W zakładzie zajmującym się regeneracją wałków drukarskich kluczowym etapem procesu technologicznego jest dokładna obróbka szlifierska powierzchni gumowych, podczas której nadawany jest charakterystyczny, wrzecionowy profil o precyzyjnie zdefiniowanej geometrii.
Etap ten wymaga mikrometrycznej dokładności, ponieważ nawet minimalne odchylenia wymiarowe mogą skutkować nieprawidłową pracą wałka w maszynach poligraficznych. Głównym wyzwaniem okazało się intensywne nagrzewanie gumy w trakcie szlifowania, powodujące rozszerzalność cieplną materiału, a w konsekwencji niekontrolowane zmiany wymiarów obrabianego elementu.
Dlaczego kontrola temperatury wałków gumowych ma kluczowe znaczenie?
Podczas procesu szlifowania powierzchnia gumy bardzo szybko akumuluje ciepło, co prowadzi do jej rozszerzania się i zmiany objętości materiału. W efekcie dochodzi do zaburzenia geometrii wałka, utraty wymaganych tolerancji wymiarowych oraz konieczności częstego przerywania obróbki.
Skutkiem niestabilnej temperatury są problemy z powtarzalnością procesu, podwyższone ryzyko trwałych odkształceń, wzrost kosztów produkcyjnych oraz niedokładne odwzorowanie docelowego profilu. Dlatego utrzymanie chłodnej, stabilnej temperaturowo powierzchni wałka jest niezbędnym warunkiem precyzyjnego szlifowania.
Stan wyjściowy procesu: przestoje, ręczny odmuch i niestabilna jakość obróbki
Przed wdrożeniem usprawnień klient był zmuszony do cyklicznego przerywania szlifowania w celu schłodzenia wałka, co znacząco wydłużało czas realizacji operacji. Próby obniżenia temperatury za pomocą ręcznego pistoletu do odmuchu nie przynosiły oczekiwanych efektów, a sam proces pozostawał trudny do precyzyjnego nadzorowania. Dodatkowo operatorzy byli narażeni na kontakt z rozgrzaną powierzchnią wałka po zakończeniu obróbki.
Zastosowany odmuch ręczny nie zapewniał ukierunkowanego strumienia powietrza bezpośrednio w strefę szlifowania, przez co efekt chłodzenia był ograniczony, niestabilny i pozbawiony powtarzalności.
Zoptymalizowany proces: testowanie dysz i dobór najlepszego wariantu
W ramach optymalizacji przeprowadzono próby dwóch typów dysz chłodzących, analizując zarówno skuteczność odprowadzania ciepła, jak i komfort pracy operatorów. Pierwszym rozwiązaniem była dysza TV-R-AL-18, która charakteryzowała się bardzo wysoką wydajnością chłodzenia, jednak generowany poziom hałasu okazał się zbyt uciążliwy w codziennej eksploatacji.
Drugą opcją była dysza DJPN, zapewniająca stabilny, precyzyjnie ukierunkowany strumień powietrza przy znacznie niższej emisji hałasu. Umożliwiała ona skuteczne, punktowe chłodzenie strefy szlifowania, jednocześnie poprawiając ergonomię pracy.
Ze względu na optymalne połączenie efektywności chłodzenia i komfortu akustycznego, to właśnie to rozwiązanie zostało wybrane do wdrożenia.
Zastosowane komponenty systemu chłodzenia
W ramach wdrożenia wykorzystano zestaw starannie dobranych elementów, które zapewniły stabilne i powtarzalne chłodzenie strefy szlifowania. W skład rozwiązania weszły: dysza DJPN-AL-E-0500, uchwyt montażowy FH-P-14-AA-150 oraz szybkozłącze 8860 w standardzie 1/4″.
Całość uzupełniono poprzez przewód spiralny, który pozwalał na swobodne ustawienie kierunku oraz kąta nadmuchu dokładnie w miejsce obróbki. Dodatkowo operatorzy zostali wyposażeni w zawór dławiący, umożliwiający precyzyjną regulację intensywności strumienia powietrza w zależności od typu regenerowanego wałka, twardości zastosowanej gumy oraz zakresu materiału przeznaczonego do usunięcia.
Wpływ wdrożonego rozwiązania na efektywność szlifowania
Po instalacji dyszy DJPN proces szlifowania uległ wyraźnej poprawie pod względem stabilności i kontroli parametrów. Utrzymywana jest jednolita temperatura powierzchni wałka, co eliminuje ryzyko odkształceń wynikających z nadmiernego nagrzewania materiału. Dzięki temu zachowanie wymaganej geometrii jest możliwe na każdym etapie obróbki.
Dodatkowo proces może być realizowany w trybie ciągłym, bez konieczności wprowadzania przerw technologicznych, a operatorzy nie są narażeni na kontakt z rozgrzaną powierzchnią. Precyzyjnie ukierunkowany strumień powietrza trafia bezpośrednio w strefę szlifowania, zapewniając skuteczne i powtarzalne chłodzenie.
Zastosowania rozwiązania w innych procesach technologicznych
System chłodzenia oparty na ukierunkowanym strumieniu powietrza DJPN znajduje szerokie zastosowanie w wielu operacjach obróbczych. Doskonale sprawdza się podczas szlifowania detali gumowych, metalowych oraz kompozytowych, a także w pracy z komponentami szczególnie podatnymi na wzrost temperatury.
Rozwiązanie może być wykorzystywane do efektywnego chłodzenia narzędzi skrawających, wałków, tulei oraz form, a także w precyzyjnych procesach technologicznych, w których nawet niewielkie odkształcenia cieplne prowadzą do utraty tolerancji. System ten znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie kontrola temperatury materiału ma bezpośredni wpływ na geometrię detalu, jakość obróbki oraz bezpieczeństwo pracy operatorów.
Opinia specjalisty
Warto zwrócić uwagę na jeszcze jeden, często pomijany, a jednocześnie bardzo istotny element tego rozwiązania – znaczną redukcję zużycia sprężonego powietrza podczas odmuchu. W przypadku zastosowanej dyszy DJPN zapotrzebowanie wynosi jedynie 80 lub 140 l/min (w zależności od wersji) przy ciśnieniu roboczym 4–6 bar, co stanowi ogromną różnicę w porównaniu do tradycyjnych metod.
Dla porównania, standardowy pistolet do przedmuchiwania powietrzem generuje zużycie rzędu około 500 l/min, a klasyczne dysze grzebieniowe (wielokanałowe) pobierają od 360 do nawet 500 l/min przy ciśnieniu 6–7 bar. Co więcej, oprócz wyższego zapotrzebowania na sprężone powietrze, tego typu rozwiązania wiążą się z dużo większym poziomem hałasu, który znacząco obniża komfort pracy operatorów.
Źródło: Pneumat System
