepubliceerd in Science Direct, gericht op het draaien in 304 roestvrij staal, onthulde dat kokosolie met een boorzuuradditief significant beter was in het tegengaan van slijtage van de gereedschapsflank en oppervlakteruwheid in vergelijking met twee andere snijvloeistoffen. Dit was te danken aan de op groenten gebaseerde oplossingen met een hoge thermische stabiliteit.

Een andere studie, gepubliceerd in IOP Science, vond dat een combinatie van neem- en karanja-olie superieur was aan SAE 20W40 (op aardolie gebaseerde olie) met betrekking tot smering bij het boren van zacht staal. De resultaten toonden aan dat de plantaardige olie-oplossing de snijkracht van de bewerking verminderde vanwege de hogere viscositeit en hechting. Dit leidde uiteindelijk tot een betere oppervlakteafwerking van het onderdeel.

Samenvatting van kostenefficiënte koelvloeistofveranderingen die u kunt aanbrengen

• Verminder de opbouw van micro-organismen in uw machines door de machines schoon te houden en de hoeveelheid vervuiling van buitenaf te verminderen
• Installeer een membraanmicrofiltratiesysteem
• Schakel over op een efficiëntere en biologisch afbreekbare snijvloeistof

Het positieve effect van groen verspanen van droog verspanen

Droog machinaal bewerken moet worden gebruikt wanneer de gelegenheid zich voordoet, aangezien de kosten en milieuproblemen die samenhangen met het verkrijgen, beheren en afvoeren van snijvloeistof worden geëlimineerd. Een ander voordeel van droog verspanen is de afwezigheid van thermische schokken. Wanneer de snijplotter de snede verlaat maar er nog steeds koelvloeistof aan het stralen is, zal de grote temperatuurschok (thermische schok) ervoor zorgen dat de snijkant sneller kapot gaat dan wanneer deze fulltime warm zou zijn. Droog verspanen komt het meest voor bij verspanende bewerkingen met onderbroken sneden of bij het snijden van gehard staal. Het is vooral populair bij freesbewerkingen met hoge snelheden en voedingen. Snijden met hoge bedrijfsparameters zorgt ervoor dat de meeste warmte in de spanen wordt verspreid in plaats van in het werkstuk. Dit is ook het geval bij het bewerken van gehard staal.

Ideaal gereedschap voor droge bewerking

Het ideale snijgereedschap zou hittebestendiger en minder warmtegenererend moeten zijn. Carbide is een goede ondergrond omdat het extreem hard en sterk is. Gecoate gereedschappen zijn de beste optie voor droog verspanen omdat ze een verbeterde thermische isolatie en een verbeterde zelfsmering hebben.

Het positieve effect van smering met minimale hoeveelheid (MQL)

• Aanzienlijk verminderd vloeistofverbruik
• Veiligere snijvloeistoffen en smeermiddelen
• Verminderde gezondheidsrisico's voor werknemers
• Schonere winkelomgeving
• Minder onderhoud

Omdat in MQL zo'n kleine hoeveelheid vloeistof wordt gebruikt, is het een perfecte toepassing om iets duurdere plantaardige oliën te gebruiken. MQL is het meest effectief gebleken bij zaag- en boorwerkzaamheden.

De voordelen van groene productie

Een tweede blik op uw huidige bewerkingsactiviteiten door een milieubewuste lens kan u tijd en geld besparen en een minder gevaarlijke werkplek voor uw werknemers creëren. Met behulp van de bovenstaande technieken kan men de efficiëntie van de winkel benaderen en de nodige veranderingen doorvoeren ten behoeve van huidige en toekomstige generaties.