ni Michael Kelly, Allied PhotoChemical, ug David Hagood, Finishing Technology Solutions
Handurawa nga halos tanang VOC (Volatile Organic Compounds) matangtang sa proseso sa paggama og tubo, nga katumbas sa 10,000 ka libra nga VOC kada tuig. Handurawa usab ang pagprodyus sa mas paspas nga gikusgon nga adunay mas daghang throughput ug mas barato nga gasto kada parte / linear foot.
Ang malungtarong mga proseso sa paggama hinungdanon sa pagpadagan padulong sa mas episyente ug gi-optimize nga paggama sa merkado sa North America. Ang malungtarong paggama masukod sa lainlaing mga paagi:
Pagkunhod sa VOC
Mas gamay nga paggamit sa enerhiya
Gi-optimize nga kusog sa trabaho
Mas paspas nga output sa paggama (mas daghan apan mas gamay)
Mas episyente nga paggamit sa kapital
Dugang pa, daghang kombinasyon sa mga nahisgotan sa ibabaw
Bag-ohay lang, usa ka nanguna nga tiggama og tubo ang nagpatuman og bag-ong estratehiya para sa ilang operasyon sa pagpahid. Ang kaniadto nga gigamit nga mga plataporma sa pagpahid sa tiggama kay base sa tubig, nga taas og VOC ug dali usab masunog. Ang malungtarong plataporma sa pagpahid nga gipatuman kay usa ka 100% solids ultraviolet (UV) coating technology. Niini nga artikulo, gisumada ang inisyal nga problema sa kustomer, ang proseso sa pagpahid sa UV, ang kinatibuk-ang mga kalamboan sa proseso, pagdaginot sa gasto ug ang pagkunhod sa VOC.
Mga Operasyon sa Pag-coat sa Paggama og Tube
Ang tiggama migamit og proseso sa waterbased coating nga nagbilin og kagubot, sama sa gipakita sa mga Hulagway 1a ug 1b. Dili lang kay nasayang ang mga materyales sa coating sa proseso, apan nakamugna usab kini og peligro sa shop floor nga nagdugang sa pagkaladlad sa VOC ug peligro sa sunog. Dugang pa, gusto sa kustomer og mas maayong performance sa coating kon itandi sa kasamtangang operasyon sa waterbased coating.
Samtang daghang mga eksperto sa industriya ang direktang magtandi sa mga waterbased coatings sa mga UV coatings, dili kini realistiko nga pagtandi ug mahimong makapahisalaag. Ang aktuwal nga UV coating usa ka subset sa proseso sa UV coatings.
Hulagway 1. Proseso sa pag-apil sa proyekto
Ang UV usa ka Proseso
Ang UV usa ka proseso nga nagtanyag og dakong bentaha sa kalikopan, kinatibuk-ang pag-uswag sa proseso, gipauswag nga performance sa produkto ug, oo, kada linear foot coating savings. Aron malampuson nga mapatuman ang usa ka proyekto sa UV coatings, ang UV kinahanglan nga tan-awon isip usa ka proseso nga adunay tulo ka pangunang sangkap - 1) ang kustomer, 2) ang UV application ug cure equipment integrator ug 3) ang coatings technology partner.
Kining tulo importante sa malampusong pagplano ug pagpatuman sa usa ka UV coating system. Busa, atong tan-awon ang kinatibuk-ang proseso sa pag-apil sa proyekto (Figure 1). Sa kadaghanang mga kaso, kini nga paningkamot gipangulohan sa kauban sa teknolohiya sa UV coating.
Ang yawe sa bisan unsang malampuson nga proyekto mao ang pagbaton og klaro nga mga lakang sa pakiglambigit, nga adunay built-in nga pagka-flexible ug ang abilidad sa pagpahiangay sa lainlaing mga klase sa kustomer ug sa ilang mga aplikasyon. Kining pito ka mga yugto sa pakiglambigit mao ang basehan alang sa usa ka malampuson nga pakiglambigit sa proyekto uban sa kustomer: 1) kinatibuk-ang diskusyon sa proseso; 2) diskusyon sa ROI; 3) mga detalye sa produkto; 4) kinatibuk-ang detalye sa proseso; 5) mga sample trial; 6) RFQ / kinatibuk-ang detalye sa proyekto; ug 7) padayon nga komunikasyon.
Kining mga yugto sa pakiglambigit mahimong sundon nga sunod-sunod, ang uban mahimong mahitabo sa samang higayon o mahimo kining ilisan, apan ang tanan kinahanglan nga makompleto. Kining naa sa sulod nga pagka-flexible naghatag sa labing taas nga tsansa sa kalampusan alang sa mga partisipante. Sa pipila ka mga kaso, mas maayo nga mokuha og eksperto sa proseso sa UV isip usa ka kapanguhaan nga adunay bililhong kasinatian sa industriya sa tanang matang sa teknolohiya sa coating, apan ang labing importante, lig-on nga kasinatian sa proseso sa UV. Kini nga eksperto makasulbad sa tanang isyu ug molihok isip usa ka neyutral nga kapanguhaan aron sa husto ug patas nga pagtimbang-timbang sa mga teknolohiya sa coating.
Yugto 1. Kinatibuk-ang Diskusyon sa Proseso
Dinhi ibaylo ang inisyal nga impormasyon bahin sa kasamtangang proseso sa kustomer, nga adunay klaro nga kahulugan sa kasamtangang layout ug klaro nga gihubit ang positibo/negatibo. Sa daghang mga kaso, kinahanglan nga adunay usa ka mutual non-disclosure agreement (NDA). Dayon, kinahanglan nga mailhan ang klaro nga mga tumong sa pagpaayo sa proseso. Mahimo kini maglakip sa:
Pagpadayon – Pagkunhod sa VOC
Pagkunhod ug pag-optimize sa trabaho
Gipauswag nga kalidad
Nadugangan nga katulin sa linya
Pagkunhod sa espasyo sa salog
Pagrepaso sa mga gasto sa enerhiya
Pagkamamentinar sa sistema sa coating – mga ekstrang piyesa, ug uban pa.
Sunod, ang mga espesipikong sukdanan gihubit base niining mga giila nga mga pag-uswag sa proseso.
Yugto 2. Panaghisgot Bahin sa Return-on-Investment (ROI)
Importante nga masabtan ang ROI para sa proyekto sa sinugdanan pa lang. Samtang ang lebel sa detalye dili kinahanglan nga mao ang lebel nga gikinahanglan para sa pag-apruba sa proyekto, ang kustomer kinahanglan adunay klaro nga outline sa kasamtangang mga gasto. Kini kinahanglan maglakip sa gasto kada produkto, kada linear foot, ug uban pa; gasto sa enerhiya; gasto sa intellectual property (IP); gasto sa kalidad; gasto sa operator / maintenance; gasto sa sustainability; ug gasto sa kapital. (Para sa access sa mga ROI calculator, tan-awa ang katapusan niini nga artikulo.)
Yugto 3. Diskusyon sa Espesipikasyon sa Produkto
Sama sa tanang produkto nga gihimo karon, ang mga batakang espesipikasyon sa produkto gihubit sa inisyal nga mga diskusyon sa proyekto. Mahitungod sa mga aplikasyon sa coating, kini nga mga espesipikasyon sa produkto nag-uswag sa paglabay sa panahon aron matubag ang mga panginahanglanon sa produksiyon ug kasagaran wala matubag sa kasamtangang proseso sa coating sa kustomer. Gitawag namo kini nga "karon vs. ugma." Kini usa ka pagbalanse tali sa pagsabot sa kasamtangang mga espesipikasyon sa produkto (nga mahimong dili matubag sa kasamtangang coating) ug paghubit sa umaabot nga mga panginahanglanon nga realistiko (nga kanunay usa ka pagbalanse).
Yugto 4. Kinatibuk-ang mga Espisipikasyon sa Proseso
Hulagway 2. Mga kalamboan sa proseso nga magamit kung mobalhin gikan sa proseso sa waterbased coatings ngadto sa proseso sa UV-coatings
Kinahanglan nga hingpit nga masabtan ug matino sa kustomer ang kasamtangang proseso, uban sa mga positibo ug negatibo sa kasamtangang mga pamaagi. Importante kini nga masabtan sa UV systems integrator, aron ang mga butang nga maayo ang dagan ug ang mga butang nga dili maayo mahimong ikonsiderar sa disenyo sa bag-ong UV system. Dinhi diin ang proseso sa UV nagtanyag og mga mahinungdanong bentaha nga mahimong maglakip sa dugang nga katulin sa coatings, pagkunhod sa mga kinahanglanon sa espasyo sa salog, ug pagkunhod sa temperatura ug humidity (tan-awa ang Figure 2). Ang hiniusa nga pagbisita sa pasilidad sa paggama sa kustomer girekomenda pag-ayo ug naghatag usa ka maayong balangkas aron masabtan ang mga panginahanglanon ug kinahanglanon sa kustomer.
Yugto 5. Demonstrasyon ug mga Pagsulay
Ang pasilidad sa supplier sa coatings kinahanglan usab nga bisitahon sa kustomer ug sa UV systems integrator aron ang tanan makaapil sa usa ka simulation sa proseso sa UV coating sa kustomer. Niining panahona, daghang bag-ong mga ideya ug sugyot ang mogawas samtang ang mosunod nga mga kalihokan mahitabo:
Simulasyon, mga sampol ug pagsulay
Pag-benchmark pinaagi sa pagsulay sa mga kompetisyon nga produkto sa coating
Ribyuha ang labing maayong mga pamaagi
Ribyuha ang mga pamaagi sa sertipikasyon sa kalidad
Pakigkita sa mga UV integrator
Paghimo og detalyado nga plano sa aksyon alang sa umaabot
Yugto 6. RFQ / Kinatibuk-ang Espisipikasyon sa Proyekto
Ang dokumento sa RFQ sa kustomer kinahanglan maglakip sa tanang may kalabutan nga impormasyon ug mga kinahanglanon para sa bag-ong operasyon sa UV coating sama sa gihubit sa mga diskusyon sa proseso. Ang dokumento kinahanglan maglakip sa labing maayong mga pamaagi nga giila sa kompanya sa teknolohiya sa UV coating, nga mahimong maglakip sa pagpainit sa coating pinaagi sa usa ka water-jacketed heat system hangtod sa tumoy sa baril; pagpainit ug pag-uyog sa tote; ug mga timbangan para sa pagsukod sa konsumo sa coating.
Yugto 7. Padayon nga Komunikasyon
Ang komunikasyon tali sa kustomer, UV integrator, ug kompanya sa UV coatings importante kaayo ug angay dasigon. Ang teknolohiya karon naghimo niini nga sayon kaayo ang pag-iskedyul ug pag-apil sa regular nga Zoom / conference-type nga mga tawag. Dili angay nga ikatingala kung ang mga kagamitan o sistema sa UV gi-install.
Mga Resulta nga Natuman sa Tiggama sa Tubo
Usa ka kritikal nga butang nga angay ikonsiderar sa bisan unsang proyekto sa UV coating mao ang kinatibuk-ang pagdaginot sa gasto. Niini nga kaso, ang tiggama nakadaginot sa daghang mga bahin, lakip ang gasto sa enerhiya, gasto sa pamuo ug mga konsumo sa coating.
Gasto sa Enerhiya – Microwave-powered UV vs. Induction Heating
Sa tipikal nga mga sistema sa waterbased coatings, kinahanglan ang pre- o post-induction heating sa tubo. Ang mga induction heater mahal, taas og konsumo sa enerhiya ug mahimong adunay dakong problema sa maintenance. Dugang pa, ang waterbased nga solusyon nagkinahanglan og 200 kw nga paggamit sa enerhiya sa induction heater kumpara sa 90 kw nga gigamit sa microwave UV lamps.
Talaan 1. Pagdaginot sa gasto nga labaw sa 100 kw/oras pinaagi sa paggamit sa 10-lamp microwave UV system batok sa induction heating system
Sama sa makita sa Talaan 1, ang tiggama og tubo nakadaginot og kapin sa 100 kW kada oras human sa pagpatuman sa teknolohiya sa UV coating, samtang nakakunhod usab sa gasto sa enerhiya og kapin sa $71,000 kada tuig.
Hulagway 3. Ilustrasyon sa tinuig nga pagdaginot sa gasto sa kuryente
Ang natipigan nga gasto alang niining nakunhuran nga konsumo sa enerhiya gibanabana base sa gibanabana nga gasto sa kuryente nga 14.33 sentimos/kWh. Ang 100 kw/oras nga pagkunhod sa konsumo sa enerhiya, nga gikalkulo sulod sa duha ka shift sulod sa 50 ka semana kada tuig (lima ka adlaw kada semana, 20 ka oras kada shift), miresulta sa natipigan nga $71,650 sama sa gipakita sa Figure 3.
Pagkunhod sa Gasto sa Trabaho – Mga Operator ug Pagmentinar
Samtang ang mga entidad sa paggama nagpadayon sa pagtimbang-timbang sa ilang mga gasto sa pamuo, ang proseso sa UV nagtanyag og talagsaon nga pagtipig kalabot sa oras sa operator ug maintenance. Uban sa mga waterbased coatings, ang basa nga coating mahimong molig-on sa ubos sa mga kagamitan sa pagdumala sa materyal, nga sa ngadto-ngadto kinahanglan nga tangtangon.
Ang mga operator sa pasilidad sa paggama migamit ug total nga 28 ka oras kada semana sa pagtangtang/paglimpyo sa waterbased coating gikan sa mga kagamitan niini sa pagdumala sa materyal.
Gawas pa sa mga natipigan nga gasto (gibanabana nga 28 ka oras sa pagtrabaho x $36 [gasto nga gipabug-at] kada oras = $1,008.00 kada semana o $50,400 kada tuig), ang gikinahanglan nga pisikal nga trabaho para sa mga operator mahimong makapahigawad, makahurot sa oras ug delikado kaayo.
Ang kustomer nag-target og paglimpyo sa coating kada quarter, nga may gasto sa pagtrabaho nga $1,900 kada quarter, dugang sa gasto sa pagtangtang sa coating nga nahiaguman, para sa kinatibuk-an nga $2,500. Ang kinatibuk-ang natipig kada tuig katumbas sa $10,000.
Mga Tinipigan sa Pag-coat – Waterbased vs. UV
Ang produksiyon sa tubo sa customer site kay 12,000 ka tonelada kada bulan nga 9.625-pulgada ang diyametro nga tubo. Sa kinatibuk-an, kini katumbas sa gibana-bana nga 570,000 linear feet / ~ 12,700 ka piraso. Ang proseso sa aplikasyon para sa bag-ong teknolohiya sa UV coating naglakip sa high-volume/low-pressure spray guns nga adunay tipikal nga gibag-on nga target nga 1.5 mils. Ang pag-cure nahimo pinaagi sa paggamit sa Heraeus UV microwave lamps. Ang pagdaginot sa gasto sa coatings ug gasto sa transportasyon/internal handling gisumada sa Talaan 2 ug 3.
Talaan 2. Pagtandi sa gasto sa coating – UV vs. waterbased coatings kada linear foot
Talaan 3. Dugang nga mga tinipigan gikan sa mas ubos nga gasto sa transportasyon ug pagkunhod sa pagdumala sa materyal sa lugar
Dugang pa, mahimo kining makadaginot sa gasto sa materyales ug trabaho ug makapakunhod sa kahusayan sa produksiyon.
Ang mga UV coating ma-reclaim (ang mga waterbased coating dili), nga moresulta sa labing menos 96% nga efficiency.
Mas gamay nga oras ang gigahin sa mga operator sa paglimpyo ug pagmentinar sa mga kagamitan sa aplikasyon tungod kay ang UV coating dili mamala gawas kung maladlad sa kusog nga enerhiya sa UV.
Mas paspas ang gikusgon sa produksiyon, ug ang kustomer adunay potensyal nga madugangan ang gikusgon sa produksiyon gikan sa 100 ka tiil kada minuto ngadto sa 150 ka tiil kada minuto – usa ka pagtaas nga 50%.
Ang mga kagamitan sa proseso sa UV kasagaran adunay built-in nga flushing cycle, nga gisubay ug gi-iskedyul pinaagi sa mga oras sa produksiyon. Mahimo kini nga i-adjust sumala sa mga panginahanglan sa kustomer, nga moresulta sa gamay nga manpower nga gikinahanglan alang sa paglimpyo sa sistema.
Niini nga pananglitan, ang kustomer nakadaginot og $1,277,400 kada tuig.
Pagkunhod sa VOC
Ang pagpatuman sa teknolohiya sa UV coating nakakunhod usab sa mga VOC, sama sa makita sa Figure 4.
Hulagway 4. Pagkunhod sa VOC tungod sa pagpatuman sa UV coating
Konklusyon
Ang teknolohiya sa UV coatings nagtugot sa mga tiggama og tubo nga halos mawagtang ang mga VOC sa ilang mga operasyon sa coating, samtang naghatag usab og malungtarong proseso sa paggama nga nagpauswag sa produktibidad ug kinatibuk-ang performance sa produkto. Ang mga sistema sa UV coating nagdala usab og dakong pagdaginot sa gasto. Sama sa gilatid niini nga artikulo, ang kinatibuk-ang natipig sa kustomer milapas sa $1,200,000 kada tuig, dugang pa nga nawagtang ang kapin sa 154,000 lbs nga mga emisyon sa VOC.
Alang sa dugang nga impormasyon ug aron maka-access sa mga ROI calculator, bisitaha ang www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Alang sa dugang nga mga pagpaayo sa proseso ug usa ka ehemplo sa ROI calculator, bisitaha ang www.uvebtechnology.com.
SIDEBAR
Mga Bentaha sa Proseso sa UV Coating para sa Kalig-on / Kalikopan:
Walay Volatile Organic Compounds (VOCs)
Walay Delikado nga mga Hugaw sa Hangin (HAPs)
Dili Masunog
Walay mga solvent, tubig o mga filler
Walay mga isyu sa produksiyon sa humidity o temperatura
Kinatibuk-ang mga Pag-uswag sa Proseso nga Gitanyag sa UV Coatings:
Paspas nga katulin sa produksiyon nga moabot sa 800 ngadto sa 900 ka tiil kada minuto, depende sa gidak-on sa produkto
Gamay nga pisikal nga tunob nga ubos sa 35 ka tiil (linear nga gitas-on)
Minimum nga trabaho-sa-proseso
Dali nga mamala nga dili na kinahanglan og post-cure
Walay problema sa downstream wet coating
Walay pag-adjust sa coating para sa mga isyu sa temperatura o humidity
Walay espesyal nga pagdumala/pagtipig atol sa pag-ilis sa shift, maintenance o pagsira sa weekend
Pagkunhod sa gasto sa manpower nga nalangkit sa mga operator ug maintenance
Abilidad sa pagbawi sa sobra nga spray, pagsala pag-usab ug pagpaila pag-usab sa sistema sa coating
Gipauswag nga Pagganap sa Produkto gamit ang UV Coatings:
Gipauswag nga mga resulta sa pagsulay sa humidity
Maayong mga resulta sa pagsulay sa salt fog
Abilidad sa pag-adjust sa mga kinaiya ug kolor sa coating
Anaa ang mga tin-aw nga coat, metallic ug mga kolor
Mas ubos nga gasto sa matag linear foot coating sama sa gipakita sa ROI calculator:
Oras sa pag-post: Disyembre 14, 2023
