Energibesparelsespotentiale ved kontinuerlig maskindrift

På vores temaside har vi allerede foretaget et dybdegående dyk i de forskellige måder at spare energi på. Siden energikrisens begyndelse er behovet for at optimere produktionsprocesserne for at reducere omkostningerne blevet mere og mere vigtigt.

I denne artikel ser vi nærmere på, hvad der forårsager unødvendigt energiforbrug i maskiner, og vi er særligt opmærksomme på deres køretider. For at sikre, at vi kunne arbejde med valide data, gav Hoffmann Group RWTH Aachen University til opgave at udføre en række tests i deres værktøjsmaskinlaboratorium. Vi har samlet de vigtigste resultater fra disse tests til dig. Klik her (PDF) for at downloade den fulde videnskabelige artikel.

Måden at identificere det råderum, som en virksomhed har til at spare omkostninger, er at tage højde for de faste omkostninger, som virksomheden ikke kan påvirke. Nogle eksempelvis målinger fra et bearbejdningscenter viste, at mere end halvdelen af omkostningerne til den energi, som værktøjsmaskinerne bruger, er en forudsætning for, at bearbejdningsprocessen kan fungere korrekt, og dermed er faste omkostninger.

Hvor nyttigt er det at reducere metalfjernelseshastigheden?

Det første spørgsmål, der skal overvejes, er, om en reduktion af potentielle omkostningsdrivere kan resultere i det håbede lavere energiforbrug, og om besparelsesvirkningen øges yderligere ved yderligere reduktion af disse omkostningsdrivere.

Det følgende eksempel på akseacceleration fra testserien viser, at dette ikke nødvendigvis altid er tilfældet. En analyse af dataene med forskellige værdier for reduktion af akseaccelerationen viste, at den positive effekt var begrænset, og efter en vis reduktionsværdi gik den positive effekt faktisk i modsat retning.

Som vi kan se af dataene fra testserien, var det kun ved at reducere akseaccelerationen ned til 75 %, at antallet af kW-timer i energiprocessen faldt - selv her kun lidt. Ved at reducere akseaccelerationen med yderligere 25 % steg energiforbruget faktisk igen. Det skyldes, at hjælpeenhedernes driftstid steg som følge af den længere fremstillingstid.Som følge heraf går den relativt lave energimængde, der i første omgang spares, tabt igen på grund af den længere produktionstid.

Muligheder gennem en strategi for højtydende bearbejdning

Vores analyse viser, at det ikke altid er den bedste løsning til at spare energi at reducere metalfjernelseshastigheden, da drifttiden for hjælpeenhederne kan begynde at stige fra et vist interval. Desuden er det maksimale energibesparelsespotentiale ved at reducere metalfjernelseshastigheden relativt begrænset. Fokus er derfor rettet mod en forbedring af bearbejdningsstrategien for at reducere produktionsomkostningerne.

Spar energi i ikke-produktive perioder ved hjælp af moderne spændingsanordninger

Dataene fra den videnskabelige artikel viser tydeligt, at værktøjsmaskiner forbruger en enorm mængde energi, ikke kun under bearbejdning, men også i ikke-produktive perioder. Og det rejser spørgsmålet om, hvordan man kan spare energi ved at reducere indstillingstiderne og dermed øge produktiviteten.

En typisk måde at gøre dette på er at investere i moderne spændingsanordninger, f.eks. nulpunktsspændesystemer, som gør det muligt at centrere og justere komponenten meget hurtigt. Med disse systemer kan opstillingsprocessen også udføres uden for maskinen, så fremstillingen ikke behøver at blive afbrudt. Et andet eksempel er 5-aksede skruestik, som gør det muligt at færdiggøre komponenten med kun en enkelt opspænding.

Energibesparelsespotentiale i kølesmøremidler

Vi har allerede dedikeret et kapitel på vores temaside til energibesparelsespotentialet i kølesmøremidler. Her er en hurtig påmindelse: I bearbejdningsprocessen tegner kølesmøremiddeltilførsel og kølemiddeltilberedning sig for ca. 37,3 % af energiforbruget. Her har vi altså en stor energiforbruger, som kan påvirkes direkte.

Følgende eksempel fra whitepaperet illustrerer, hvor høje de årlige energiomkostninger ved kølesmøremidler er:

Hvor det er muligt, kan tørbearbejdning bidrage til at spare energi og, afhængigt af indstillingen, samtidig bidrage til at forbedre ydeevnen. Omkring 8-16 % af fremstillingsomkostningerne kan tilskrives processen med at tilføre værktøjet kølemiddel. Selv hvis du kun delvis skifter til tørbearbejdning, kan det allerede resultere i betydelige energibesparelser og have en mærkbar positiv effekt på din økonomi.

Det vigtigste er, at du bør undgå at tilføre din maskine kontinuerligt køle-smøremidler. Hvis du ønsker at få en skræddersyet løsning, er det nødvendigt med ekspertrådgivning. Den bedste fremgangsmåde er at tale med specialiserede virksomheder på dette område. Hoffmann Group rådgiver dig i denne forbindelse udelukkende med hensyn til de bedst egnede værktøjer.

Forøg din bearbejdningskapacitet i stedet for at slukke dine maskiner

Hvorfor ikke bare slukke for maskinerne i stilstandstider? Er det ikke det indlysende at gøre?
Alle, der fremstiller komponenter, som kræver præcisionsfremstilling, kender svaret: Denne handling ville medføre, at maskinlejet køles ned. Dette er noget, som bør undgås på værktøjsmaskiner, der har særlige krav til nøjagtighed, da man ellers ikke kan garantere kvaliteten.
Hvis du er interesseret i mere detaljerede data, kan du finde tilsvarende varmekurver i den videnskabelige artikel. Disse sætter applikationer, der har særlige nøjagtighedskrav, i modsætning til applikationer, hvor virkningerne af regelmæssig slukning af maskinen er inden for rimelige grænser.
Det er også vigtigt at huske på, at hyppig tænding og slukning af maskiner kan forkorte levetiden for elektroniske komponenter, f.eks. halvlederelementer eller kondensatorer.
Så hvis en maskine er i kontinuerlig drift, hvordan kan man så spare energi pr. komponent? Her skal man begynde at se på spidsbelastningernes rolle.

Vil du gerne kende alle baggrundsoplysningerne?

Så download den videnskabelige artikel fra RWTH Aachen University og få mere at vide!