Зеленое производство:прочная окружающая среда и преимущества магазина

«Зеленое производство» стало общей фразой, используемой многими в крупнейшей индустрии Америки. Колледж Гудвина определяет его как «обновление производственных процессов и внедрение экологически чистых операций в производственной сфере». Если вы потратите время на переосмысление устаревших процессов, это сэкономит вам время и деньги, а также укрепит вашу репутацию современного бизнеса. Внедрение экологически безопасных процессов обработки — это огромный шаг в правильном направлении создания экологически чистого бизнеса.

«Зеленое производство» — это следующий логический шаг вперед для отрасли.

Как начать работу с экологичным производством

Первый шаг, который вы должны сделать на пути к более экологичному механическому цеху и экологичному производству, — это оценка воздействия вашего предприятия на окружающую среду. Наиболее распространенным методом оценки воздействия производственного процесса на окружающую среду является оценка жизненного цикла или LCA. В стандарте ISO 14040 ОЖЦ определяется как сбор и оценка входных и выходных данных, а также потенциального воздействия системы продукта на окружающую среду на протяжении всего ее жизненного цикла.

4 вопроса, которые нужно задать себе:

1. Определение и определение цели. Чего я пытаюсь достичь в этом расследовании?
2. Анализ инвентаризации. Каковы количественные входы (энергия, вода, материалы и т. д.) и выходы (выбросы в атмосферу, сточные воды)?
3. Оценка воздействия. Как эти вещи влияют на окружающую среду?
4. Интерпретация. Что я могу изменить, чтобы сделать свои процессы более эффективными и экологичными?

Имеются базы данных, которые могут помочь в проведении инвентаризационного анализа. Эти базы данных собирают такую ​​информацию, как скорость подачи, скорость резания, диаметр инструмента, время резания, свойства охлаждающей жидкости, а затем рассчитывают все материалы, а также потребляемую и выводимую энергию.

Понимание влияния смазочно-охлаждающих жидкостей

Смазочно-охлаждающие жидкости, скорее всего, являются загрязнителем номер один в вашем механическом цехе и мешают вам добиться экологически чистого производства. По данным Modern Manufacturing Processes, в 2002 году североамериканские производители потребляли более 2 миллиардов галлонов, и с тех пор рынок жидкостей для металлообработки только рос. Смазочно-охлаждающие жидкости имеют ряд преимуществ для процесса обработки, в основном это охлаждение области резания, смазка и удаление стружки.

Загрязнения

Получение максимальной отдачи от охлаждающей жидкости является ключевым фактором эффективности затрат в любой механической мастерской. Таким образом, одной из самых больших проблем, с которыми вы, вероятно, столкнетесь или сталкиваетесь в настоящее время, является ухудшение характеристик смазочно-охлаждающей жидкости из-за загрязнения. К наиболее распространенным типам загрязнителей относятся:

1. Свободные масла (масляные отстойники) — жидкость, которая смазывает шестерни и оборудование станков с ЧПУ, просачивается в смазочно-охлаждающую жидкость.
2. Крупные частицы — твердые отходы, стружка и стружка относительно крупного размера
3. Мелкие частицы – очень мелкие частицы заготовки или режущего инструмента, которые обычно состоят из тяжелых металлов, таких как кобальт, кадмий, хром, алюминий и свинец.
4. Микроорганизмы — бактерии и грибки, которые растут внутри стенок и труб станка с ЧПУ.

Крупные частицы, такие как стружка и металлическая стружка, обычно легко извлекаются с помощью Н-образной цепи, цепи и скребка, толкателя или желобной системы. С мелкими частицами сложнее, так как они требуют либо сепарации, либо фильтрации в виде отстойников, пенных сепараторов, центробежной сепарации или магнитных сепараторов. Свободное масло также можно удалить с помощью фильтрации, но также можно быстро и легко удалить его с помощью скиммера.

Правильная система фильтрации может не только сэкономить деньги мастерских, но и помочь окружающей среде.

Труднее всего удалить микроорганизмы, так как они могут составлять десятую часть размера мелких частиц. «Утренняя вонь в понедельник» — распространенный побочный эффект анаэробных бактерий, выделяющих сероводород во время метаболических процессов. Эти микроорганизмы являются одной из основных причин, по которым охлаждающую жидкость необходимо сливать и заменять в машине каждые несколько месяцев. Достижения в области технологий за последние несколько десятилетий позволили использовать системы мембранной микрофильтрации для отделения биомассы, а также масла от охлаждающих жидкостей. С этими типами систем операторам больше не придется использовать проблематичные биоциды, поскольку они оказывают негативное воздействие на здоровье как окружающей среды, так и сотрудников. Однако важно отметить, что большинство микроорганизмов растут не в смазочно-охлаждающей жидкости, а на стенках/трубах станка или в остатках стружки на дне бака.

Вот некоторые способы уменьшения накопления микроорганизмов в вашем магазине:

• Поддержание машин в чистоте:шлам, стружка и стружка могут стать питательной средой для бактерий.
• Уменьшение загрязнения органическими веществами:слюна, пот, табачный сок и органические вещества являются источником пищи для микроорганизмов.
• Уменьшите количество бродячего масла – оно также может быть источником пищи.

Грязная куча чипсов, на которой размножатся бактерии, которые испортят вашу машину.

Типы смазочно-охлаждающих жидкостей

Хорошая смазочно-охлаждающая жидкость должна иметь высокую температуру воспламенения, хорошую адгезию, высокую термическую стабильность и высокую устойчивость к окислению. Необходима высокая температура вспышки, так как жидкость не должна воспламеняться при высоких температурах (у бензина низкая температура вспышки). Хорошая клейкость позволяет жидкости прилипать к поверхности заготовки. Это создает слой между режущим инструментом и заготовкой, помогая разделить их и, таким образом, уменьшая трение. Большее трение приводит к более высокой силе резания, что приводит к более высоким температурам резания.

Высокие температуры резания создают проблемы, так как это приводит к более быстрому износу режущего инструмента, а также может привести к упрочнению заготовки. Высокая термическая стабильность означает, что при высоких температурах жидкость должна иметь низкую вязкость (примером жидкости с высокой вязкостью может быть мед при комнатной температуре). Более низкая вязкость в области резания обеспечивает меньшее трение и, следовательно, меньшее количество тепла и силы резания. Окислительная стабильность смазочно-охлаждающей жидкости в конечном итоге определяет, как долго можно использовать эту смазочно-охлаждающую жидкость. Через некоторое время масло начинает окисляться, что приводит к увеличению его вязкости и увеличению количества отложений шлама.

Чрезмерное количество охлаждающей жидкости может означать чрезмерное количество отходов.

Для целей этой статьи смазочно-охлаждающие жидкости будут разделены на две широкие категории:биоразлагаемые и небиоразлагаемые.

Небиоразлагаемые охлаждающие жидкости

Небиоразлагаемые охлаждающие жидкости производятся на нефтяной основе. Они обладают высокой антропогенной и экологической токсичностью, что приводит к профессиональным рискам для здоровья. У них также сложный процесс утилизации.

Биоразлагаемые охлаждающие жидкости

Биоразлагаемые охлаждающие жидкости производятся на растительной основе. Обычно их производят из овощей, таких как соя, кокос и рапс, или несъедобных растений, таких как ним, каранджа и ятрофа. Этот фактор делает их возобновляемым ресурсом и менее токсичным для человека, а также для окружающей среды.

В последние годы некоторые модифицированные масла на растительной основе превзошли масла на нефтяной основе по характеристикам отделки поверхности, теплоизоляции и смазывания. Одно исследование, опубликованное в журнале Science Direct, посвященное точению нержавеющей стали 304, показало, что кокосовое масло с добавкой борной кислоты значительно лучше борется с износом задней поверхности инструмента и шероховатостью поверхности по сравнению с двумя другими смазочно-охлаждающими жидкостями. Это произошло благодаря высокой термостойкости растворов на растительной основе.

Другое исследование, опубликованное в IOP Science, показало, что комбинация масла нима и каранджи превосходит SAE 20W40 (масло на нефтяной основе) в отношении смазки при сверлении мягкой стали. Результаты показали, что раствор растительного масла снижает силу резания при операции из-за его более высокой вязкости и липкости. В конечном итоге это привело к улучшению качества поверхности детали.

Краткий обзор экономичных замен охлаждающей жидкости, которые вы можете внести

• Уменьшите накопление микроорганизмов в ваших машинах, поддерживая машины в чистоте и уменьшая количество внешних загрязнений.
• Установите систему мембранной микрофильтрации.
• Перейдите на более эффективную и биоразлагаемую смазочно-охлаждающую жидкость

Положительное влияние сухой обработки на экологическую обработку

Сухую обработку следует использовать всякий раз, когда представляется возможность, поскольку устраняются затраты и экологические проблемы, связанные с получением, управлением и утилизацией смазочно-охлаждающей жидкости. Еще одним преимуществом сухой обработки является отсутствие теплового удара. Когда фреза выходит из реза, но охлаждающая жидкость все еще струится, большие колебания температуры (тепловой удар) приведут к более быстрому выходу из строя режущей кромки, чем если бы она постоянно работала в горячем состоянии. Сухая обработка наиболее распространена при обработке прерывистым резанием или при резании закаленных сталей. Он особенно популярен при фрезерных операциях с высокими скоростями и подачами. Резка с высокими рабочими параметрами позволяет рассеивать большую часть тепла в стружку, а не в заготовку. Это также имеет место при обработке закаленных сталей.

Идеальный инструмент для сухой обработки

Идеальный режущий инструмент должен быть более термостойким и выделять меньше тепла. Карбид является хорошим субстратом, так как он чрезвычайно твердый и прочный. Инструменты с покрытием — лучший вариант для сухой обработки, поскольку они обладают улучшенной теплоизоляцией, а также улучшенной самосмазываемостью.

Положительное влияние минимального количества смазки (MQL)

• Значительно снижено потребление жидкости.
• Безопасные смазочно-охлаждающие жидкости и смазки
• Снижение опасности для здоровья сотрудников
• Чистота в магазине
• Сокращенное техническое обслуживание

Поскольку в MQL используется такое небольшое количество жидкости, это делает его идеальным приложением для использования немного более дорогих масел на растительной основе. Было обнаружено, что MQL наиболее эффективен при распиловке и сверлении.

Преимущества экологичного производства

Взглянув еще раз на свои текущие операции обработки с точки зрения защитника окружающей среды, вы сэкономите время, деньги и создадите менее опасное рабочее место для своих сотрудников. Используя описанные выше методы, можно приблизить эффективность магазина и внести соответствующие изменения на благо нынешнего и будущих поколений.