“近年来,随着资本预算锁定,过程改进需要大量的创造力在工厂地板上,”约翰·帕特森说副总裁罗斯混合和分散涂料应用的专家。“有远见的过程工程师采取一个新的视角——一个比以前更全面的方法。而不是仅仅将注意力集中于每一块设备,分别观察每个处理步骤,只考虑传统的、可预测的策略,他们看着过程改进从更广的视角来看的挑战。
“铣生产的不足,例如,往往不仅仅是铣削。在许多应用程序中,铣削问题实际上与低效的预混比铣。
“分散一步花太长时间可能比简单的呼吁更富有想象力的解决方案取代高速分散器与传统的转子/定子混合器。应用更多的剪切批并不总是最好的答案。对热敏感188金宝搏bet官网的材料,更精确的控制剪切能量可能是一个更高的优先级。
“有时失踪的分批混合配方成分是内联混合器。有时最好的方法改善hard-piped生产线是拧松线,插入一个便携式混合器短暂,补充混合循环,然后轮为另一个过程。”
可预测的,被广泛接受的解决处理挑战很受欢迎,因为他们确实生产改进。但制造商需要设置酒吧高于,帕特森说。那些愿意外框寻找更好的方法来制造他们的产品往往在生产中获得更大的收益和决定性的竞争优势。
市场领导者打破了模具
具有讽刺意味的是,快速发展的企业获得市场份额,许多放弃创造性的方法来生产,帮助他们成为成功的在第一时间。一旦他们达到顶峰,许多人转向谨慎,风险管理,扼杀想象力在处理。而较小的竞争对手仍在进攻,寻找创新的生产方法,可以帮助他们赶上市场领导者,领导者切换到防御,更多关注一致性比创新和降低成本。
不是在DNP IMS美国匹兹堡附近制造厂,PA。DNP的信息媒体供应部门是世界上最大的制造商的热转移丝带条形码和积累打印机。但与如此多的市场领导者,在最近的一次改革公司的一个关键涂层线,团队表现得更像一个小过程,雄心勃勃的竞争对手比140亿美元的跨国公司的生产部门。
过程工程师杰克豪夫里洛领导了这一项目,旨在改善DNP旗舰产品的生产,一个叫做TR4085Plus蜡为热转印色带®。和其他热转移丝带由DNP TR4085Plus打印条形码用于多种应用程序。TR4085Plus的成功归功于其独特的墨水配方,它消散静态和足够的打印的条形码和黑暗,持久的图像在多种标签股票。
“我们的流程线已经或多或少相同的多年来,“豪夫里洛说。”对于我们的TR4085Plus丝带,我们有几个涂料电台同时运行,每个涂层站生产最终产品材料的层(图1)。
“生产材料的两个三层我们适用于宠物电影- backcoat和释放层很简单,”他说。“但油墨层是更复杂和更具有挑战性——改进的一个很好的机会。
”中使用的高性能的墨水TR4085Plus产品是由粒状炭黑的分散蜡和树脂热融化。与碳珠子平均300 - 400µ和低密度玻璃媒体在制造中,我们无法显著降低粒径。“我们的过程是堵塞持续的差距和过滤器下游工厂。这打乱了生产,造成大量的浪费。是一种持久的瓶颈,使我们从优化生产涂层线——我们的最终目标。
“木屐在旧的过程也提出了一个安全问题对于我们的运营商和技术人员由于工作温度较高。我们需要一个解决方案,将最小化或消除阻塞和接触熔化的材料。
“一些分析之后,我们认识到,分散的工厂会更好如果我们改善了pre-milled分散机。我们也意识到更好的pre-milling将减少碳固体颗粒的沉降和使我们能够运行机在一个较低的压力。去年取代两个机械密封后,这是另一个需要优先解决的问题。”
探索替代搅拌机
遗留设备在DNP线包括一夹套罐蜡和树脂在高温下融化,一个超级袋炭黑是补充道。提供的双翅搅拌器搅拌,防止沉淀,但并没有减少颗粒大小。
改革的第一步是要测试的系统替代设备搅拌混合和应用铣前剪切。“这是我们在性能的量子飞跃的机会,”豪夫里洛说:“这意味着我们必须愿意考虑新的想法。我们寻找一个实验室可以测试各种各样的设备,分析结果现场和迅速行动。”
豪夫里洛安排一系列的测试在测试&罗斯Hauppauge的研发中心,纽约。“在罗斯实验室我们复制蜡/树脂/碳分散在我们的工艺条件。我们的测试包括传统的转子/定子混合器结合锚式搅拌器在multi-shaft单位。两加仑单元的初始测试后,我们再次测试一个100加仑的生产单位。
“虽然我们的过程本质上是面向批处理的,在接下来的一系列测试我们两个内联转子/定子搅拌机相比,两者都是明显的。罗斯MegaShear之一,操作速度极高的技巧——超过11000 fpm。另一个,“苗条”固体/液体注入歧管,跑在较低速度但使用一个特殊的转子/定子发电机注入大量固体颗粒的液体流,同时让他们强烈的剪切和分散。(参见侧栏“高速固体注入解释。”)
“苗条混合器是我们正在寻找的答案。内联混合器立刻分散的碳。再循环,我们Hegman计和远低于我们的目标粒子大小、严格的粒度分布。便携式苗条还提供了一个解决方案,需要很少的空间在一个工厂已经挤满了设备——奖金。”
据罗斯技术总监肯•Langhorn“内联搅拌机中经常使用批处理应用程序来补充在大型船只低速搅拌。特别是在高容量应用程序中,内联搅拌机再循环材料混合容器通常是更合算的改造一批类似的混合器。因为它是可移植的,制造商经常使用一个单元来支持不同的过程。在高剪切混合操作的阶段之后,他们只是断开轮它到另一条线路上去。”
今天,设备的库存在DNP只是比以前稍有不同,但生产已经改变了。“我们最初的坦克和低速锚仍然搅拌混合,”豪夫里洛说,“但是我们注入炭黑使用购物车一起混合内联苗条搅拌机容器。一批炭黑大约需要45分钟注入和分散”(图2)。图3比较了新旧流程。
再循环至少60分钟后,团队转移热熔分散,使用混合器作为泵转移前贮槽铣的色散。”在这一点上,分散实际上是非常接近的水平,我们可以把它直接涂装线,绕过了轧机。而是我们波兰的研磨机,这是现在比以前操作压力较低,容易做的工作。这波兰优化了性能最重要的——深化黑和消除缺陷。”
营收成果
“我们有三个主要问题当我们开始这个项目,”Garrett里昂说,DNP运营总监。”首先是一个安全问题反复的接触熔化的墨水堵塞造成的。第二个是木屐所产生的浪费和低效的铣削。第三是铣削性能不一致,导致设备故障,维修费用高。内联苗条混合器消除阻塞和减少浪费。搅拌机的效率也提高我们现有轧机和泵的性能和可靠性。”
“总的来说,我们是平均5 - 10%浪费因为堵塞和涂层线下滑,“豪夫里洛说。“现在,这是降低到1%以下。事实上,储蓄仅在原材料已经付了混合器。188金宝搏bet官网
“我们的墨水生产也保持遥遥领先的涂料——至少八小时。这给了我们一个重要的安全裕度。现在,整个过程完全是可以预测的。给我们的原材料阶段更有效的能力,知道每一批如何进展。188金宝搏bet官网
”结束的时候,所有这一切为客户转化为更快的生产和交付。”
Sidebar1:高速固体注入解释 |
液流进入苗条混合器通过入口前面的转子/定子生成器(A),而固体进入入口上方的单位(B)。特别改装的转子和定子产生一个强大的真空吸固体到高速混合机。他们通过移植转子切换到高剪切带的转子/定子生成器(C),固体成分符合液体流,他们会立即受到强烈的剪切力。 同时,因为固体润湿受到高剪切,他们立刻分散。然后驱逐离心地通过分散混合器出口(D),并有足够的力量消除需要一个下游泵在许多应用程序中。 DNP的生产团队提供串珠炭黑的搅拌机使用输送机有效米固体感应。炭黑沉积在料斗的开销(见图),它是卷入的高剪切带转子/定子生成器。 |
Sidebar2:转子/定子Pre-Milling,然后现在 |
高速转子/定子混合器承认许多年前是一个更好的选择比pre-milling高速分散器。在早期的设计中,单级转子速度高达3700 fpm静止的定子内(见图)。尽管他们湍流生成小于高速分散器,他们应用更大的剪切和更快地减少颗粒大小。 尽管承诺更好的性能,许多制造商都愿意接受较慢的过程和有效粒径减少而不是投资于新设备。近年来,越来越多的竞争压力使得投资更具吸引力。 “对于那些只是未来转子/定子pre-milling设备,时间是理想的,”帕特森说。“今天有很多类型的转子/定子设备考虑,批处理和内联的应用程序。技术先进的戏剧性地在过去的10年左右。最新的一批转子/定子设计应用剪切和产生更多的流大于高速分散器,这使他们在批处理散热。许多新的内联设计运行在冰山加速到11000 fpm -产生强烈的剪切高度控制,内嵌过程环境。” 对于很多制造商,这进化打开门更好的pre-milling结果和切换到更小,更高效的媒体micro-milling下游。“颜料像范戴克棕色、红棕色,酞青蓝和许多形式的炭黑是出了名的难以分解,迅速驱散。他们都是候选人在应用程序从高性能pre-milling油漆印刷和电子墨水,染料和化妆品,”帕特森说。“高端pre-milling设备可以提高媒体的功能机——优化等关键性能参数颜色开发和降低颜料的数量需要达到目标的结果。 “新混合器的设计提供与变量选择转子/定子间隙,大范围的提示速度,和高速粉感应——所有在批处理和内联配置。这使得许多制造商增加转子/定子pre-milling线没有大规模的重组和过度的成本。” |
