Prozesskontrolle zur steigerung der zuverlässigkeit und rentabilität

Optimierung des produktionsprozesses

Die Festlegung eines effizienten und leistungsfähigen Produktionsprozesses ist bei vielen industriellen Produktionsanwendungen oft der Schlüssel für hohe Rentabilität. Verfahrenstechniker investieren viel Zeit und Ressourcen in Erprobungen und Weiterentwicklungen, um ein optimiertes Verfahren zu erreichen.

Standardisierung für ISO-Konformität und Aufrechterhaltung des Lean Manufacturing-Ansatzes ist in der Automobilbranche Alltag. Nachdem dort ein Verfahren festgelegt wurde, könnte schon der Gedanke, dieses während der Produktion zu ändern oder zu modifizieren, der Karriere schaden.

Endverpackung nach ISO und Lean Manufacturing

Letztlich bewegte der Wunsch nach Erreichung einer Zertifizierung nach ISO 9000 oder 9001 viele Branchen zur Festlegung ihres Produktionsprozesses und dessen Einhaltung. Diese Zertifizierungen sind nicht konkret auf die Einzelheiten des Verfahrens ausgerichtet, sondern sind einfach Vehikel für die Dokumentation des Verfahrens und die anschließende Nutzung dieser Dokumentation für Überwachungszwecke, um sicherzustellen, dass die Hersteller die Produktqualität aufrechterhalten. 

Wenn Betriebe Methoden der schlanken Produktion verwirklichen, liegt der Schwerpunkt auf der Vermeidung von Abfällen und auf Preissenkungen, um schließlich ihren Kunden einen Mehrwert zu bieten. 

Da zu viele Variablen außerhalb ihrer Kontrolle lagen, haben sich Qualitätsmanager zu wenig auf die Entwicklung eines schlanken oder optimierten Verfahrens an ihren Verpackungsanlagen konzentriert.

Antiquierte Technik und Lean Manufacturing

Endverpackungsanlagen werden hauptsächlich deswegen nicht in Initiativen für Lean Manufacturing einbezogen, weil es aufgrund der begrenzten Anlagenfähigkeiten keine Möglichkeiten zur Optimierung des Verfahrens gibt. Veraltete Technik mit Behältern und Zahnradpumpen machen die Standardisierung eines Verfahrens normalerweise unmöglich.

Da ältere Schmelzklebstoffanlagen Klebstoff in einem beheizten Behälter schmelzen, ist die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Klebstofftemperatur sehr schwierig. Der Leim am Rand dieser Behälter erwärmt sich schneller und verschlechtert sich bereits, wenn der Leim in der Mitte des Behälters erst seine Temperatur erreicht.

Der Einsatz von Heißleimanlagen mit Behältern erzeugt schließlich einen ständigen Kampf um die richtigen Einstellungen.

Es wird gemeinhin verstanden, dass Bediener die Anlageneinstellungen ständig verbessern müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen. Diese Uneinheitlichkeit verringert letztendlich die Fähigkeit zur Erreichung einer allumfassenden Prozesskontrolle. Eine solche Heißleimanlage kann nicht einmalig eingestellt und sich dann selbst überlassen werden, da die Einstellungen des Bedieners der ersten Schicht sich von denen in der dritten Schicht unterscheiden.

Einige neuere Heißleimanlagen nutzen immer noch die Schwankungen dieses älteren Ansatzes zum Schmelzen von Klebstoff. Beispielsweise nutzen manche Anlagen kleinere Vorratsbehälter, die Rippen in der Nähe des Behälterbodens haben, um die Schmelzfläche zu vergrößern. Allerdings ist dies nur eine Variation eines beheizten Behälters, der keine einheitliche Temperatur mit Klebstoff in der Anlage aufrecht erhält, insbesondere wenn der Klebstoff längere Zeit darin verweilt.

Wenn Sie Heißleimanlagen bewerten, stellen Sie den Ausrüstungsanbietern unbedingt diese sechs wichtigen Fragen und lassen Sie sich detailliert vorführen, wie der Klebstoff geschmolzen wird. 

Alternative Klebstoffe helfen bei der Bewältigung von Materialinkonsistenzen

Außer der Technik von Heißleimanlagen kann ein besseres Verstehen der Schmelzklebstoffe Einblicke bieten, die Ingenieuren bei der Erreichung eines optimierten Endverpackungsprozesses helfen. Ein Schmelzklebstoff besteht aus vier Komponenten.

Vier Verbindungen von Schmelzklebstoffen

1) Grundverbindung: Das ist das Rückgrat oder der Kern des Klebstoffs, der Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit, Flexibilität, sowie Nutzeigenschaften, wie Beständigkeit gegen Wärme, Kälte und Chemikalien bestimmt. In den meisten Fällen wird der Grundklebstoff nicht allein verwendet.

2) Tackifier: Diese Mittel verleihen dem Klebstoff die Heißklebrikeit bzw. relative Klebrigkeit. Der verwendete Tackifier hängt von den speziellen Hafteigenschaften ab, die für ein bestimmtes Substrat gefordert sind und bestimmt normalerweise die Farbe und den charakteristischen Geruch des jeweiligen Heißschmelzklebstoffs.

3) Verdünnungsmittel: Wachse oder Öle, die die Viskosität des Klebstoffs und die Aushärtungsgeschwindigkeit, auch als Abbindezeit bekannt, modifzieren.

4) Stabilisatoren: Diese wurden in den letzten Jahren hinzugefügt, um für Viskositätsstabilität zu sorgen und die Verkohlung des Klebstoffs, der längere Zeit in beheizten Behältern vorgehalten wird, zu überwinden.

Kontrolle und Leistung

Ein standardisierter Prozess bedeutet, dass alle diese Komponenten während des Schmelzens, bei der Förderung und bei der Ausgabe streng kontrolliert werden. Das Endziel ist die Übereinstimmung der Eigenschaften des Schmelzklebstoffs mit den Leistungsanforderungen.

Klebstoffverschlechterung und -verkohlung

Bei der typischen Heißleimtechnologie mit Behältern ist die Klebstoffkonsistenz ständig im Fluss. Diese Situation wurde, genauso wie die Klebstoffverschlechterung und der Kampf gegen die Klebstoffverkohlung, einfach als Teil der Endverpackung akzeptiert.

Um die Probleme mit der Klebstoffverkohlung und Konsistenz anzugehen, wandten sich Hersteller an Materialanbieter, damit diese alternative Schmelzklebstoffe, wie Metallocene, entwickeln. Die alternativen Metallocene-Klebstoffe neigen weniger zu Verstopfungen, haben eine bessere Temperaturstabilität und funktionieren über einen größeren Temperaturbereich. Allerdings sind diese Klebstoffoptionen kostspieliger für Hersteller und senken letztlich die Rentabilität.

Zuverlässigkeit durch verbesserte Technik

Heißleimanlagen, die neuere Klebstoffschmelzkammern (keine beheizten Tanks oder Vorratsbehälter mit Rippen) nutzen, sind wirkliche Tank-FreeTM-Systeme. Da sie Klebstoff nach dem FIFO-Prinzip (zuerst herein - zuerst heraus) schmelzen, können diese Systeme eine konstante Klebstofftemperatur aufrecht erhalten. 

Bei diesem Ansatz für das Schmelzen von Klebstoff verdampfen die Wachse nicht und der Klebstoff verschlechtert sich nicht. Da die Eigenschaften des Klebstoffs erhalten werden, gibt es keinen Grund für einen Bediener, irgendwelche Einstellungen zu ändern, nachdem der Prozess optimiert wurde. Die Zuverlässigkeit der Heißleimanlage wird erreicht und jedes Mal wird die gleiche Menge Klebstoff aufgetragen.

Mit besserer Kontrolle und der Fähigkeit zur Überwachung der Klebstoffausgabe können die Verantwortlichen für die Endverpackung nun einen optimierten Prozess realisieren und die größtmöglichen Wirkungsgrade erreichen.

Durch die Standardisierung der Verfahren für die Endverpackung und den Kartonverschluss können Hersteller schließlich einen kontrollierten Prozess erreichen, Lean Manufacturing-Methoden verwirklichen und Rentabilitätsziele realisieren.

Je nach Anwendung können Betreiber von echten Tank-FreeTM-Heißleimanlagen mehr als ein Jahr ohne Änderung der Einstellungen oder Eingriffe in die Anlage produzieren.

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