Materiaalinkäsittely
Pintakäsittely
Robotiikka ja automaatio
Robotiikka lisääntyy maalauslinjastoilla
Jauhemaalauslinja varustettuna power&free -kuljettimella.
Valmistettavat kappaleet saadaan hyvän pintakäsittelyn avulla hyvän ja viimeistellyn näköisiksi sekä samalla kestävämmiksi. Maalaus on yleinen pintakäsittelymenetelmä, jonka toteutukseen on paljon vaihtoehtoja ja mahdollisuuksia. Usein käytetään maalauslinjastoja, jotka nykyään ovat yhä automatisoidumpia.
Kun kappaletta maalataan, sen pinnalle sidotaan sideaineella
pigmenttejä. Maalaus tekee tuºtteista värikkäitä ja kestäviä,
antaa niille siistin ulkonäön sekä myös suojaa niiden pintoja.
Usein teollinen maalaus on jauhemaalausta, joka tuli yleiseen
käyttöön 1960-luvulla. Muun muassa metallipinnat soveltuvat
jauhemaalattaviksi varsin hyvin.
Jauhemaalaus ei kastele maalattavaa pintaa samaan
tapaan kuin tavanomainen märkämaalaus, koska siinä ruiskutetaan
pinnalle maalijauhetta, joka sitten kuumennetaan
uunissa. Kuumennuskäsittelyssä maalijauhe sulaa ja tarttuu
pintaan kiinni.
Jauheella ja märkämaaleilla saadaan kappaleiden pinnoille
samankaltaisia maalikalvoja.
Innovatiivisia ratkaisuja
Pintakäsittelylinjoilla tarvitaan monentyyppisiä teollisuuden erikoiskoneita,
kuten maaliruiskuja, kuljettimia, puhdistusjärjestelmiä,
kuivausuuneja, kammioita manuaalimaalaukseen sekä
imuseiniä ja maalauskaappeja.
Esimerkiksi Nipema Oy suunnittelee ja toteuttaa maalauslinjoja
jauhe- ja märkämaalaukseen muun muassa konepajojen,
maalaamoiden ja laitevalmistajien käyttöön. Yrityksen
päätoimipaikka on Savitaipaleella.
”Toteutuksessa käytämme innovatiivisia ratkaisuja”, Nipeman
toimitusjohtaja Juha Nikkilä tähdentää.
”Kaikki linjat toimitetaan asiakaskohtaisesti räätälöityinä.
Niiden suunnittelussa otetaan huomioon prosessin tarpeet,
käsiteltävät tuotteet sekä käytössä olevat tilat. Usein linjassa
ovat maalausprosessin lisäksi mukana kuljetinjärjestelmä sekä
esikäsittely ja kuivaus.”
Esipuhdistus kuuluu kuvioon
Esikäsittelyyn kuuluu tyypillisesti maalattavan pinnan puhdistus
joko mekaanisesti tai kemiallisesti. Hyvin tehty esikäsittely
parantaa maalipinnan teknistä laatua.
Yleisiä esikäsittelymenetelmiä ovat hiekkapuhallus, teräsraesinkous
tai 3–7-vaiheinen kemiallinen puhdistus pesukemikaaleilla.
Sopiva kemiallinen puhdistus voi tehostaa maalipinnan
korroosionkestoa. Liuotinpohjaisia puhdistusaineita ei
maalauslinjoilla enää käytetä.
Raepuhallusta sovelletaan esikäsittelynä yleensä vain paksuille
metallikappaleille, ei siis esimerkiksi ohutlevytuotteille.
”Puhalluksella poistetaan pinnoilta ruostetta tai valssihilsettä.
Raepuhallus karhentaa pinnan ja parantaa maalin
tarttuvuutta.”
”Maalaus vaatii aina puhtaan pinnan, joten pinnoilla ei
saa olla öljyä, rasvaa tai leikkuunesteitä”, muistuttaa Nikkilä.
Pintakäsittelyjärjestelmät ovat kehittymässä yhä energiatehokkaammiksi.
”Pesuprosessissa käytetään yleensä lämmitettyä vettä, ja
tuotteet kuivataan lämpimässä ilmassa. Hukkalämmön ja prosessilämpöjen
talteenotto LTO-järjestelmillä on usein järkevä
ratkaisu.”
Kuivausuuneja ja muuta tekniikkaa
Jauhemaalausta käytettäessä maalin kuivaus tapahtuu
uuneissa, jotka polttavat jauhemaalin esineiden pintaan noin
+160 ... +200 °C:n lämpötilassa.
Kammio- ja tunneliuuneja käytetään veden ja maalin kuivaukseen
sekä jauhemaalien polttoon. Uunien lämmönlähteenä
voi olla vesi, sähkö, öljy tai kaasu.
Märkämaalauksessakin tarvitaan monenlaisia erikoisvälineitä
ja tarvikkeita, kuten pumppuja matala- ja korkeapainemaalaukseen,
siirtopumppuja, sekoittimia ja suodattimia.
Maalin levityksessä voidaan käyttää vaikkapa monikomponenttiruiskuja,
hajotusilma- ja korkeapainepistooleja sekä
sähköstatiikkapistooleja.
Elektroniset maaliannostelujärjestelmät voivat lisätä
tuotannon tehokkuutta ja säästää käyttö- ja materiaalikustannuksia.
Maalauslinjan power&free -kuljetin.
Robotit yleistymässä
Prosesseissa voi olla mukana käsinmaalausta tai automaattisia
traverssimaalauslaitteistoja.
”Voi myös olla mahdollista, että robotit hoitavat maalauksen”,
Nikkilä toteaa.
”Käsin maalaaminen on raskasta työtä, joka ei aina ole
ergonomista. Robotteihin perustuvat maalausjärjestelmät yleistyvät
koko ajan.”
”Kun automaatio linjoilla lisääntyy, prosesseja ja laitteistoja
pystytään ohjaamaan maalattavien tuotteiden mukaan.
Automatiikka voi huolehtia myös värinvaihdoista, maalipintojen
paksuuksista sekä prosessinaikaisten olosuhdetietojen tallentamisesta.”
Tietoja voidaan kerätä esimerkiksi mitatuista lämpötiloista
tai kuivausajoista, jolloin vianetsintä helpottuu.
”Myös ohjausautomaation suunnittelu on oma kuvionsa.
Automatiikka voi olla keskeisessä osassa tuotantolinjoilla”,
mainitsee Nikkilä.
Linjojen ohjausjärjestelmiä valmistetaan Nipeman toisessa
toimipisteessä Kangasalla.
Puolen vuoden toimitusaika
Valmistettavan tuotteen osat tyypillisesti maalataan jo
ennen kokoonpanoa.
”Tuotteet ripustetaan maalausta varten oikealla
tavalla, tietyssä asennossa. Tämä koskee etenkin robottimaalausta,
koska linjoilla ei yleensä käytetä konenäkölaitteita”,
Nikkilä selvittää.
Pintakäsittelylinjan toimitusaika on noin puoli vuotta
tilauksesta. Linjaston koko voi Nikkilän mukaan hieman
vaikuttaa toimitusaikoihin.
”Usein aikaväli ensimmäisistä kyselyistä linjan käynnistymiseen
on noin 1–2 vuotta, kun esiselvitykset ja
suunnitteluvaiheet otetaan huomioon.”
Nipema valmistaa ja asentaa suuren osan toimittamistaan
pintakäsittelylinjoista. Osa taas tulee Euroopan
suurimpiin linjatoimittajiin
kuuluvalta tanskalaiselta
Aabo-Ideal A/S:ltä, joka hoitaa myös omien linjastojensa
asennustyön.
”Molemmissa tapauksissa järjestämme linjojen huollot
ja käyttökoulutuksen”, Nikkilä lupaa.
Oikeita linjastoja oikeisiin paikkoihin
Maalauslinjoilla käytettävät kuljetinjärjestelmät ovat
usein riippukuljettimia, jotka saattavat olla manuaalikäyttöisiäkin,
myös lattiakuljettimet ovat yksi vaihtoehto.
Linjalla voidaan joutua käsittelemään isojakin kappaleita,
joiden paino voi vaihdella muutamasta kilosta
useisiin tonneihin. Vankkarakenteisia kuljettimia siis tarvitaan.
Riippukuljettimella pystytään siirtämään jopa
kymmenen tonnin painoisia kappaleita maalattaviksi.
Erilaisten tuotteiden maalaus vaatii erityyppisiä prosesseja.
”Asioihin vaikuttaa muun muassa se, maalataanko
lopputuotetta vai osia. On myös tiedettävä, millaisissa
ilmasto-oloissa tuotetta on tarkoitus käyttää, jotta pintakäsittely
saadaan tehtyä oikealla tavalla”, Nikkilä
sanoo.
”Myös käytettävissä oleva tila vaikuttaa tuotantolinjan
suunnitteluun. Eri vaihtoehtoja kartoitetaan yhteistyössä
asiakkaan kanssa, kunnes sopiva ratkaisu löytyy”,
vakuuttaa Nikkilä.
Teksti: Ari Mononen
Kuvat: Nipema Oy
