Tworzywa sztuczne kontra metale. Wizyta w fabryce igus w Kolonii
Jak dzisiaj wygląda produkcja w niemieckiej firmie igus, której początki ponad pół wieku temu zaczęły się w garażu? Jakie są zalety polimerowych łożysk dry-tech w stosunku do łożysk metalowych? Na te i wiele innych pytań przedstawiciele zakładów przemysłowych – klientów firmy igus – oraz mediów usłyszeli odpowiedź podczas zwiedzania fabryki w Kolonii i warsztatów „Plastic versus metal”.
Niemiecka firma igus od ponad 50 lat specjalizuje się w produkcji elementów z tworzyw sztucznych, dostarczając je do wszystkich gałęzi przemysłu. To lider innowacji w dziedzinie e-prowadników, przewodów do połączeń ruchomych i polimerowych systemów łożyskowych.
Wszystko zaczęło się w niemieckiej Kolonii w 1964 r., kiedy małżeństwo Margaret i Günter Blase rozpoczęło w garażu pracę nad pierwszymi elementami związanymi z ruchem. Kierowali się przy tym hasłem: „daj mi do rozwiązania problem techniczny nad elementem ruchomym, a ja go rozwiążę”. Dzisiaj założona przez nich firma igus ma w ofercie ponad 100 tys. produktów, które dzielą się na kilka grup, a łączy je hasło „motion plastics”.
Tworzywa sztuczne w ruchu można podzielić na dwie grupy produktowe: systemy e-prowadników (prowadniki przewodów, przewody elektryczne, gotowe systemy – readychain do szybkiego montażu na maszynach) i druga grupa mechaniczna: dry-tech (bezsmarowe łożyska, tuleje ślizgowe, łożyska przegubowe, systemy liniowe drylin). Rocznie igus wprowadza od 100 do 200 nowych produktów, których powstanie często jest wynikiem pomysłów klientów. W ten sposób powstały m.in. dodatkowe grupy produktowe, np. tuleje iglidur, trybotaśma (rozwiązanie łożyskowe w postaci taśmy), filamenty do druku 3D, usługi druku 3D, łożyska kulkowe, napędy liniowe, śruby, nakrętki trapezowe, rozwiązania dla niskokosztowej robotyki, przeguby robotyczne, czy ubiegłoroczna nowość firmy – inteligentne tworzywa sztuczne (smart motion plastics).
Felix Franke, Training Manager z firmy igus omawiał proces produkcji
Zakład produkcyjny i laboratorium testowe
Najważniejsze targi przemysłowe na świecie – Hannover Messe, których Polska była w tym roku krajem partnerskim – były inspiracją dla firmy do zorganizowania w kwietniu 2017 r. dla przedstawicieli mediów i przemysłu wyjazdu na to wydarzenie, który połączono ze zwiedzaniem fabryki w Kolonii oraz udziałem w warsztatach.
igus to firma globalna, która obecnie zatrudnia na całym świecie 3,5 tys. pracowników, z czego 1,9 tys. osób jest zatrudnionych na terenie Niemiec. W polskim oddziale igus pracuje 90 osób. Łącznie firma ma 35 oddziałów oraz zatrudnia 55 dystrybutorów, a jej sprzedaż w 2016 r. wyniosła 600 mln euro.
Zlokalizowany w Kolonii zakład produkcyjny igus ma ciekawą modułową architekturę i stanowi jedną z atrakcji miasta. Organizacja produkcji nawiązuje do układu solarnego – to klient jest w centrum uwagi i to jemu podporządkowane są procesy produkcji. Zarządzanie fabryką odbywa się zgodnie z założeniami Lean Management. Na terenie zakładu powstają nowe projekty, odbywa się produkcja, prowadzone są badania w laboratorium testowym, realizowana jest sprzedaż, działa administracja i planowane są przyszłe działania.
Zwiedzając zakład, nie sposób nie zwrócić uwagi na ogromną liczbę wtryskarek (około 350), do których igus samodzielnie produkuje formy. Obecnie znaczącą pozycję w cyklu produkcyjnym mają również drukarki 3D. W procesie produkcji realizowany jest montaż ręczny i automatyczny produkowanych detali, a do montażu prowadników stosowane są roboty robolink. Jeszcze w 2017 r. planowane jest uruchomienie około stu stanowisk z tymi robotami.
W zakładzie równolegle realizowane są masowa produkcja tysiąca różnych elementów z tworzyw sztucznych oraz produkcja jednostkowa, zaprojektowana dla konkretnego odbiorcy. Nie ma tutaj wydzielonych części magazynowych – system informatyczny umożliwia kompletację produktów i wysłanie ich praktycznie bezpośrednio z linii produkcyjnych.
Firma igus działa zgodnie z hasłem: „koszty w dół, żywotność w górę” (powiązane z angielskim hasłem „plastics for longer life”). Żywotność produkowanych wyrobów jest wyliczana przez wielokrotne testowanie, które odbywa się w laboratorium testowym. Przykładowo w przypadku łożysk jest to trwałość, współczynnik tarcia, odporność na ścieranie. W laboratorium rocznie przeprowadza się 15 tys. testów trybologicznych, a ponadto wykonuje się dwa miliardy cykli e-prowadników i kabli chainflex oraz milion testów elektrycznych. Laboratorium ma imponującą powierzchnię 2750 m2, na której różnego rodzaju testy wykonywane są przez ponad 50 różnorodnych maszyn oraz roboty przemysłowe. W skład laboratorium wchodzi również specjalny kontener, w którym testy prowadzone są w temperaturze do –40 °C. Firma oferuje klientom również przeprowadzenie testów według ich własnych specyfikacji.
W laboratorium testowym roboty realizują monotonne prace
Różnorodność tworzyw sztucznych
Produkcja igus bazuje na mieszankach polimerów, jednak firma igus nie jest producentem polimerów – jest producentem mieszanek polimerowych. Kupuje na rynku granulaty z różnymi dodatkami, jak włókna aramidowe, kevlar, teflon czy różnego rodzaju polimery bazowe, i miesza te składniki. W ten sposób otrzymuje własne mieszanki, które stanowią know-how firmy i są materiałem wsadowym, używanym w licznych wtryskarkach i drukarkach 3D. Przedstawiciele firmy są przekonani, że w tworzywach sztucznych tkwi jeszcze ogromny potencjał – firma chciałaby stworzyć materiał, który będzie mógł pracować przy bardzo dużej liczbie obrotów na minutę (chodzi o łożyska), dlatego cały czas eksperymentuje z mieszaniem różnych proszków. Rocznie w firmie powstaje około 500 nowych mieszanek, a dzięki nim tworzone są kolejne innowacyjne produkty.
Bolid zbudowany przez studentów z wykorzystaniem łożysk igus
W kierunku Przemysłu 4.0
Jedna z innowacji igus to inteligentne tworzywa smart plastics dla Przemysłu 4.0, które zapewniają dodatkowe bezpieczeństwo w fabrykach przyszłości. Tworzywa smart plastics przekazują informacje o swoim stanie podczas rzeczywistego użytkowania.
Firma igus wprowadziła po raz pierwszy do stosowania w przemyśle trzy grupy inteligentnych produktów: e-prowadniki, przewody chainflex i prowadnice liniowe drylin. Produkty te zostały wyposażone w czujniki z rodziny isense, które dzięki połączeniu z modułami monitorującymi i komunikacyjnymi rejestrują na bieżąco zużycie i sygnalizują, gdy konieczna jest ich naprawa lub wymiana. Dzięki temu produkcja może odbywać się bez przestojów i awarii. Użytkownik z jednego miejsca (tablet, komputer) jest w stanie sterować całą fabryką. Produkty isense można opcjonalnie podłączyć do centrum danych igus, co umożliwia indywidualne obliczanie trwałości oraz optymalizowanie procesów (zlecanie prac konserwacyjnych, zamawianie części zamiennych itp.).
Testowanie prowadników na długich przejazdach
Bezsmarowe i bezobsługowe łożyska dry-tech
Od dziesięcioleci igus znany jest jako producent polimerowych łożysk ślizgowych iglidur. Są one bezsmarowe i bezobsługowe, odporne na uderzenia, przeznaczone do aplikacji pracujących na sucho i gwarantują długą żywotność w połączeniu z niską ceną. W efekcie tego, że w firmie prowadzone są prace nad nowymi mieszankami polimerów o odpowiednich właściwościach, np. odpornych na wysoką temperaturę, powstał np. nowy model łożysk polimerowych o podwojonej żywotności.
Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w pracach nad tworzywami sztucznymi igus oferuje możliwość wiarygodnego obliczania online żywotności łożysk. Należy przy tym podkreślić, iż obecnie jest ona dziesięciokrotnie dłuższa w odniesieniu do okresu sprzed pięciu lat.
Oferta igus obejmuje również polimerowe łożyska kulkowe xiros. Tam gdzie, gdzie nie można stosować metalowych łożysk kulkowych, można zastosować polimery xirodur o wysokiej wydajności, które zapewniają bezobsługową pracę bez konieczności smarowania.
Tegoroczną nowością firmy jest inteligentne łożysko kulkowe iglidur PRT. Ten najmłodszy członek rodziny „smart plastics” ma wbudowany czujnik PRT.W, znajdujący się w niszy pod elementami ślizgowymi. Mierzy on stopień zużycia i z wyprzedzeniem sygnalizuje konieczność wymiany łożyska, a tym samym pozwala zapobiec nieplanowanym przestojom i pomaga utrzymać ciągłość produkcji.
Bezsmarowe łożyska dry-tech znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, np. w przemyśle motoryzacyjnym, obrabiarkowym, rolniczym, kosmicznym, meblarskim, lotniczym, morskim oraz w medycynie, produkcji sprzętu AGD, urządzeniach treningowych czy rowerach.
Przykład praktycznego zastosowania łożysk można było zobaczyć na terenie zakładu produkcyjnego igus – w bolidzie, który zbudowali studenci w ramach międzynarodowego konkursu. Młodzi konstruktorzy, biorąc pod uwagę masę bolidu, zastosowali w układzie kierowniczym łożyska igus. W tym przypadku ważne jest to, że są one bezsmarowe i bezobsługowe. W kolejnej generacji bolidu planowane jest m.in. zastosowanie prowadnic liniowych do regulacji i ustawienia pedałów, aby z tego samego bolidu mogli korzystać kierowcy różnego wzrostu. Przedstawiciele firmy igus podkreślali, że ponad połowa łożysk produkowanych przez igus, tj. ok. 200 mln rocznie, montowana jest w samochodach (siedzenia, układ kierowniczy, pedały, wycieraczki), ponieważ są tak samo wytrzymałe, jak sam samochód.
source: Automatyka 6/2017