Efektivita stříkání práškových barev

Každá ekonomická rozvaha, zejména část nákladová, by měla vycházet ze dvou výchozích pozic, kterými jsou náklady jednorázové a průběžné.

Mezi jednorázové náklady se řadí zejména investiční náklady, z nichž výraznou část tvoří náklady na projekt, schvalovací řízení, stavbu budov, nákup strojů a zařízení, nákup know-how apod. Tyto náklady se po realizaci projektů objevují na plánovanou dobu provozování v podobě odpisů. Zcela určitě velmi záleží na poměru výše investice k očekávanému efektu, tj. především na měřitelné produktivitě práce, avšak tyto prostředky jsou umořovány podle platných daňových zákonů a předpisů v dané konkrétní době a jsou tudíž v následujícím období zpětně málo ovlivnitelné. Co však se v čase mění a na co můžeme mít vliv, jsou náklady průběžné neboli provozní.

Průběžné náklady

Průběžné náklady se mění se situací na trhu energií, materiálů i transportu a jsou ovlivnitelné taktéž omezeně. Vždy však je možné ve vlastním provozu nalézt cesty k šetření režijní práce, spotřeby materiálů i energií. Krátce řečeno, organizačními opatřeními ve vlastní firmě, důslednou kontrolou chodu zařízení, zabráněním časových a materiálových ztrát. Samozřejmě jsou à priori v průběžných nákladech zakomponovány investiční náklady podle toho, jak se nám podařilo v dané době při známých technologických možnostech využít efektivně vložené prostředky. S tím si už nemá cenu lámat hlavu, je třeba vyjít ze stávající situace.

Tento článek se bude zabývat právě těmi průběžnými náklady v práškových lakovnách, které lze nějakým způsobem ovlivnit. Ještě než začneme stříkat práškovou barvu, už značně ovlivňujeme ekonomickou efektivitu provozování lakovny následujícími faktory.

Volba druhu polotovaru a barevného odstínu

Nemůžeme-li tuto volbu ovlivnit, protože zákazník (vnější nebo vnitřní) nepřipouští jiný druh nebo odstín (kompletační provázanost u dílců jednoho stroje stříkaných ve více lakovnách), pak není důvod se touto otázkou dále zabývat. Je-li však prostor pro možné připomínkování volby, je dobré připomenout zákazníkovi, že některé barevné odstíny jsou problematické (například žluté) nebo vykazují určité povrchové efekty (kladívkové struktury, maty či lesky), neboť u nich rozhoduje nanesená tloušťka vrstvy a její rovnoměrnost. Stejně tak homogenita teplotního pole při vytvrzování v peci ovlivní konečný výsledek. Často u těchto barev nemůžeme počítat s tím, že zachycené přestřiky jsou použitelné do dalšího zpracování, tedy stříkání.

Cena barvy

Různí dodavatelé práškových barev mají specifické vlastnosti svých produktů, i když podkladově deklarují a dokumentují týž odstín i druh polotovaru. Cena nesmí a nemůže být jediným ukazatelem pro výběr dodavatele práškového plastu. Zde je důležité mluvit o výtěžnosti z dodané jednotkové hmotnosti, například jednoho kilogramu. Na výtěžnost má zásadní vliv vytříděnost práškové hmoty, čímž je myšlen procentuální obsah částic v jednotce hmotnosti, které svou velikostí jsou optimální pro nabití (30–40 µm) a tím i zachycení na upravovaném povrchu. Značné rozpětí velikosti částic, zejména pak částice pod 10 µm, a jejich velký podíl v jednotkové hmotnosti velmi prodražují stříkání.

Vytvrzovací teplota

Efektivitu stříkání práškových barev a plastů také výrazně ovlivňuje nutná expoziční teplota, kdy dochází k požadovaným chemickým a tepelným procesům. Výrobce prášku ve svých laboratořích určí minimální povrchovou teplotu stříkaného předmětu, při níž po konkrétním expozičním času dochází ke spolehlivému spojení barvy s podkladovým materiálem. Při jejím nedodržení může být vazba s povrchem nedostatečná a povlak může při úderu prýskat. Následné reklamační řízení snižuje efektivitu.

Energetická náročnost

Technologie povrchových úprav práškovými plasty jsou obecně velmi energeticky náročné, a proto je zde značný prostor pro úspory a zlepšení celkové energetické bilance. Práškové plasty lze stříkat buď na studený povrch (má teplotu okolního prostředí – minimálně 15 °C), nebo na předehřátý povrch předmětů o teplotách od 150 °C do 300 °C. Největší vliv na spotřebu tepla (energie) má hmotnost dílce a jeho rozměry. Je-li možné ovlivnit volbu technologie úpravy, což je po investování do technologie málo pravděpodobné, pak stříkání těžkých a rozměrných litinových dílů se nedoporučuje, neboť nestačí prohřát pouze povrchovou vrstvu předmětu, ale je nutné ohřát veškerou hmotu. Teplo je odváděno dovnitř tělesa a nemusí dojít při vytvrzování k dokonalému spojení vrstvy s předmětem.

Tepelnou bilanci vytvrzení povlaku ovlivní veškeré úniky tepla (nedokonalost provedení izolace, její pravidelná kontrola, údržba pláště pece), co nejkratší intervaly otevírání vstupů, přiměřené odvětrání. Při zavážení stříkaného zboží do pecí pomocí závěsných dopravníků nebo zavážecích vozíků je třeba zvažovat, kolik nevyužitého tepla odchází spolu s těmito manipulačními prostředky. Měly by mít minimální hmotnost vzhledem k hmotnosti neseného (upravovaného) zboží při dodržení dostatečné pevnosti a tuhosti zařízení. Znamená to plně využívat jejich manipulační kapacitu.

Rezervy úspor energie

Volba topného média pro pece (elektrická energie, plyn, topné oleje) byla provedena při investici. Neznamená to však, že vzhledem k jeho ceně na trhu a změněným podmínkám dostupnosti není možné zvažovat jeho záměnu.

Pohony dopravníků se zbožím, manipulace se stříkacími pistolemi a jiná pomocná a obslužná zařízení, jako motory odtahových ventilátorů, prosévadel a kompresorů na stlačený vzduch, jsou v lakovnách na elektrický proud. Zde jsou možné rezervy úspor v rozumném a smysluplném vypínání těchto spotřebičů.

Transformace elektrické energie v tlakovou vzduchovou má nízkou účinnost, a proto se stlačený vzduch stává jednou z nejdražších forem energie. Poněvadž se v lakovnách zpravidla bez této energie neobejdeme, je důležité s ní dobře hospodařit čili šetřit ji. Začíná se tak, že se pravidelně kontrolují úniky vzduchu ve spojích hadic a v rozvodném potrubí. Stlačený a upravený vzduch (prostý mechanických nečistot, vody a oleje) se používá zejména pro rozstřik a nabití prášku v pistolích, pro čeření (fluidizaci) prášku v podávacích zásobnících (rezervoárech), v čerpadlech k podávání prášku do pistolí, k vibrování se síty v prosévadlech, k čištění odlučovacích systémů i k čistění všech potřebných zařízení v lakovnách.

Časová využitelnost

Časové využití zařízení se přímo promítá do ekonomické efektivity lakovny. Není-li však „dostatek práce“, čili výrobou vlastních polotovarů nebo kooperací pro vnější zákazníky není zcela využita plánovaná a projektovaná kapacita, pak není chyba v lakovně, ale v jiných útvarech firmy. Kapacita lakovny je velmi pružný pojem a obtížně definovatelný. Ze snímku pracovního dne pro konkrétní výrobek a stříkací zařízení se stanovily časové normy na lakování. Při dodržování technologické kázně nemají za cíl „schvátit“ obsluhu těchto zařízení, ale nenechávat zbytečně velký prostor pro ztrátu kapacity.

Produktivita práce

Technika (umění) stříkání v případě ručního pracoviště silně ovlivňuje produktivitu práce (potažmo kapacitu pracoviště). Personální obsazení, jako v každé jiné oblasti lidského konání, rozhoduje nejen o kvalitě odvedené práce, ale též o možnostech produkce, o výkonech. Zde je třeba zaměřit své úsilí na to, abychom zbytečně neplýtvali lidskou energií, materiálem a fyzikální energií k dosažení téhož konkrétního cíle. Jsou zde ověřené postupy, kdy lakýrník musí začínat střik na nejhůře dostupných místech dílců, a až po jejich nanesení se věnovat střiku snadno dostupných ploch (vnějších). Tímto postupem se šetří nejen prášková barva, ale zejména čas střiku a reklamační náklady. Tento pracovní postup platí i pro kombinované nástřiky, kdy část povrchu dílce nastříká automat a zbytek ruka lakýrníka. Automatizace stříkání je rentabilní a efektivní až tehdy, pokud automat nastříká minimálně 70 procent povrchu. Častou chybou takového stříkání je tzv. „dostřik“, kdy před ručním stříkáním je dílec nastříkán automatem.

Je velmi obtížné dostříkat těžko dostupné plochy, neboť dílec po automatu již může být nabitý volným nábojem a prášek z ruční pistole tak odpuzovat. Zásada je proto jasná. Nejdříve „předstřik“ obtížně stříkatelných ploch, a až potom „zažehlení“ povrchu automatem. Způsob zavěšení nebo uložení zboží při stříkání rozhoduje o produktivitě, tedy časovém využití lakovny. Zrychlení dopravníku není možné kvůli nutným minimálním časům stříkací expozice v kabinách a vytvrzovací expozice v pecích, a tudíž jedinou cestou je minimalizace rozestupů mezi stříkanými dílci. Nesmíme však hustotu dílců na závěsech přehnat, aby nevznikly „elektrostatické stíny“. Především velikost dílců rozhoduje o vzájemném rozestupu na dopravníku. Těsné uspořádání může způsobit neúnosné zrychlení vzduchového proudu s práškem v mezerách mezi dílci. Minimální rozestup okrajů dílců je cca 8 až 10 cm. Elektrostatické síly musí dostat příležitost zvítězit nad vzduchovými víry na hranách dílců.

Automatizace

Při automatizaci stříkání lze s výhodou využít tzv. větvených rozprašovačů, které nemají razantní výstup prášku z hubic a mohou se tedy více přiblížit ke stříkanému předmětu. Tím se sníží nejen přestřiky barvy, zkrátí čas stříkání, ale nasměruje se i střik na obtížně dostupné plochy. Protože tuto techniku střiku neumožňují standardní manipulátory v lakovnách, doporučuji spíše postřikové stěny z větvených rozprašovačů, u nichž není nutný žádný pohybový mechanismus a tvar postřikové stěny může kopírovat tvar projíždějícího zboží. Dostáváme se tak s rozprašovači pod spodní i nad horní stříkanou plochu. Toto opatření není možné při použití manipulátorů. U složitých tvarů zboží je možné jejich rychlé přestavení nebo zahuštění v prostoru obtížně nanesitelné plochy.

Ideální uspořádání stříkacího pracoviště pro dílce rotačního tvaru spočívá v zavěšení dílce na otočný závěs nebo položení dílce na rotační stůl. Takováto pracoviště se stěnou z větvených rozprašovačů lze bez ručních předstřiků plně automatizovat (viz přiložené obrázky).

Spotřební materiály

Úspory spotřebních materiálů mohou výrazně ovlivnit efektivitu práškového stříkání. Největší podíl určitě tvoří materiály použité v procesu předúpravy povrchu, ať už se jedná o úpravu tryskáním, postřikem, o ponor při vanovém odmašťování či pasivaci základového materiálu. Vynášení těchto prostředků z místa použití do meziprostoru transportu ovlivňuje způsob zavěšení dílce. Za tím účelem se zhotovují pomocné technologické otvory v dílci pro odtok lázní. Nákladná je také regenerace použitých prostředků předpravy, neboť dochází k jejich degradaci opakovaným použitím. Proto je třeba s nimi šetřit a bránit jejich ztrátám, na druhou stranu dodržovat doporučené parametry úpravy, abychom netratili finanční prostředky na oprávněných reklamacích. Dalšími spotřebními materiály při povrchové úpravě práškovými plasty a barvami jsou vázací dráty k zavěšení zboží, zaslepovací a maskovací materiály chránící plochy, jež mají zůstat holé. Úspory těchto materiálů lze nalézt v důmyslném zavěšení.

Ing. Josef Ježek
Vyšlo v MM Průmyslové spektrum: 2012/04