A estampariação por sopro de extrusão (EBM) é o processo fundamental por trás de milhões de recipientes de plástico, tambores, cisternas e peças técnicas côncavas produzidas diariamente em cadeias de suprimento de alimentos e bebidas, produtos químicos diários, produtos químicos, materiais de construção, médicos e automotivos. Para um gerente de produção, o preço de compra de uma máquina EBM é apenas o início da história dos custos. O número mais grande e persistente é o custo total de propriedade durante o período de vida útil da máquina, e dentro deste número, o ônus de manutenção é o fator que mais diretamente afeta tanto o lucro quanto a tranquilidade. A Apollo, uma fábrica da Wanplas com mais de 20 anos de especialização nas máquinas de estamparia por sopro de extrusão e mais de 4.000 unidades funcionando em mais de 90 países, desenha suas séries ABLB, ABLD e totalmente elétrica ao redor do princípio de que uma máquina deve ser fácil e barata de se manter a pleno funcionamento a longo prazo. Este artigo explica como os custos de manutenção se compõem em uma linha de EBM, quais componentes se desgastam e por quanto tempo duram, como as decisões de projeto estrutural alteram a matemática da manutenção e como um plano de inspeção disciplinado mantém o tempo de parada não planejado baixo.
O custo real de manter uma linha de EBM a funcionar
O custo de manutenção raramente é um número único em uma fatura de peças de reposição. Em uma linha típica de moldeamento por sopro de extrusão, é uma combinação de várias categorias distintas, cada uma das quais pode ser influenciada pelo design e pela disciplina operacional. A primeira categoria é a substituição de peças desgastadas: o parafuso e a estufa, o cabeçalho da matriz e o mandril, selos hidráulicos, válvulas proporcionais, elementos do mecanismo de fixação, encoders servo, válvulas solenoides pneumáticas e o circuito de água de resfriamento todos envelhecem a diferentes velocidades. A segunda categoria é a lubrificação e os fluidos consumíveis: graxa, óleo de proteção, óleo hidráulico e elementos de filtro. A terceira é a degradação de energia, em que um acionamento mal mantido, um sistema hidráulico que perde líquido ou um circuito de resfriamento sujo aumenta lentamente a energia extraída por cada mil recipientes. A quarta e, geralmente, a maior categoria é a perda de tempo inutilizado, porque cada hora que a linha está parada é uma hora de produção perdida, mais o tempo gasto pelos técnicos em diagnóstico. A quinta é o próprio trabalho em horas-mão: o tempo despendido pelos técnicos em manutenção rotineira, ajustes e falhas.
Para tornar esta comparação entre tipos de máquinas e fábricas mais clara, é útil expressar cada categoria numa escala relativa em vez da moeda absoluta. A tabela abaixo usa um índice base de 100 pontos para uma máquina hidráulica EBM convencionalmente projetada, com desempenho comparável, e depois mostra como cada componente de manutenção contribui com um peso relativo e quantas horas-atividade de técnicos por ano normalmente consome. Estes são índices de planejamento, e não preços, e os valores reais variam de acordo com o desenho de turno, condições ambientais e material manipulado.
Composição dos custos de manutenção à primeira vista
| Cost component | O que o inspira | Relative cost grade | Horas de trabalho por ano (índice) | Porcentagem do índice total (base 100) |
|---|---|---|---|---|
| Troca de peças de desgaste | Doisagem/posto, matriz, juntas, válvulas, codificador | Medium | 120 a 220 | 22 |
| Lubrificação e fluidos | Graxa, óleo hidráulico, filtros, óleo de enfardamento | Baixo | 60 a 120 | 12 |
| Descarcação de energia | Hidráulica fugindo, refrigeração suja, acionamentos desgastados | Médio a alto | 40 a 90 | 14 |
| Perda de tempo de inatividade não planeada | Produção interrompida, peças expedidas, horas extras | Very High | 80 a 200 | 34 |
| Horas de trabalho de manutenção de rotina | Inspeção e ajustamento planeados | Medium | 160 a 300 | 18 |
000 ciclos
Por que o projeto da máquina determina o ônus de manutenção pela vida útil
Dois máquinas EBM com saída nominal idêntica podem apresentar perfis de manutenção de vida completamente diferentes, e a diferença está incorporada na fase de projeto, em vez de ser descoberta mais tarde no chão de fábrica. As escolhas estruturais mais importantes são a arquitetura da unidade de acionamento de fixação, o sistema de guiamento, a estratégia de lubrificação, a construção da cabeça de matriz, o equilíbrio hidráulico versus elétrico e a acessibilidade dos pontos de manutenção. Uma máquina projetada em torno de um sistema híbrido de fixação e preparação todo elétrico elimina toda a unidade de energia hidráulica das preocupações diárias. Uma máquina construída com guias lineares em vez de deslizamentos de esboco elimina uma classe de trabalho de lubrificação e ajuste. Uma máquina com um sistema de lubrificação centralizado transforma dezenas de pontos manuais de lubrificação em uma rotina programada e controlada. Uma cabeça de matriz modular transforma uma desmontagem de várias horas em a troca de um cartucho fechado.
A gama de produtos da Apollo ilustra claramente esse espectro. A série ABLB cobre recipientes de 200 ml a 20 litros e utiliza uma arquitetura convencional e robusta, adequada para o embalamento de bens de grande volume. A série ABLD estende-se de 20 litros a 1 500 litros para tambores e tanques para uso pesado, em que a força de fixação e o tamanho da placa são predominantes. A série totalmente elétrica, que também abrange recipientes de 200 ml a 20 litros, foi projetada para operações com requisitos estritos de ambientação e limpeza e para fábricas que desejam eliminar completamente o sistema hidráulico. Ao oferecer rotas hidráulicas e totalmente elétricas, a Apollo permite que o comprador combine a filosofia de manutenção com o produto e a fábrica, ao invés de ter de ser obrigado a aderir a um paradigma específico.
O projeto também molda a forma como as falhas se apresentam. Uma máquina bem instrumentada com um PLC e HMI que registra alarmes e dados de tendência permite que um técnico veja uma pressão hidráulica instável ou uma corrente do motor em aumento antes de se tornar uma pane. Uma máquina com pontos de lubrificação difíceis de alcançar acabará, na prática, por estar mal lubrificada, e a sublubrificação é o maior acelerador da falha de peças de desgaste. A lição é simples: o custo de manutenção é projetado, e a máquina de menor custo ao longo de dez anos é geralmente aquela projetada para ser manutenível desde o primeiro parafuso.
Componentes de desgaste e intervalos de vida útil realistas
Compreender quais componentes se desgastam e em que escala de tempo é a base de qualquer plano de manutenção credível. Os números abaixo representam intervalos de horas de operação observados em produção normal, de uma a duas turnos, com preparação adequada do material; são referências de planejamento, não garantias, e um conteúdo elevado de regrinda ou aditivos abrasivos pode reduzir estas horas. O objetivo da tabela é mostrar a classificação relativa dos componentes para que possa ser priorizada a disponibilidade e a programação.
Falha do servo ou erro de posição
| Componentes | Construção/materia | Duração de serviço típica (horas de utilização) | Replacement interval guidance | Grado de custo relativo das peças | Man-hours per replacement |
|---|---|---|---|---|---|
| Parafuso e cilindro. | Linha bimetálica, 60 a 65 HRC | 20 000 a 40 000 | Em caso de limiar de desgaste ou queda de produção | 22 | 8 a 16 |
| Cabeça e mandril | Nitrido ou aço revestido duro | 30.000 a 60.000 | Inspecione por campanha; reformata | Alto | 6 to 12 |
| Peças de vedação hidráulica | Selos de poliuretano e nitrilo | 4.000 a 10.000 | Alteração programada de kit | Baixo | 3 a 8 |
| Válvula proporcional | Cartucho servo-proporcional | 15.000 a 30.000 | Baseadas nas condições | Alto | De 2 a 5 |
| Mecanismo de fixação do molde | Hardened links, guides, toggles | 50.000 a | Lubricate; align per plan | Medium | 4 a 10 |
| Encoder do motor servo | Encodeur óptico ou magnético | 40.000 a 80.000 | Substituir em caso de falha ou desvio | Medium | De 2 a 4 |
| Válvula solenoide pneumática | Operado pelo piloto, 5/2 ou 3/2 | 10.000 a 20.000 | Troca do sistema de origem | Baixo | 1 a 2 |
| Cooling water circuit scaling | Circuito de moldagem e refrigeração | 4.000 a 8.000 para a formação de depósitos | Descarcação a intervalos | Baixo | 3 a 6 |
Dois padrões se destacam. Em primeiro lugar, o parafuso e o cilindro são o item de maior custo, mas também são os que têm maior vida útil se bem protegidos, é por isso que a preparação de materiais e a disciplina da temperatura de fusão retornam após anos, em vez de semanas. Em segundo lugar, os componentes mais baratos por preço unitário, como válvulas solenóides e juntas, são os que falham mais frequentemente, por isso devem ser tratados como material de consumo com estoques na prateleira, em vez de surpresas esperando uma encomenda especial. Um plano de manutenção que respeita esta classificação gasta pouco em peças de primeira qualidade, ao mesmo tempo que evita o alto custo de uma linha parada esperando uma junta de cinco dólares.
Opções de projeto estrutural que reduzem a manutenção
O maior efeito sinérgico advém das grandes decisões arquiteturais, e a primeira delas é a escolha entre uma máquina totalmente elétrica, uma híbrida e uma com acionamento completamente hidráulico. Uma máquina totalmente hidráulica recorre a uma bomba, válvulas, acumuladores e cilindros para a fixação, transferência de peixe-morto e refrigeração. É robusta e muitas vezes menos complexa no início, mas implica filtragem de óleo, substituição de vedações, controle da temperatura do óleo e o constante risco de fugas lentas que sujam o local de trabalho e aceleram a contaminação. Uma máquina totalmente elétrica substitui essas funções por motores servo e parafusos de esferas ou acionamentos diretos lineares, eliminando totalmente a unidade de energia hidráulica. Uma máquina híbrida mantém a hidráulica apenas quando oferece verdadeiras vantagens, como a fixação de cargas elevadas em tambores ABLD grandes, enquanto se torna totalmente elétrica para a movimentação do peixe-morto e principal.
Para o sistema de fixação, a escolha da guia é importante. As caixas deslizantes tradicionais dependem de uma película de óleo e de uma limpeza periódica para manter a alinhamento; se a lubrificação falhar, as superfícies são contaminadas e as bancadas desalinhadas, o que depois sobrecarrega o molde e as barras de engrenagem de forma desigual. Por outro lado, as guias lineares são pré-carregadas, herméticas e graxadas para o tempo de vida em muitos projetos, com lubrificação fornecida por um sistema centralizado e não por uma pistola manual. O resultado prático é uma menor quantidade de ajustes e uma bancada mais estável ao longo da vida útil da máquina.
A lubrificação centralizada é uma funcionalidade surpreendentemente eficaz. Em vez de um técnico percorrer a máquina com uma pistola de lubrificação e possivelmente perder um bico distante, uma bomba doseia pasta ou óleo para cada ponto definido em um ciclo cronometrado, muitas vezes com um alarme de nível baixo se uma linha ficar bloqueada. As máquinas Apollo que incluem um sistema de lubrificação centralizada transformam o que costumava ser uma tarefa semanal em uma reposição mensal do reservatório e eliminam a causa mais significativa do desgaste prematuro dos guias e das ligações: a lubrificação inconsistente.
As cabeças de matriz modular reduzem o trabalho de alterações de cores ou de produtos e da rutina de recondicionamento. Quando uma cabeça tradicional precisa ser totalmente desmontada, limpa e reassemblada, um projeto modular isolou o inserto de fluxo e o mandril como um cartucho contido que pode ser trocado e servido off-line. Isso não apenas reduz as horas de alteração, mas também mantém as superfícies de precisão protegidas porque passam menos tempo expostas no banco. A válvula servo de parison, quando especificada como um tipo sem manutenção com uma unidade fechada e sem recalibração periódica, elimina outra ajuste recorrente do calendário.
Carga de manutenção por arquitetura do acionamento
| Aspect | Todo-eletrico | Hydraulic | Híbrido |
|---|---|---|---|
| Pontos de lubrificação para manutenção | Baixo | Alto | Medium |
| Freqüência de substituição dos selos | Muito Baixo | Alto | Medium |
| Troca de óleo e filtragem | Nenhum | Alto | Medium |
| A degradação da energia ao longo da vida útil. | Baixo | Alto | Medium |
| Limpeza do espaço de trabalho | Alto | Medium | Médio a alto |
| Média de horas de manutenção por ano (índice, base de 100) | 55 to 70 | 100 a 130 | 75 to 95 |
| Grado de custo de peças de reposição | Medium | Baixa a média | Medium |
| A melhor combinação | Sala limpa, alimentar, farmacêutica, locais com baixos níveis de óleo | Baterias pesadas, menor complexidade inicial | Custo equilibrado e limpeza |
Os valores do índice apresentados na tabela são valores de planeamento relativos à linha de base hidráulica de 100. Eles mostram que, ao passar de um sistema hidráulico para uma solução totalmente elétrica, normalmente é possível retirar mais ou menos 30 a 45 pontos do índice da carga de manutenção anual, principalmente eliminando o gerenciamento do óleo e os trabalhos de vedação, e ao mesmo tempo manter apenas um monitoramento modesto das condições da servoção. Um projeto híbrido captura uma parcela significativa desse benefício, mantendo o ajuste hidráulico para as matrizes mais grandes.
Sistema hidráulico Care and Oil Cleanliness
Para qualquer máquina que mantenha uma unidade de energia hidráulica, a limpeza do óleo é uma das disciplinas de manutenção mais importantes. A contaminação é a causa principal da maioria dos falhas nas válvulas proporcionais e nas bombas, e é totalmente controlável através da filtragem e da disciplina. O objetivo a realizar sistematicamente é a classe 8 do NAS 1638, equivalente à ISO 4406 18/16/13, com a classe 7 mais rígida aceitável para sistemas com regulação por servo. Os elementos de filtro da linha de retorno e da linha de pressão devem ser mudados em conformidade com um cronograma fixo, geralmente a cada 1.000 a 2.000 horas de operação, e não esperar por um alarme de pressão diferente, que pode já coincidir com o desgaste dos componentes.
A temperatura do óleo é o segundo pilar. O fluido hidráulico envelhece mais rapidamente e perde o controlo de viscosidade à medida que a temperatura aumenta, e a duração das juntas cai abruptamente acima de cerca de 55 graus Celsius. O circuito de refrigeração deve manter o reservatório na faixa de 40 a 55 graus Celsius, verificada por uma tendência em vez de um simples olhar, porque um refrigerador em descarrilamento aumenta a linha de base quase imperceptivelmente até as juntas começarem a ferver. Os acumuladores, quando estiverem montados para aquisição suave ou sopro, precisam de uma verificação anual de pré-carregamento com azoto; um acumulador macio faz com que a bomba trabalhe mais e encurta sua vida, além de degradar a consistência do ciclo.
Uma rotina hidráulica disciplinada também inclui amostragem. Uma amostra de óleo a cada trimestre para contagem de partículas e teor de água torna o objetivo de limpeza numa variável medida, e uma tendência crescente desencadeia a substituição do filtro ou uma troca parcial de óleo antes de danos serem produzidos. Este é exatamente o tipo de ação planejada que transforma um futuro evento de parada muito elevada numa manutenção programada de baixa intensidade. A documentação de serviço da Apollo para máquinas hidráulicas ABLB e ABLD especifica esses intervalos, e cumprir com eles é a diferença entre uma máquina hidráulica que parece de manutenção intensiva e uma que funciona durante anos entre intervenções importantes.
Controle elétrico, diagnósticos e manutenção preditiva
As máquinas modernas EBM são controladas por um PLC com uma HMI e o valor de manutenção deste sistema de controle estende bem além de definir parâmetros. O PLC é uma fonte de dados. Os log de alarmes registram todos os erros com uma marcação de tempo, pelo que uma queda de pressão que ocorre com frequência durante a noite ou um superexcesso de temperatura do servo durante o fim de semana é visível no histórico ao invés de ser apresentada como uma vaga "parada um dia". O gerenciamento de receitas armazena conjuntos de processo validados por artigo, por isso as trocas não exigem a rederiva do tempo de transbordo do parison da memória, o que protege tanto a qualidade quanto os mecanismos de ajustamentos ad-hoc.
A manutenção preditiva se baseia nesses dados. Três sinais são especialmente úteis e pouco caros para serem transmitidos. A tendência de vibração no caixa de engrenagens do extrusor e no acionamento da pinça revela o desgaste dos rolamentos semanas antes da falha. A tendência de corrente do motor no acionamento da porca e nos eixos servo mostra o aumento da resistência mecânica devido ao desgaste de um guiador ou a uma ligação emperrada. A tendência de temperatura nos rolamentos, no óleo hidráulico e nas zonas de aquecimento revela problemas de arrefecimento ou de carga de forma precoce. Nenhum desses requer sensores exóticos; eles utilizam sinais já existentes em uma máquina bem instrumentada, acessíveis através do HMI ou através de uma conexão de monitoramento remoto, para que o responsável pela manutenção da planta possa acompanhar várias linhas ao mesmo tempo.
O inventário de peças de reposição deve ser classificado para se corresponder a este monitoramento. Peças críticas são aquelas cuja falha para com a linha não pode ser atacada localmente num prazo de reparação médio previsível; estas são mantidas em stock, independentemente do custo unitário. Peças regulares são peças de consumo com intervalos previsíveis, encomendadas segundo um cronograma. Peças de pouco movimento são catalogadas com o tempo de entrega do fornecedor, para que uma revisão programada possa ser encomendada semanas antes. Um simples quadro de criticidade impede tanto o excesso de stock como o gongo doloroso em que uma componente menor interrompe a produção. Como uma fábrica da Wanplas, a Apollo suporta as suas máquinas com um crédito anual gratuito de peças de reposição sob a promessa de serviço do grupo e com substituição garantida de componentes defeituosos, o que complementa mas não substitui o disciplinado armazenamento local de itens em má condição.
Refrigeração e ar comprimido para funcionamento estável
O circuito de resfriamento do molde é fácil de ignorar, mas ambos determinam silenciosamente o custo a longo prazo. O circuito de resfriamento do molde remove o calor de cristalização de cada garrafa ou peça, e sua eficiência define o tempo do ciclo. Durante milhares de horas, os minerais precipitam dentro da via de água, estreitando a passagem e aumentando a temperatura do molde, que prolonga o tempo de resfriamento e pode causar deformação ou estrias provenientes de um paro suave e mais quente. A descalcificação do circuito do molde a cada 4.000 a 8.000 horas de operação, com o intervalo reduzido pela dureza da água ou por uma torre de resfriamento aberta, mantém a estabilidade do tempo do ciclo e da qualidade. Um filtro de corrente lateral e um programa de tratamento de água medido prolongam esse intervalo e protegem o próprio refrigerador.
O chiller merece atenção especial. Um chiller que opera com condensadores contaminados ou com baixo nível de gás refrigerante trabalha mais, consome mais energia e resfria com menos eficiência, aumentando a temperatura do molde e o tempo de ciclo. Um serviço trimestral no chiller, que inclui a limpeza dos condensadores e a verificação do gás refrigerante, é uma ação de baixo custo que defende tanto a produção quanto o uso de energia. O ar comprimido, utilizado para pratos de sopro, ejectores e atuadores pneumáticos, deve ser limpo e seco; um ponto de condensação de cerca de -20 graus Celsius impede que a umidade congele os orifícios pequenos ou corroa as válvulas. A eficiência do compressor de ar também é importante a longo prazo, porque um compressor envelhecido consome mais energia por unidade de ar e pode fornecer uma pressão instável que perturba a transferência para o molde ou o sopro do molde. Tratar o compressor como um ativo crítico de manutenção, e não como uma utilidade de segundo plano, mantém a linha inteira consistente.
Cronograma de manutenção: lista diária para anual
Um plano de manutenção é só tão bom quanto a sua execução, e a execução é a mais fácil quando o trabalho é dividido em frequências que correspondam ao modo como a máquina envelhece. A lista de verificação abaixo está estruturada por cadência, com cada linha contendo a ação, as horas de trabalho e um grau de custo relativo. Foi escrita para uma linha representativa de duas estações ou várias estações de EBM; alguns modelos específicos da Apollo podem acrescentar ou omiter linhas, mas a estrutura é válida.
Lista de verificação de inspeção e manutenção
| Tarefa | Frequência | Ação | Horas de trabalho do operador | Relative cost grade |
|---|---|---|---|---|
| Passeio visual e verificação de vazamentos | Diário | Verificar fugas de óleo, ar e água; limpar os rejeitos | 0.3 to 0.5 | Baixo |
| Revisão do registro de alarmes do HMI | Diário | Leia e acepte os alarmes; note tendências | 0,2 a 0,4 | Baixo |
| Reservatório de lubrificação e pontos | Semanais (setes (semana) de manutenção) | Reabastecer lubrificante centralizado; verificar a alimentação | De 0,5 a 1,0 | Baixo |
| Reboca do pareio ou inconsistência | Semanais (setes (semana) de manutenção) | Tapetes de drenagem; confirmar ar seco | 0.3 to 0.5 | Baixo |
| Verificar o diferencial do filtro hidráulico | Mensalmente | Leia o instrumento; substitua se perto do limite | De 0,5 a 1,0 | Baixo |
| Amostra de óleo para partículas e água | Trimestral | Envie uma amostra; compare com o NAS 8 | De 0,5 a 1,0 | Baixo |
| Limpeza do condensador do chiller | Trimestral | Limpar bobinas; verificar o refrigerante | 1,0 a 2,0 | Baixo |
| Descalcificação da via de água do molde | Trimestral a semestral | Circularizar o desengraxante; limpar; verificar o fluxo | 2,0 a 4,0 | Medium |
| Substituição do kit de vedação nas hidráulicas | Semestral a anual | Trocar as vedações planejadas antes da perda | 3.0 to 8.0 | Baixo |
| Verificação de pre-carregamento do acumulador de nitrogénio | Anual | Medir e reabastecer para os valores especificados | 1,0 a 2,0 | Baixo |
| Verificação de alinhamento e calibração | Anual | Placa quadrada, encoder zero, calibração do sensor | De 4,0 a 8,0 | Medium |
| Inspeção da cabeça e do parafuso | Anual | Medir o desgaste; planificar a renovação | De 6,0 a 12,0 | Alto |
Somado durante um ano, uma linha neste plano típicamente consome algumas centenas de horas trabalhadas por técnicos, quase todas elas previsíveis e programadas. O contraste com um regime reativo é marcante: a mesma máquina deixada sem cuidados pode parecer não custar nada por meses, e então absorver uma paralisação de vários dias que frequentemente supera o custo de um ano de cuidados programados. Portanto, o cronograma não é uma despesa, mas um seguro expresso em horas de trabalho.
Falhas comuns, causas raiz e tempo de inatividade relativo
Mesmo em uma máquina bem concebida, ocorrem falhas, e a vantagem de manutenção aparece na rapidez com que elas são resolvidas. A tabela abaixo relaciona as falhas mais comuns do EBM à sua possivel causa-raiz, à solução padrão e a um grau relativo de tempo de parada, com um índice comparado ao mesmo referencial de 100. Um evento de baixo tempo de parada é resolvido dentro de um turno, trocando uma peça em estoque; um evento alto envolve uma mudança significativa de equipamentos ou um pedido com lead longo.
Falha, Causa Principal, Remédio e Tempo de Paragem
| Falha / sintoma | Probável causa fundamental | Remédio | Tempo de inatividade relativo | Índice de parada (referência 100) |
|---|---|---|---|---|
| Trimestral ou semestral | Desvio de temperatura de fusão, contaminação da montagem | Estabilizar as zonas; purgar e limpar a cabeça | Baixo | De 15 a 30 |
| Hydraulic pressure drop | Vazamento de vedação interna, filtro obstruído | Replace seal kit; change filter | Medium | 35 a 60 |
| Desalinhamento do fecho, flash | Guia desgastado, lubrificação não efectuada | Realinhar a placa; restaurar o ciclo de lubrificação | Medium | De 40 a 70 |
| Perda de produção do parafuso/botija | Cabo do encoder, pré-carga do rolamento | Trocar o encoder/caixa; verificar a montagem | Medium | De 30 a 55 |
| Poor cooling, long cycle | Degradação da via de água, chiller fraca | Descale mold; service chiller | Baixa a média | De 20 a 45 |
| Fuga ou travamento da pinha de sopro | Selo desgastado, umidade no ar | Troque o selo do pino; abastecimento de ar seco | Baixo | De 10 a 25 |
| Extirpar a cabeça e o formato | Reciclagem de abrasivos, sobretemperatura | Reconstruir ou substituir o parafuso/tubo | Very High | De 80 a 140 |
| Válvula proporcional failure | Contaminação por óleo superior a 8 milhões de unidades | Troque a válvula; limpe e re-filtre | Alto | 50 a 90 |
O padrão é instrutivo. Os eventos de maior índice, a substituição do travão e do tambor e a falha da válvula proporcional, são ambos fortemente evitáveis: o primeiro pela preparação do material e controle da temperatura, e o segundo pela disciplina de limpeza do óleo. É por isso que a filosofia de manutenção mínima investe horas de trabalho previamente, na filtragem e lubrificação, para evitar largos períodos de inatividade mais tarde.
Visualização do OEE: disponibilidade, desempenho, qualidade e MTBF
A eficiência geral dos equipamentos, ou OEE, coloca a manutenção num contexto empresarial. Ela é o produto da disponibilidade, do desempenho e da qualidade. A disponibilidade é a fração do tempo de produção planejada durante a qual a máquina está realmente em funcionamento, e é diretamente afetada por paragens não previstas, algo que um projeto de baixa manutenção visa prevenir. O desempenho envolve a perda de velocidade decorrente de ciclos lentos ou interrupções menores, muitas vezes atribuível à ineficiência do arrefecimento ou a um válvula que se colou. A qualidade é representado pela produção descartada e pela retrabalho, frequentemente ligada às condições instáveis do parafuso que uma boa manutenção consegue preservar. Um programa de manutenção que aumente a disponibilidade em apenas alguns pontos, reduzindo as paradas, pode melhorar o OEE mais do que uma melhoria substancial num único parâmetro isolado.
Duas métricas de confiabilidade fazem referencia a este assunto. O tempo médio entre falhas (MTBF) mede o intervalo médio de operação entre paradas; uma linha de EBM de manutenção programada geralmente tem como meta um MTBF entre 1.200 e 2.500 horas de funcionamento, com o valor superior típicas das máquinas totalmente elétricas ou híbridas, com lubrificação disciplinada. O tempo médio para reparação (MTTR) mede a rapidez com que a linha retorna após uma falha; para as falhas mais frequentes, o objetivo é inferior a 4 horas, o que é possível devido à armazenagem de peças que falham e ao diagnóstico suportado pelo histórico de alarmes. Multiplicar um MTBF maior pelo MTTR menor resulta na disponibilidade que define o baixo custo total de operação.
É válido expressar a relação de forma clara: o custo de manutenção e o OEE são duas visões da mesma máquina. O investimento de horas de mão-de-obra em cuidados programados reduz a probabilidade de ocorrência de um evento de parada muito prolongada, o que aumenta a disponibilidade, e consequentemente o OEE, o que diminui o custo efetivo por container. A intenção do projeto Apollo, em toda a linha ABLB, ABLD e série totalmente elétrica, é fazer com que os cuidados programados sejam mais curtos e menos frequentes, para que os ganhos em OEE sejam quase gratuitos.
Estratégia de peças de reposição e formação de operadores
O funcionamento confiável depende tanto do sistema circundante como da própria máquina. A estratégia de peças de substituição em várias fases, introduzida anteriormente, deve ser apoiada por um registo de estoques simples que reporte as quantidades mínimas e máximas, o tempo de entrega dos fornecedores e a última data em que se verificaram peças de reposição. Artigos essenciais, como kits de estanques hidráulicos, um sensor proporcional ou cartucho, estanques de pinos, válvulas de solenoide, bandas de aquecimento, termocouplos, fusíveis e cabos de codificação, nunca devem afundar a um nível inferior à quantidade mínima. Consumíveis regulares, como filtros e graxa, são encomendados de acordo com o programa de manutenção. Artigos que se movimentam lentamente, como parafusos de reposição ou insets de matriz, são planeados durante o orçamento anual, não durante uma falha inopinada ao meio-dia.
A formação do operador é o fator de manutenção mais barato disponível: um operador que compreende a diferença entre um alarme benigno e um precursor de falha, que sabe manter o local de trabalho limpo e o reservatório de graxa cheio e que relata uma tendência crescente no HMI antes que isso torne-se uma interrupção, prolonga a vida dos componentes mais do que qualquer atualização de hardware. O serviço de instalação e comissionamento da Apollo inclui formação do operador, e a política de fábrica aberta do grupo convida os clientes a observar a montagem e o teste, o que constrói a familiaridade prática que mantém as máquinas saudáveis no campo. A documentação também é importante: um manual inalterado com o mapa de lubrificação, os valores de torque e a lista de alarmes, mantido na máquina, transforma o conhecimento tribal em procedimentos repetíveis.
Escolher uma EBM de manutenção reduzida: o método Apollo
Quando um comprador avalia máquinas de moldagem por sopro de extrusão para custo baixo a longo prazo, as perguntas certas raramente se referem ao preço final. Tratam-se de como a máquina foi construída para ficar disponível. A Apollo, fábrica da Wanplas, responde a essas perguntas em toda a sua gama. A série totalmente elétrica remove a unidade de potência hidráulica para a operação mais limpa e com menos manutenção e é bem adequada para locais relacionados com alimentos, fármacos e sensibilidades ambientais. A série ABLD traz a força de fixação hidráulica a tambores e tanques grandes, onde a fixação elétrica seria desproporcional, enquanto se beneficia ainda da modularidade dos cabeçotes de matrizes e do lubrificação centralizada. A série ABLB oferece uma arquitetura comprovada e compatível para o segmento de recipientes de 200 mililitros a 20 litros com grande volume.
A intenção de manter a linha com baixo nível de manutenção é apoiada por vários compromissos de projeto concretos: revestimentos de tambor bimetálicos classificados a 60 a 65 HRC para uma vida do parafuso e do tambor longa; sistemas lineares ou selados de guias que reduzem a regulagem; lubrificação centralizada que elimina pontos de engraxate ignorados; cabeças de matriz modulares para um serviço rápido e protegido; válvulas de servo de casamento sem manutenção quando especificadas; e plataformas PLC e HMI que registam alarmes e suportam monitorização remota, para que as tendências sejam detectadas desde cedo. Em conjunto com as promessas do serviço compartilhado do grupo Wanplas, que incluem a substituição de componentes defeituosos mediante garantia e o abono anual de peças de reposição, a experiência de posse está projetada para ser previsível e não surpreendente.
A recomendação prática é adequar a arquitetura do acionamento ao produto e à fábrica, e então cumprir o cronograma. Um embalador de alimentos com rigorosos objetivos de higiene obtém mais vantagens do conjunto totalmente elétrico. Um fabricante de tambores químicos que precisa de um grande numero de fissuras obtém mais vantagens de um ABLD bem especificado, com cuidados hidráulicos rigorosos. Em cada caso, o menor custo total de operação é obtido ao eliminar a manutenção na origem e planejar o resto em um calendário, e não em uma crise.
Perguntas Frequentes
Quais são os reservatórios de peças de reposição que um operador EBM deve sempre manter em estoque?
O tempo de paragem não planejado geralmente é o contribuinte maior porque uma linha parada perde a produção e tira a mão-de-obra, enquanto o custo das peças de reposição físicas é comparativamente pequeno. As escolhas de projeto que elevam a disponibilidade, como o fecho elétrico e a lubrificação centralizada, portanto, reduzem o custo total de manutenção mais do que simplesmente comprar componentes mais baratos.
Quanto tempo dura um parafuso bimetálico e um cano em uma máquina EBM?
Um liner cilíndrico bimetálico com classificação de 60 a 65 HRC normalmente oferece de 20.000 a 40.000 horas de operação antes que o desgaste atinja o nível de substituição. Um secador adequado de materiais higroscópicos, uma temperatura de fusão estável e um reciclagem limpo podem estimular a durabilidade no extremo superior dessa faixa.
Será que as máquinas EBM totalmente eléctricas realmente precisam de menos manutenção do que as hidráulicas?
Sim, em termos globais. Uma máquina totalmente elétrica remove a unidade de energia hidráulica, a filtragem de óleo, a substituição de vedantes e a gestão da temperatura do óleo do plano de manutenção. O contraponto é que as unidades de servo e os encoders necessitam de monitorização das condições, mas o número total de horas de trabalho por ano geralmente é menor e o espaço de trabalho permanece mais limpo.
Qual nível de limpeza do óleo hidráulico deve uma máquina EBM objetivar?
Obtenha a classe NAS 1638 8 ou ISO 4406 18/16/13 como meta rotineira. Os sistemas servo-hidráulicos e do valvadeproporcional são sensíveis à contaminação de partículas, portanto os filtros de retorno e de pressão devem ser trocados de acordo com um cronograma fixo, e não apenas quando ocorrer um problema.
Com que frequência o circuito de água de refrigeração do molde deve ser descarfado?
Com água municipal típica ou de poço, inspecione e desfaze o caminho de água do módulo a cada 4.000 a 8.000 horas de funcionamento, e verifique o circuito do lado do refrigerador no mesmo intervalo. Uma má qualidade da água, elevada dureza ou torres de resfriamento abertas reduzem esse intervalo, por isso um filtro de fluxo lateral e tratamento da água aumentam tanto a eficiência de resfriamento quanto a vida útil dos componentes.
Quais são os objetivos de MTBF e MTTR que são considerados razoáveis para uma linha de EBM bem mantida?
Um programa de manutenção planejada em uma linha de EBM de duas estações ou várias estações normalmente tem como objetivo um tempo médio entre falhas na faixa de
Que peças de reposição um operador EBM deve sempre manter em stock?
200 a
Conclusão
O baixo custo de manutenção em uma máquina de extrusão e moldagem por injeção não é um acaso do preço baixo; é resultado das decisões de design tomadas muito antes da máquina chegar à linha de produção e da disciplina aplicada todas as semanas depois disso. Os componentes que desgastam são previsíveis, os períodos de vida são conhecidos, e as escolhas arquitetônicas, como a opção totalmente elétrica ou híbrida, guias lineares, lubrificação centralizada, cabeças de matriz modular e válvulas servo-sealadas, reduzem de forma mensurável o número de horas de trabalho e o tempo de parada, que dominam o custo ao longo da vida útil da máquina. Adicione um plano de inspeção baseado no calendário, uma meta de limpeza do óleo de NAS 8, uma rotina de descaleçamento para o circuito de refrigeração, disciplina de log de alarmes e um estoque de peças de reposição hierarquizado, e o resultado é uma linha cuja disponibilidade, e portanto o seu OEE, permanece elevada, ao mesmo tempo em que o custo por recipiente permanece baixo. A Apollo, uma fábrica da Wanplas com mais de 20 anos de experiência em extrusão e moldagem por injeção e milhares de máquinas em serviço em todo o mundo, incorpora esta filosofia nas séries ABLB, ABLD e totalmente elétrica, para que a operação a baixo custo a longo prazo seja a situação padrão, em vez de algo desejável. Para qualquer fábrica que especifique uma nova linha de EBM, a pergunta a fazer não é apenas quanto a máquina custa hoje, mas quanto pede à equipe de manutenção durante o próximo decênio.
