Paineilma - teollisuuden tärkeimpiä hyödykkeitä
Uutiset 30.11.2022
Katsotko kalenteria sekä samaan aikaan ulos? Eikö olekin houkutteleva näky, kun luontomme odottaa valkoista talvipeitettään eikä valon määräkään näy edes UV-indeksillä. Harmauden keskellä Konepaja-messut Tampereen Messu- ja Urheilukeskuksessa kutsuu sinua, alasta kiinnostunutta tekijää, kokemaan mitä on kirkas ja Moderni Konepaja 2022.
Olemme yhteistyössä sidosryhmiemme kanssa rakentaneet tämän kaiken juuri sinua varten ja arvostamme kovasti osallistumistanne. Moderni Konepaja 2022 odottaa kävijäkuntaa kuin teknisesti jalostettu tuote tarvitsee käsiä aina tavaran vastaanotosta, yrityksen johtoporrasta myöden, kunnes se on jalostettuna matkalla kohti päämääräänsä.
Sami Uusi-Erkkilä
PAINEILMA –TEOLLISUUDEN TÄRKEIMPIÄ KÄYTTÖHYÖDYKKEITÄ
Onko paineilma ikiliikkuja, jota tulee seinästä, kun sinne pistoliittimen tökkää? Vai lähes ilmainen käyttöhyödyke, joka siirretään paineilman tuottoasemasta verkoston kautta käyttökohteisiin?
Kumpikaan yllä mainituista ei kuvasta paineilman luonnetta, eikä sitä minkälaisesta käyttöhyödykkeestä on oikein kysymys. On siis helpompi aloittaa sähköstä. Kun sitä on saatavilla, pystyt aamun ollessa vielä pimeimmillään suunnistamaan valon avulla kohti keittiötä, valmistamaan aamupalan ja vielä mahdollisesti hurauttamaan EV-autollasi kohti työpaikkaa tai tapaamaan asiakkaita. Eräät meistä saavat onnekkaasti tipauttaa jälkikasvun omille poluilleen siinä samassa.
Paineilmaa pidetään monilla teollisuuden aloilla jopa toiseksi tärkeimpänä käyttöhyödykkeenä eikä turhaan, sillä Ilman sitä tuotannollisen toiminnan pyörittäminen on hankalaa ja monesti jopa mahdotonta. Tässä artikkelissa seuraamme, miten myös paineilman avulla yli 5000 m2 käsittävä Konepaja-messujen E-halli on messujen ajan moderni konepaja ja pitää kuinka paineilma pitää tuotannon vauhdissa.
Konepajamessuilla – modernissa konepajassa seuraamme paineilman matkaa
Messupaineilma tuotetaan saksalaisilla KAESERin öljyvoidelluilla ruuvikompressoreilla. Suomessa näiden tuotteiden ja palveluiden saatavuudesta vastaa viitisenkymmentä henkilöä työllistävä Kaeser Kompressorit Oy. Maailmanlaajuisesti toimiva Kaeser Kompressoren on yksi suurimmista kompressorivalmistajista ja paineilmateknisten järjestelmien toimittaja. Myös Suomessa yritys kuuluu alan johtaviin toimijoihin.
Messuilla paineilman tuotosta vastaa Kaeser ASD 60 T SFC, joka on muuttuvatuottoinen ruuvikompressori 1:1 suoravedolla ja sisäänrakennetulla jäähdytyskuivaimella. Ilman tarpeen kasvaessa, kun tuotantosolut lisäävät tuottavuutta, myös paineilman kulutus kasvaa. Messupaineilman parhaaksi ratkaisuksi valikoitui kahden kompressorin järjestelmä, jossa kiinteänopeuskompressori Kaeser ASK 40 T käynnistyy automaattisesti ilmankulutuksen kasvaessa toimien apukompressorina.
Mentäessä vielä astetta suurempituottoisiin kokonaisuuksiin, Kaeserilla on vahva näkemys energiatehokkaan paineilma-aseman rakenteesta. Puhuttaessa suorituskyvystä, saatavuudesta ja energiatehokkuudesta samassa lauseessa, Kaeser suosittelee useamman kompressoriyksikön järjestelmää, jota ohjataan Sigma Air Manager 4.0 -pääohjausjärjestelmällä. Järjestelmä ohjaa paineilman tuottoa ja seuraa paineilma-aseman energiankulutusta. Järjestelmän hyödyt ovat muun muassa merkittävä energiansäästö sekä valmiit energiaraportit, kuten esimerkiksi ISO 50001 -energiatehokkuus, järjestelmää varten. Kaeserin löydät osastolta E600.
Paineilman siirto- ja jakelu tekniikkakaivojen kautta tuotantosoluihin
Laatu- ja määrävaatimukset täyttävä paineilma on seuraavaksi määrä siirtää E-messuhallin paineilmaverkostoon, joka on rakennettu kiinteistön lattialaatan alapuolelle. Tämä onnistuu tekniikkakaivojen avulla, jotka ovat rakennettu käyttöhyödykkeiden kuten: sähkön-, paineilman- ja vedenjakeluun. Tekniikkakaivojen määrä vastaa vähintään tuotantosolujen lukumäärää, joten jakelu onnistuu solukohtaisesti, helposti ja vaivattomasti.
Paineilmaverkoston vuotokuvaus
Paineilma on yksi teollisuuden tärkeimmistä käyttöhyödykkeistä heti sähkön jälkeen, ja myös kalleimmista. Toisinaan sitä käytetään hyvinkin harkitsemattomasti ja vieläpä kaiken lisäksi useiden tutkimusten mukaan, jopa 20 % tuotetusta paineilmasta häviää vuotoina ilmaan.
Useisiin tutkimuksiin perustuen, monissa kohteissa 20 % paineilmavuodot suhteessa tuotetun paineilman määrään ovat hyvinkin tyypillisiä. Konepajamessujen tuotantoympäristössä tämä voisi tarkoittaa jopa 2m3/min vuotoarvoa. Tyypillisesti valmistavan teollisuuden konepajat toimivat vähintään kahdessa vuorossa ja monet jopa keskeytyksettä, lähes 8 760 tuntia vuodessa.
Laskennallisesti 2 m3/min vuotokustannukset kahden vuoron käytössä tarkoittavat konepajassa vuodessa noin 56 000 kWh (56 MWh) turhaa sähkönkulutusta.
– Nykyisillä energiakustannuksilla ja Suomen asettamilla kunnianhimoisilla tavoitteilla olla hiilineutraali yhteiskunta vuonna 2035, se on ehdottomasti liikaa. Onhan sillä vielä merkittävä taloudellinenkin vaikutus, se tarkoittaa yritykselle 20 snt/kWh:n sähkön hinnalla vuodessa yli 10 000 euron taloudellista menetystä, laskee Sami Uusi-Erkkilä ja osoittaa vuotokamerassa olevaa vuotoarvoa.
Modernin tehtaan käyttöhyödyke – paineilma
Tamperelainen Makrum Oy esittelee messuilla kaikenkattavasti modernin lastuavan konepajan.
– Tämä on erittäin odotettu tapahtuma yli neljän vuoden tauon jälkeen. Messuilla meillä on ilo esitellä viisi erilaista, sektorinsa huipputuotetta! Kaikissa koneissamme on käytössä paineilmaa useissa eri kohteissa osana prosessia tai käyttämässä suoraan toimilaitteita. Modernit työstökoneet automaatiolla mahdollistavat miehittämättömän käytön. Puhdas paineilma on osaltaan mahdollistamassa häiriötöntä modernin konepajan toimintaa, iloitsee Marno Miettinen Makrum Oy:stä.
Makrum Oy on lastuavan työstön ratkaisuja tarjoava yritys, joka tarjoaa aina tarvekartoituksesta lähtien ratkaisuja konepajateollisuudelle avaimet käteen periaatteen mukaisesti.
Konepajaan Makrum kattaa leikkuunesteen korkeapaine- ja suodatinyksikön työstökoneisiin, kaksireukkuisen tarkkuussorvin kappaleautomaatiolla, siirrettävän konekohtaisen automaatiosolun, pystykaraisen työstökeskuksen sekä jyrsinkoneen ProtoTRAK-ohjauksella.
– Saavuin Makrumin osastolle hieman ennen messujen alkua, ja sain huomata kuinka ahkerasti Makrumin tiimi oli työskennellyt ja saanut osaston valmiiksi hyvissä ajoin jo edellisenä iltana. Osastolle saavuttaessa tulee käsitys kuin olisin saapunut nykyaikaiseen konepajaan, jonka tuotteilla onnistuu paitsi lastuava työstö, CNC-työstö ja kappaleiden siirto vaivattomasti kappaleautomaation avulla. Ihan kaikkea ei nyt oltu vielä automatisoitu, mutta itsekin koneistuskoulutuksen saaneena voin todeta, että useammat työvaiheet osaston työstökoneilla saisi helposti tehty ja vieläpä tehokkaasti, kertoo Uusi-Erkkilä
Takamaz XW-130 on kaksikarainen kahdella työkalurevolverilla varustettu tarkkuussorvi kappaleautomaatiolla. Kyseisellä tarkkuussorvilla ja kappaleautomaatiolla koneistettavat kappaleet voidaan ”poimia” kappalevarastosta, siirtää työstettäväksi, kääntää kappaleet ja siirtää takaisin valmiina kappalevarastoon. Toimiakseen Takamaz tarvitsee käyttöhyödykkeinä sähkönsyötön, paineilman syötön, leikkuunesteet sekä sivuvirtoina syntyneet sorvauslastut että leikkuunesteen käsittelyn. Laitteen sisäinen kierto käsittää hydrauliikan sekä keskusvoitelun. Pääteltävissä on, että moderni tarkkuussorvi edellyttää toimiakseen käyttöhyödykkeet, sivuvirtojen hallinnan, sisäisten kiertojen käyttöhyödykkeet sekä osaavat tekijät.
Makrum oli mukana myös vuonna 2020, kunnes kuin salaman iskusta kesken messuosaston viimeistelyn tuli Covid-19 pandemian johdosta messujen peruutukset ja koko tapahtuma jouduttiin silloin perumaan. Makrumin huoltoinsinööri Mikko Harjula kuvailee tuota hetkeä omakohtaisesti kun yrityksen tiimi oli ajamassa työstökoneita ”ylös” messu- ja esittelykuntoon, että räikän varressa vaihdettiin suuntaa kuin lennosta.
– Tapahtuma on meille erittäin odotettu ja niin uskomme, että kävijämme ajattelevat samoin. Meidän käsitys on, että messuja odottavat sekä näytteilleasettajat että kävijät. Neljän vuoden tauko on tehnyt tehtävänsä ja kävijöillä on tarve kokoontua tapaamaan alan toimijoita, kollegoja sekä etsimään uusia ideoita nykyaikaisen modernin konepajan tarpeisiin, tiivistää Marno Miettinen Makrumilta.
Kokonaisvaltainen työstökonetoimittaja janoaa puhdasta paineilmaa
Tamspark Oy on 2007 perustettu yritys joka toimii johtavien työstökonevalmistajien maahantuojana esimerkiksi työstökeskuksille, lankasahoille, sekä kipinätyöstökoneille. Yritys on täydentänyt tuotevalikoimaa 3D- tulostimien puolelle 2015. Tamsparkin pääedustus GF valmistaa muun muassa koneistuskeskukset, EDM-lankasahat sekä tietysti kipinätyöstökoneet sekä edellä mainittujen lisäksi erikoiskoneita, kuten laserablaatio, mikrotyöstö ja automaatio ratkaisuihin.
– Useita asiakastapaamisia on sovittu messuille, joka on oivallinen tapa viedä käynnissä olevia projekteja eteenpäin, lisätä asiakkaiden tietämystä tarjolla oleviin koneisiin sekä vaihtaa avoimesti ajatuksia ja mielipiteitä. Näin messut tarjoavat sekä meille että asiakkaille hyviä kohtaamisia, täydentää Tamsparkin Chief Operating Officer Heidi Henttonen-Sorri.
Tamspark luokittelee itsensä kokonaisvaltaiseksi toimittajaksi myös laitteiden sujuvan ja tehokkaan ylläpidon takaamiseksi. Yritys työllistää useita huoltoteknikkoja, jotka työskentelevät asennus- tai koulutusprojekteissa loppuasiakkaiden tuotantolaitoksissa ja osallistuvat säännöllisesti päämiesten järjestämiin koulutuksiin.
– Haasteita tämän hetken työstökoneiden häiriöttömässä toiminnassa ovat muun muassa puutteet laadukkaan paineilman toimittamisessa työstökoneille. Monesti asiakkaan paineilmaverkosta tulee myös itse paineilman joukossa työstökoneille kuulumattomia komponentteja kuten vettä, jäännösöljyä sekä partikkeleita. Tämä tarkoittaa lisääntynyttä huollon tarvetta. Työstökoneet vaativat puhdasta paineilmaa sekä suoramittausjärjestelmän toiminnassa että tarkkuudessa. Koneissa on oma paineilmasuodatus mutta luonnollisesti sen kapasiteetti on rajallinen, sanoo toimitusjohtaja Jussi Tammisalo Tamspark Oy:stä.
– Työstökoneissa on aina omat suodatusyksiköt, mutta nämäkin joutuvat turhan kovalle kuormitukselle juuri epäpuhtaan paineilman johdosta ja vaativat lisääntynyttä ylläpitoa. Normaaliin käyttöön tarvitaan huomattavia ilmamääriä sekä riittävät paineet. Käytettävää ilmamäärää lisää esimerkiksi paineilman käyttö lastunpoistossa, työstettäessä ilman emulsioita, kiteyttää Tammisalo.
Artikkelin kirjoittaja Sami Uusi-Erkkilä on tehnyt pitkän uran teknologiateollisuuden palveluksessa. Uusi-Erkkilä toimi paineilmajärjestelmien myynti- ja myynnin johtamisen tehtävissä, jossa monesti pääpaino oli energiaa- ja kustannuksia säästävässä tekniikassa.