Témata
Reklama

Filtrační systémy výrobních zařízení vs. ekodesign

16. 11. 2016

Dnešním světovým trendem je všechny systémy zefektivňovat, což v současné mluvě hlavně znamená zlevňovat. Nejde však o pořizovací cenu – optimalizují se veškeré systémy se snahou zlevnit jejich provoz. Na straně druhé se ovšem zpřísňují požadavky na bezpečnost práce, zpřísňuje se legislativa (emise, normy apod.), což je při návrhu jakéhokoliv technického řešení také potřeba zohlednit.

Jedním takovým systémem, který je nezbytný pro plnění ekologických předpisů a předpisů bezpečnosti práce, je filtrace olejových mlhovin, které vznikají při obrábění za použití chladicího média. Ing. David Kratochvíl ze společnosti WEMAC prodává filtrační systémy již přes dvacet let. Využili jsme jeho zkušeností a zeptali se ho na ekodesign filtračních systémů.

MM: Prodejem filtračních systémů se zabýváte přes dvacet let. Jak se požadavky na systémy za ta léta změnily? Myslím např. hlavně z legislativního hlediska, jak se zpřísnila pravidla? A co to v praxi znamená?

Ing. Kratochvíl: Historicky se sešlo před zhruba 15 až 20 lety několik věcí. Zásadní změna zřejmě přišla se vstupem země do EU. Do té doby byla problematika ovzduší na pracovišti v určitém daném stavu, ale po roce 2000 došlo ke skokové změně ve vnímání tohoto problému. Procesy evropské integrace bezpochyby urychlily legislativní vývoj v této oblasti až do současného stavu, kdy např. česká norma č. 361/2007 stanovuje jasné limity olejových a emulzních aerosolů na pracovišti na hodnotu 5 mg.m-3. Pro porovnání uvádím, že běžný, ne moc výkonný obráběcí stroj produkuje při obrábění aerosol o koncentraci do 10 mg.m-3, ale jsou i provozy, kde naměříme 150 až 200 mg.m-3 – a pracovat v takovém prostředí opravdu nikomu nepřeji. Takže vstup do EU byl z tohoto pohledu poměrně jasný impulz.

Dalšími faktory, které je možno vysledovat, byly standardy a zvyklosti zahraničních strojírenských firem, které do České republiky přicházely. I když mnoho z nich se v ČR z hlediska investic do pracovního prostředí chovalo méně principiálně než ve svých mateřských zemích, přece jen kvalitativní posun byl dosti patrný. V této věci sehrály pozitivní roli i odbory, především u větších firem. A v neposlední řadě pochopitelně trvale roste i povědomí technické veřejnosti o vlivu různých chemikálií na zdraví člověka a také podnikatelé, kteří u svých strojů sami pracují, se stále častěji na různé metody filtrace a jejich účinnost dotazovali a dotazují. Trend je tedy docela jasný a lze předpokládat, že výše zmiňovaný limit 5 mg.m-3 dříve či později padne – v některých okolních zemích jsou limity mnohem tvrdší; např. ve Švédsku je povolený limit pouze 1 mg.m-3 a podobně.

To, co bylo ještě před 15 lety obvyklé – tedy strojírenský provoz, ve kterém nebylo „vidět na krok“ – je dnes již docela raritou a ten či onen filtrační systém se stává docela standardní součástí strojů; je to dobře patrné i z toho, že v současné době jsou prakticky všechny nově dodávané stroje pro připojení vhodné filtrační techniky již konstrukčně připraveny. Ještě to však doplním – ono by bylo obtížné určité typy strojů bez vhodného odlučovače vůbec dodávat. Když na dílně spustíte opravdu produktivní obrábění s otáčkami nástroje 20 až 30 tisíc a s chlazením středem nástroje o tlaku 90 a více barů, vyrobíte tolik mlhoviny, že by se dala prodávat do hororů. A navíc bleskově. Proto je čím dál více strojů, které by bez výkonné filtrace ani nemohly být provozovány.

Reklama
Reklama

„Když na dílně spustíte opravdu produktivní obrábění s otáčkami nástroje 20 až 30 tisíc a s chlazením středem nástroje o tlaku 90 a více bar, vyrobíte tolik mlhoviny, že by se dala prodávat do hororů,“ říká s  úsměvem Ing. David Kratochvíl.

MM: Jakým způsobem mohou tyto systémy pomoci šetřit náklady na provoz výrobních strojů nebo náklady obecně? Mohl byste uvést nějaký příklad?

Ing. Kratochvíl: Já to trochu zobecním. Primárním problémem je samozřejmě zdravotní hledisko. To, o čem hovoříme, jsou částice oleje nebo různých chemikálií z chladicí emulze o velikosti cca 0,1–10 mikrometrů, které prakticky nelze v menším množství vůbec vidět. Je potřeba si uvědomit, že např. lidský vlas má v průměru 80–150 mikrometrů. Částice o velikosti cca 100 mikrometrů se zachytí ještě na nosní sliznici, ale částice s průměrem 1 mikrometr již není lidské tělo schopno zpracovat – neumí se jim bránit a vstřebává je nejen plícemi, ale i pokožkou. Dlouhodobá expozice aerosolem kontaminovaného prostředí může být opravdu nebezpečná a následky mohou být fatální. A dají se bezpochyby různým způsobem vyčíslit – na běžné nemocnosti pracovníků, na škodách způsobených nemocemi z povolání, invalidních důchodech apod.

Dalším hlediskem jsou škody materiální – tedy především škody na obráběcí technice a na budovách. Paradoxně stroj, který mlhovinu produkuje a není odsáván, poškozuje sám sebe. Každý stroj má elektroskříň chlazenou okolním vzduchem, který ventilátor elektroskříně nasává. Co dokáže s elektronikou moderních CNC strojů provést již docela malý nános vodivé vrstvičky ztuhlé emulze, ví každý starší mistr. A nejde jen o to, že se poškodí nějaký servopohon vřetena či pojezdové osy (i když cena takového dílu se pohybuje v řádu statisíců korun), podstatnější může být ztráta zakázky a oprava trvá v tom lepším případě pár dnů, někdy i týdnů.

Škody na nemovitých budovách také nejsou zanedbatelné. Opět připomenu, že hovoříme o neviditelných polétavých částicích, nikoliv o malých, byť drobných kapičkách – ty spadnou samy. Částice aerosolu, která se dostane do ovzduší, nespadne. Nikdy. I ve vakuu by padala k zemi z výšky dvou metrů měsíc a půl. V reálných podmínkách je stále unášena vzduchem, dokud se někde neuchytí. Dokud ji někdo nevdechne nebo se nedotkne stěny. Nebo se nedostane do vzduchotechniky, která v daném provozu zajišťuje ventilaci a rekuperaci – a ta má také filtry, které jsou velmi drahé a ty se těmito adhezivními částicemi zalepují a musejí se mnohem častěji měnit. Stěny a střešní světlíky postupně tmavnou, podlaha se stává kluzká. Náklady na údržbu budov výrazně rostou a zvyšuje se nebezpečí úrazu. To všechno představuje velké ekonomické ztráty, které jistě někdo umí vyčíslit.

Diagram rozdělení částic
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

MM: To, že filtrační systémy dělají výrobní stroje ekologičtější, je naprosto zřejmě z jejich podstaty. Jsou také konstrukce a provoz samotných filtračních systémů ekologické? Je ekodesign zahrnut také do konstrukce a následného provozu filtračních systémů? Mám na mysli údržbu, likvidaci nebo recyklaci filtrů apod.

Ing. Kratochvíl:
Stejně jako výrobci ve všech ostatních oborech, i dodavatelé filtrační techniky neustále hledají nové cesty a technologie. A já na toto téma hovořím s našimi zákazníky prakticky každý týden. Naše firma má totiž tu malou výhodu, že ve svém portfoliu máme prakticky všechny běžné filtrační principy a umíme je porovnat. Vždycky je to o tom samém – jak zvolit optimální sestavu z hlediska pořizovací ceny a provozních nákladů, ve kterých se to ekologické hledisko právě často skrývá? Dám vám zjednodušený příklad – dáte přednost zařízení, které bude velmi levné na pořízení, ale budete muset do něj kupovat týden co týden nové filtrační elementy? Já tomu říkám princip inkoustové tiskárny. Jednu takovou jsem měl; už za tři měsíce spotřební materiál překročil pořizovací cenu. Kupovat nové filtrační vložky znamená likvidovat ty staré, nasáklé olejem. Ty nemůžete jen tak hodit do odpadků. Nebo se rozhodnete pro zařízení, které je sice na vstupu dražší, ale máte jistotu, že se o něj nejbližších dvanáct měsíců nebudete muset vůbec starat? Křivky celkových nákladů se po kratší či delší době protnou. Ekologie je a bude spojena s ekonomií a výrobci si to dobře uvědomují. Dnes jsou k dispozici systémy, které byly ještě před deseti lety fantazií – kompaktní, vysoce účinné, s vlastní správou elektrické energie a maximálně bezúdržbové. A to je podle mne obsah slova ekodesign. Půjdu ještě dál – např. švédská firma Absolent garantuje, že olej zachycený jejich filtračními věžemi ve formě aerosolu, je po průchodu aktivními filtry znovu plně použitelný, a navíc perfektně profiltrovaný. Například ve firmě Continental Trutnov takto ušetří desítky litrů drahého oleje týdně. Co jiného si ještě přát?


Princip činnosti filtrační věže Absolent.

MM: Jaké jsou trendy do budoucna? Máte nějaké informace, zda se bude legislativa ještě zpřísňovat? A jak na budoucí trendy budou reagovat výrobci filtračních systémů?

Ing. Kratochvíl: Částečně jsem už na vaši otázku odpověděl. Hledaným kamenem mudrců je pro výrobce filtrační techniky nějaký filtr, který bude mít vysokou účinnost a zároveň dlouhou životnost. To je velmi těžké, protože tyto dva požadavky jdou normálně proti sobě. Když budete vzduch nebo kapalinu prohánět přes úžasný, extra jemný filtr, zanese se velmi brzy. Pokud bude filtrační materiál hrubší, vydrží déle, ale zase přes něj více projde – bude méně účinný. Proto se dnes již méně pro oblast aerosolů setkáváte s klasickými sestavami, které jsou plné pasivních filtračních elementů typu předfiltr 1, předfitr 2, hlavní filtr. Takový dodavatel by příliš velkou díru na trhu neudělal. Dnes se naopak prosazují filtrační jednotky s aktivními prvky postavenými na principu autodrenáže – filtrační prvek se nasaje na určitou úroveň a dále se nezanáší. Na vláknech filtru se částice zachyceného aerosolu spojují a po dosažení potřebné velikosti a hmotnosti stékají do sběrné nádrže (tento materiál má např. patentovaný firma Absolent, nikdo jiný jej nesmí používat). Dosahované životnosti jsou fantastické, dříve nemyslitelné. Podobně převratnou novinku před rokem představila i firma Filtermist – místo klasického přídavného HEPA filtru s omezenou životností nyní i pro malé dynamické separátory nabízí přídavný kouřový filtr s obdobnými vlastnostmi – a životnost čtyři až šest tisíc provozních hodin najednou není problém. Myslím, že to je jedna z těch cest kupředu, o kterých jsme hovořili.

MM: Děkuji za rozhovor.

Eva Buzková

Eva.buzkova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 161125
Datum: 16. 11. 2016
Rubrika: Trendy / Efektivita výroby
Autor:
Firmy
Související články
Spolupráce firem a univerzit přináší konkrétní výsledky

Inovace v technickém vývoji výrobních strojů a technologií jsou nezpochybnitelnou povinností pro každou firmu, která chce dlouhodobě působit na současném vysoce konkurenčním trhu. Na výrobní stroje a technologie se klade stále šest základních požadavků: přesnost a jakost povrchu vyráběných dílců, produktivita a hospodárnost výroby, spolehlivost strojů a minimální dopad na životní prostředí. Prostředky pro naplnění těchto požadavků jsou různé. V MM Průmyslovém spektru 6/2016 (www.mmspektrum.com/160643) byl představen projekt Centrum kompetence Strojírenská výrobní technika, v rámci kterého spolupracují ve výzkumu a vývoji firmy a univerzity. Článek byl zaměřen především na ukázky zlepšování uvedených hlavních užitných vlastností výrobních strojů a technologií konstrukčními modifikacemi strojů. V tomto článku představíme některé dosažené výsledky v oblasti technologií a provozu strojů.

Pasivní ekodesign

Výsledné vlastnosti teleskopického krytu v provozu určují primární technické parametry a provozní podmínky. Technické parametry (hmotnost, pasivní odpory stěračů, vodicích elementů a způsob tlumení) dokážeme ovlivnit vhodným konstrukčním řešením teleskopického krytu. Provozní podmínky se snažíme ovlivnit osvětou a preventivní údržbou teleskopických krytů.

Aspekty energeticky efektivní a ekonomické výroby dneška

Energeticky efektivní výroba dnes představuje nejen energeticky nenáročné stroje, ale rovněž výrobní řetězec využívající progresivní technologie a nové způsoby komunikace v rámci podniku. Jen tak lze docílit skutečně rychlé a efektivní výroby, reagující pružně na požadavky zákazníků a průmyslu.

Související články
Efektivita produkce a laserové technologie

Lasery mají svou nespornou výhodu v nízkých provozních nákladech. A také ve snadnosti přípravy a zadávání dat do výroby. Nízké provozní náklady hovoří o jejich aktuální spotřebě během výroby. Vzhledem k tomu, že potřebují standardní příkon nižší než mikrovlnka nebo varná konvice, stává se energie zanedbatelnou položkou.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ekodesign motorů a zvyšování elektrické účinnosti

Současný vývoj a návrh produktů v oblasti energetiky je stále intenzivněji veden snahou systematicky navrhovat takové produkty a řešení, které během celého životního cyklu nabízejí nejen očekávanou funkčnost, bezpečnost nebo technologickou vyspělost, ale také co nejmenší negativní dopad na životní prostředí.

Využití inteligentního komunikačního systému snižuje náklady na výrobu rozváděče

Pro výrobce strojů není nic nového, že musí čelit intenzivním ekonomickým a konkurenčním tlakům. S neustále se snižujícími maržemi a zkracujícími se dodacími lhůtami využívají výrobci strojů každé příležitosti k maximalizaci rychlosti výroby a užitné hodnoty.

Role ekodesignu v konstrukci strojů

Žijeme v turbulentní době. To, co bude zítra, už pravděpodobně bude vypadat jinak než to, co bylo včera. Je to dáno různými aspekty, které však znamenají, že výrobní podniky nemohou mít vzorce chování odvozené na základě svých zkušeností z minulosti. Pokud chtějí firmy přežít, musejí se pokusit předvídat přání zákazníků, musejí být proaktivní a zejména musejí mít zaměstnance schopné inovovat a přebírat zodpovědnost za své činy a chování. V tomto seriálu popisujeme naše úvahy tímto směrem.

Efektivita výroby & čeští výrobci

O pohled na současný stav efektivity výroby jsme požádali zástupce vybraných tuzemských výrobců, kteří se touto problematikou aktuálně zabývají. Oslovili jsme zástupce společností Fermat CZ, Hestego a Toshulin, konkrétně Michala Dosedlu, Josefa Vosolsobě a Vojtěcha Frkala.

Teleskopické kryty s rodným listem

Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.

Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Na konstrukci záleží - maximalizace výkonu výrobní linky

V současné době moderních výrobních technologií požadují různá průmyslová odvětví rychlá a efektivní řešení pro hromadnou výrobu. Pro tento účel byly navrženy výrobní linky. Ty se skládají z několika zpravidla jednoúčelových strojů vybavených různými typy nástrojů pro různé obráběcí operace, jako jsou soustružení, vrtání, frézování anebo vyvrtávání. Každý jednotlivý stroj může být vybaven několika vřeteny s řeznými nástroji pro obrábění různých povrchů obrobku, což znamená, že současně může pracovat i několik desítek nástrojů.

900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Inovace a zvýšení produktivity obrábění v leteckém průmyslu

Svět se pod tlakem pandemie mění a s ním se mění i pohled na letecký průmysl. Kvůli těmto změnám je třeba pomáhat zákazníkům jejich výrobu nejen znovu rozbíhat, ale i optimalizovat. O to důležitější je pro firmu Gühring dívat se do budoucnosti a nepodléhat krizovým tendencím. Gühring je tradičním dodavatelem pro letecký průmysl, a to nejen u nás v České republice, ale i celosvětově.

Snížení energetické náročnosti výroby díky digitalizaci

Digitální transformace výroby je současným největším trendem nejenom v oblasti průmyslu. Přechod na nové, modernější technologie napříč jednotlivými odvětvími, od automobilového průmyslu přes stavebnictví až po farmacii, se závratným tempem zrychluje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit