Een slim vervangend machineonderdeel
In productieomgevingen kan een relatief klein onderdeel grote gevolgen hebben voor het functioneren van een machine. Toen bij Veldfabriek een capping machine moest worden aangepast voor een ander type flessendop, bleek het bestaande sorteerwiel niet langer geschikt. In plaats van een kostbare aanpassing aan de complete machine, werd gekozen voor een nieuw sorteerwiel dat exact aansluit op de gewijzigde toepassing. Dit onderdeel is door Snijlab uit HDPE gelaserd.
In deze blog laten we zien hoe dit sorteerwiel functioneert, welke eisen er aan het materiaal werden gesteld en waarom HDPE in deze toepassing de juiste keuze bleek.
Wat is een capping machine?
Een capping machine is een machine die doppen op flessen draait. Bekijk hier een YouTube video van een capping machine. De zwarte ronde ton is een cap feeder (aka part feeder, bowl feeder, sorteermachine). Een systeem wat onderdelen (doppen in dit geval) één voor één in de juiste oriëntatie (rechtop, niet op z’n kop) aanbiedt aan de machine.
Vaak gaat het om vibratory bowl feeders die met trillingen werken om de onderdelen te bewegen, in dit geval werkt het met een draaischijf.
Wat doet dit HDPE sorteerwiel?
Het HDPE sorteerwiel maakt deel uit van een capping machine, het helpt om doppen op flessen te draaien. In de praktijk werkt dit als volgt. Een zak met doppen wordt in de feeder gestort, waarna een roterende sorteerschijf onderin de ton de doppen oppakt.
Sommige doppen vallen correct in de uitsparingen, terwijl andere verkeerd om terechtkomen. Omdat de feeder onder een hoek staat, worden de doppen tijdens het draaien omhoog getransporteerd. Bovenin controleren twee persluchtjets de oriëntatie.
Een dop die op zijn kop ligt, wordt eerst omhoog gewipt en vervolgens uit de uitsparing geblazen. Alleen doppen die correct georiënteerd zijn, bereiken de uitgang en glijden via een glijbaan naar de capping machine. Wanneer de glijbaan vol is, detecteert een sensor dit en stopt de feeder tijdelijk met draaien.
Hoewel het sorteerwiel slechts een onderdeel van de machine is, speelt het een cruciale rol in een betrouwbare en continue productie.
Waarom was een nieuw sorteerwiel nodig?
Veldfabriek had een nieuw sorteerwiel nodig omdat ze met een andere maat flessen zijn gaan werken. De capping machine werd aangepast om met een ander type flessendop te kunnen werken.
Deze wijziging bracht nieuwe afmetingen en andere mechanische belastingen met zich mee. Het bestaande sorteerwiel was hier niet op berekend en voldeed daardoor niet meer.
Om de machine weer goed te laten functioneren, was een nieuw sorteerwiel nodig dat exact aansloot op de gewijzigde dop en de bestaande installatie. Omdat er een enkel onderdeel nodig was, werd er gekozen om het op maat te lasersnijden.
Eisen aan het materiaal
Een sorteerwiel heeft duidelijke functionele eisen. Het materiaal moet taai zijn, wat betekend dat het bij zware belastingen of schokbelastingen mee kan geven, zonder bros te breken. Dit is belangrijk wanneer een dop vast komt te zitten.
Daarnaast moest het sorteerwiel sterk genoeg zijn om niet snel plastisch te vervormen bij langdurig gebruik. Omdat doppen continu over het oppervlak schuiven, was ook slijtvastheid een belangrijke eis.
Tot slot moest het materiaal goed schoon te maken zijn, essentieel in een productieomgeving en zeker binnen de voedingsmiddelenindustrie.
Waarom HDPE?
HDPE, oftewel High Density Polyethylene, voldoet uitstekend aan deze eisen. Het materiaal is taai en slagvast en kan goed omgaan met schokbelastingen. Door de gunstige slijtvastheid en lage wrijvingscoëfficiënt is HDPE zeer geschikt voor toepassingen met glijdende bewegingen.
Daarnaast neemt HDPE vrijwel geen vocht op, is het chemisch bestendig en eenvoudig schoon te houden. In vergelijking met andere technische kunststoffen biedt HDPE bovendien een aantrekkelijke prijs-prestatieverhouding.
Alternatieve materialen zijn overwogen, maar bleken minder geschikt voor deze toepassing. POM is sterker en slijtvaster dan HDPE, maar ook aanzienlijk duurder. In dit geval bood die extra performance geen functioneel voordeel. Acrylaat is wel sterk, maar ook bros en daardoor gevoeliger voor breuk bij schokbelasting, bijvoorbeeld wanneer doppen vastlopen. Hout viel af vanwege vochtopname en de beperkte reinigbaarheid.
HDPE bood hier de beste balans tussen mechanische eigenschappen, hygiënische eigenschappen en kosten.
HDPE lasersnijden voor machineonderdelen
Voor de productie van het sorteerwiel is gekozen voor lasersnijden. Deze bewerking maakt het mogelijk om het onderdeel nauwkeurig en reproduceerbaar te vervaardigen, zonder gereedschapskosten. Complexe vormen kunnen direct uit plaatmateriaal worden gesneden, wat lasersnijden zeer geschikt maakt voor vervangende onderdelen, aanpassingen aan bestaande machines en kleine series. Bovendien zijn de doorlooptijden kort, wat in dit soort situaties een belangrijk voordeel is.
Resultaat
Het nieuwe HDPE sorteerwiel functioneert probleemloos in de aangepaste capping machine. De doppen worden weer betrouwbaar aangevoerd en de productie kan zonder onderbrekingen doorgaan. Dankzij het gebruik van een passend kunststof materiaal en een snelle maakmethode was geen ingrijpende machine-aanpassing nodig.
Deze case laat zien hoe een relatief eenvoudig, maar goed doordacht kunststof onderdeel een groot verschil kan maken in een productieproces.
Tot slot
Heb je een machineonderdeel dat aangepast of vervangen moet worden? Met lasersnijden in HDPE kunnen technische onderdelen snel en nauwkeurig op maat worden gemaakt, zowel voor enkelstuks als voor series.
