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Walther Trowal: new abrasive mineral creates smooth, shiny surface finishes

At this year’s Deburring Expo (from 12 to 14 October in Karlsruhe - Germany) Walther Trowal presents its new plastic grinding AF media to the public for the first time.

The Walther Trowal experts at the chemical lab developed an innovative abrasive mineral that is maintaining the pH value of the process water over long time periods. This ensures the optimal functionality of the compound. An additional effect is that an increase of the pH value through orthosilicic acid is prevented. Therefore, the pH value must no longer be monitored, and the correction with additional buffer chemicals has been completely eliminated: The dosing of the compound is now very simple and

Walther Trowal: il nuovo minerale abrasivo crea finiture superficiali lisce e brillanti

Al Deburring Expo di quest’anno (dal 12 al 14 ottobre a Karlsruhe - Germania), Walther Trowal presenta per la prima volta al pubblico il suo nuovo abrasivo plastico AF per la rettifica.

Gli esperti del laboratorio chimico di Walther Trowal hanno sviluppato un innovativo minerale abrasivo che permette di mantenere stabile il valore del pH dell’acqua di processo per periodi di tempo prolungati, garantendo così una ottimale funzionalità del composto. Un ulteriore effetto è che viene impedito un aumento del valore del pH causato dall’acido ortosilicico. Pertanto, il valore del pH non deve più essere monitorato e la correzione con delle sostanze chimiche tampone aggiuntive è stata completamente eliminata: il dosaggio del

requires no special knowledge. The company developed the AF media specifically for finishing high-value work pieces made from metal, for example, turbine blades for jet engines, stampings for the automotive industry or medical implants. During deburring operations a new grinding mineral generates particularly smooth, pre-plate finishes as well as a high luster on the work pieces. Angelika Helten, manager of the test lab at Walther Trowal, explains why Walther Trowal’s investment in the new media was so important: „In some highperformance finishing applications certain physical processes cause the pH value of the process water to decline over time. With the new media we could develop a long-term, sustainable solution, which no longer requires the addition of corrective chemicals. This is also beneficial to customers, who are dealing with less challenging finishing tasks. For, apart from keeping the pH value stable, the AF media offers other advantages”. Since the new abrasive mineral wears at an exceptionally slow rate, the usable life of the media could be significantly prolonged. For this reason, the new AF media contributes to a higher cost-efficiency of the mass finishing operations.

Final quality control of the media prior to shipment. Controllo finale della qualità dei media abrasivi prima della spedizione.

Walther Trowal is at the Deburring Expo 2021 in Hall 1, Booth 410.

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composto ora è molto semplice e non richiede conoscenze specifiche. L’azienda ha specificamente sviluppato il prodotto AF per la finitura di manufatti di alto valore realizzati in metallo, come ad esempio pale di turbine per motori a reazione, stampi per l’industria automobilistica o impianti medici. Durante le operazioni di sbavatura, un nuovo minerale abrasivo genera finiture pre-laminate particolarmente lisce, oltre a conferire ai pezzi in lavorazione un’elevata lucentezza. Angelika Helten, responsabile del laboratorio per i test di Walther Trowal, spiega perché l’investimento di Walther Trowal è stato così importante: “In alcune applicazioni di finitura ad alte prestazioni, determinati processi fisici causano la diminuzione nel tempo del valore del pH dell’acqua di processo. Con i nuovi media abrasivi potremo sviluppare una soluzione sostenibile a lungo termine, che non richiede più l’aggiunta di prodotti chimici correttivi. Ciò è vantaggioso anche per i clienti, che avranno a che fare con attività di finitura meno impegnative. Perché, oltre a mantenere stabile il valore del pH, AF offre anche altri vantaggi”. Poiché il nuovo minerale abrasivo si consuma a una velocità eccezionalmente lenta, la vita utile del media potrebbe essere notevolmente prolungata. Per questo motivo, il nuovo AF contribuisce ad una maggiore efficienza dei costi nelle operazioni di finitura di massa.

Walther Trowal è presente a Deburring Expo 2021 nel padiglione 1, stand 410.

In the previous page:

The new AF media generates particularly smooth, pre-plate finishes as well as a high luster on high-value work pieces (left image).

The new media, developed in the Trowal chemical lab, produces not only smooth, shiny finishes, but it also maintains the pH value of the process water over a long time period (right image). Nella pagina precedente:

Il nuovo AF genera finiture pre-laminate particolarmente lisce e conferisce un’elevata lucentezza ai pezzi di alto valore (a sinistra).

Il nuovo abrasivo, sviluppato nel laboratorio chimico Trowal, produce non solo finiture lisce e lucide, ma mantiene anche stabile il valore del pH dell’acqua di processo per un periodo di tempo prolungato (a destra).

Some of the mechanical parts produced and cleaned by Borelli Transmission Components.

Alcuni dei componenti meccanici prodotti e lavati da Borelli Transmission Components.

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Borelli TC’s new tunnel cleaning system reduces surface contamination of mechanical components in a green and Industry 4.0-oriented way

In its new production facility, Borelli Transmission Components is able to meet all the cleaning quality requirements of its customers thanks to a new environmentally-friendly water and detergent cleaning tunnel system 4.0 supplied by Teknox.

“It is always the market that dictates the new rules of the game, with a major impact on the methods, times, and technologies used in production.” These are the first words to us of Mauro Borelli, the founder and current president of Borelli Transmission Components, a company located in the Tuscan-Emilian Apennines (in Castel di Casio, Bologna, Italy) and specialised in the production

In Borelli TC la nuova lavatrice a tunnel abbatte la contaminazione superficiale dei componenti meccanici in ottica green e di Industria 4.0

Nel suo nuovo stabilimento produttivo Borelli Transmission Components è in grado di soddisfare i requisiti di qualità di pulizia richiesti dai clienti con l’introduzione di un nuovo tunnel di lavaggio ad acqua e detergente di Teknox a ridotto impatto ambientale e in ottica 4.0.

“E’ sempre il mercato a dettare le nuove regole del gioco, creando un impatto rilevante sul modo, sui tempi e sulle tecnologie produttive”. Esordisce in questo modo Mauro Borelli, fondatore e attuale presidente di Borelli Transmission Components, azienda situata sull’appennino tosco-emiliano (a Castel di Casio, Bologna) e specializzata nella produzione di componenti meccanici di precisione da 0,5 a 250 Kg in piccole, medie e grandi serie per l’industria automobilistica, l’edilizia,

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The cleaning tunnel with the discharge roller conveyor. Il tunnel di lavaggio con la rulliera di scarico.

of precision mechanical components from 0.5 to 250 kg in small, medium, and large series for the automotive, construction, agricultural and industrial machinery, and (more recently) energy sectors. “As a first-tier supplier of major industrial brands, we cannot chase the market: we have to use our experience to interpret any signs of change and preempt them. This is the reason why production planning goes hand in hand with technological innovation, research into new solutions, and investment.” Begun in 1966 as a mechanical lathe shop, the history of Borelli TC has been characterised by continuous investment and expansion of its production department. “Our latest investment, now nearing completion, has seen an impressive increase in the surface area of our factory, where around 50 employees work, with the implementation of a 1400 m2 warehouse area, a 500 m2 two-storey office area, and a 3000 m2 extension to the production department. In order to position ourselves at a certain level of the production chain, we need to be able to meet, as well as preempt, the needs of our customers. This calls for a suitable facility, equipped with the latest machinery and capable of handling any production peaks. This is where the investment in a new cleaning machine came in, as it has proved vital in meeting the increasingly stringent surface cleaning requirements imposed to us. It is strategically located in the new building devoted to packaging and shipping, so as to guarantee compliance with the required cleanliness parameters and reduce the risk of contamination in the final phase of production.” The plant chosen by Borelli TC is an L 2B HT tunnel

Parts entering the 6 m-long tunnel. Manufatti in entrata nel tunnel di 6 m.

i macchinari agricoli e gli impianti industriali e, più recentemente, il settore energetico. “Chi, come noi, affronta lavorazioni conto terzi come fornitore di primo livello di importanti marchi dell’industria non può inseguire il mercato o cercare di rincorrerlo; deve necessariamente sfruttare la propria esperienza per interpretare i segnali di cambiamento e giocare di anticipo. Per questo motivo la progettazione della produzione va di pari passo con l’innovazione tecnologica, con la ricerca di nuove soluzioni e con gli investimenti”. La storia di Borelli TC, che ha iniziato la propria attività nel 1966 come torneria meccanica, è caratterizzata da continui investimenti e ampliamenti del reparto produttivo. “L’ultimo effettuato di recente, ancora in fase di completamento, ha visto un aumento imponente della superficie della fabbrica, dove lavorano oggi circa 50 dipendenti, grazie all’introduzione di un’area magazzino di 1400 m2, un’area uffici su due piani di 500 m2 e un’estensione del reparto produttivo di 3000 m2. Per posizionarci a un certo livello della filiera produttiva dobbiamo essere in grado di soddisfare, oltre che di anticipare, le esigenze dei clienti e, per farlo, dobbiamo avere a disposizione una struttura adeguata dotata dei macchinari più all’avanguardia e in grado di gestire anche eventuali picchi produttivi. In questo percorso, si colloca l’investimento per una nuova macchina di lavaggio, che si è rivelata fondamentale per rispondere ai requisiti sempre più stringenti in termini di risultati di pulizia superficiale e collocata in posizione strategica nel nuovo capannone dove si eseguono l’imballaggio e la spedizione dei pezzi, in modo da garantire, oltre i parametri di pulizia richiesta, anche l’abbattimento del rischio di

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At the exit of the tunnel, a roller conveyor takes the components to the unloading area. On the right, the touchscreen for tunnel management. All’uscita del tunnel una rulliera porta i manufatti fino alla zona di scarico. A destra, il touchscreen per la gestione del tunnel.

machine conceived for high productivity and flexibility by Teknox, a company specialising precisely in the design and manufacture of cleaning systems.

From co-design to delivery

“Our goal”, says Borelli, “is to constantly improve every process in order to maintain a high reliability and professionalism level, which we have always guaranteed to all the major national and international brands that have chosen us or intend to choose us as their Tier-1 supplier. Until a few years ago, our main customers operated in the agricultural sector. These days, we have diversified our production by developing solutions for the energy sector, particularly the wind power field, and increasing our presence in the automotive sector.” Production starts from the drawings of customers, with which the technical department collaborates to find the optimum solution with a co-engineering approach that is highly appreciated by them. “Based on the order created with each customer,” indicates Borelli, “we procure materials, that is, steel and cast iron stamped or die-cast parts. These are then processed in our machining department and sent out for heat, galvanic, and powder or liquid coating treatments. “The parts can be cleaned before they are sent to our subcontractors or as a final operation before packaging, which is the most important phase for us. Stricter and stricter demands are being placed on us in terms of corrosion resistance of parts, even in roofed outdoor storage contaminazione nella fase finale della produzione”. L’impianto di lavaggio scelto da Borelli TC è una macchina a tunnel L 2B HT di Teknox, azienda specializzata nella progettazione e realizzazione di impianti di lavaggio, progettata per un’elevata produttività e flessibilità.

Dal co-design alla spedizione del prodotto finito

“Il nostro obiettivo – prosegue Borelli - è sostenere un miglioramento continuo di tutti processi per tutelare l’affidabilità e la professionalità che da sempre garantiamo a grandi marchi nazionali e internazionali che ci hanno scelto o intendono sceglierci come loro fornitore TIER 1. Fino a qualche anno fa i nostri principali interlocutori appartenevano al settore agricolo, ma oggi la nostra produzione si è diversificata sviluppando prodotti destinati all’ambito energetico – eolico in particolare – e implementando la nostra presenza in quello automotive”. La produzione prende avvio dal disegno del cliente, con cui l’ufficio tecnico collabora per trovare la soluzione ottimale in un rapporto di coengineering molto apprezzato dagli interlocutori. “Sulla base dell’ordine messo a punto con il cliente – prosegue Borelli – effettuiamo l’approvvigionamento dei materiali, ossia pezzi stampati o pressofusi in acciaio e ghisa che sono quindi trattati nel nostro reparto di lavorazioni meccaniche e poi inviati in esterno per i trattamenti termici, galvanici e di verniciatura a polvere o a liquido. I pezzi possono essere lavati prima di essere inviati alle lavorazioni esterne oppure come operazione finale prima dell’imballaggio, che è quella che riveste per noi maggiore importanza. Viene sempre più richiesta una

areas, up to several months: the cleaning machines we had available were no longer able to meet these requirements. Now, we no longer use them, as we replaced them with the new detergent cleaning machine installed by Teknox in March this year.”

Plant features

“The machine we designed for Borelli TC,” explains Marcello Maffei, Area Manager at Teknox, “belongs to our series of plants specifically devoted to production flows with very high quantities of parts to be treated and high speed as a key parameter. Borelli’s system was devised to process components in different sizes and shapes: the tunnel has an inlet of 51 x 60 cm (H x L) and the roller conveyor has a load capacity of 500 kg, an uncommon feature for a cleaning system. We designed a rather long loading station (80 cm) next to the unloading one, so that the operator (or, at peak production times, several operators) can easily load and unload the parts without moving along the cleaning line. The motorised belt then takes the components resistenza alla corrosione delle superfici anche sotto tettoia che deve durare mesi e le macchine di lavaggio che avevamo a disposizione non erano più in grado di soddisfare queste richieste. Oggi non sono più utilizzate perché sostituite dalla nuova lavatrice a detergente, installata da Teknox a marzo di quest’anno”.

Caratteristiche dell’impianto

“La macchina che abbiamo progettato per Borelli TC” – spiega Marcello Maffei, Area Manager di Teknox – “fa parte della serie di impianti Teknox specifici per produzioni dove la quantità di pezzi da trattare è molto alta e la velocità risulta un parametro fondamentale. L’impianto di Borelli è stato studiato per lavare componenti di dimensioni e geometrie diverse: il tunnel presenta una bocca di ingresso di 51 x 60 cm (h x l) e la rulliera è in grado di supportare una portata di 500 kg, una caratteristica non comune negli impianti di lavaggio. Abbiamo pensato ad una stazione di carico piuttosto lunga (80 cm) attigua a quello di scarico in modo che l’operatore - o, nei momenti di picco della produzione, più operatori - possa caricare e scaricare i pezzi in modo agevole, senza spostarsi lungo

Stable Assurance of Parts Cleanliness

parts2clean 2021 Hall 4 Stand C20

Monitoring Process Liquids Inspecting Parts Surfaces Inspecting Parts Surfaces

From left to right: - The two vapour condensers located above the cleaning and rinsing areas. - Rear view of the cleaning tunnel: from left to right, the oil separator, the first cleaning tank using alkaline detergents, the steel filters for capturing swarf, and the rinsing tank. - The oil separator.

Da sinistra a destra: - I due condensatori dei vapori situati sopra la zona di lavaggio e sopra il risciacquo. - Vista posteriore del tunnel di lavaggio: da sinistra il disoleatore, la prima vasca per il lavaggio con detergenti alcalini, i filtri in acciaio per la captazione dei trucioli e la vasca per il risciacquo. - Il disoleatore.

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through the various stages: cleaning, rinsing, blow-off, and finally drying in an integrated in-line oven. Finally, we opted for fixed spray nozzles with a fan-shaped mouth and a 10° angle to ensure good cleaning quality over a larger than average surface area, thanks to the resulting extended spray pattern.” The cleaning cycle includes as follows: • A cleaning step with water and an alkaline detergent to remove neat oils and emulsions • A rinse step with a passivating agent to protect the surfaces against oxidation • A compressed air blow-off step carried out to remove most water, which can be adjusted according to production requirements via a control PLC • An air drying step in the oven. “The frequency currently set for the workpieces’ movement on the belt is 90 Hz,” says Borelli, “corresponding to a takt time of around 35 cm/min, which I would like to improve soon because our production volumes are increasing all the time. As the tunnel is 6 metres long, an average cycle is completed in about 15 minutes.” la linea di lavaggio. Il nastro motorizzato conduce quindi i componenti attraverso le fasi di lavaggio, risciacquo e soffiaggio a spruzzo e asciugatura in un forno integrato in linea. Abbiamo infine optato per ugelli di spruzzatura fissi con un’apertura a ventaglio e angolo di 10° in modo da garantire una buona qualità di lavaggio su un’area superficiale più ampia della media, grazie all’ampliamento del getto”. Il ciclo di lavaggio prevede: • Una fase di lavaggio con acqua e detergente alcalino per la rimozione degli olii interi e delle emulsioni • Una fase di risciacquo con passivante per proteggere la superficie dall’ossidazione • Una fase di soffiaggio ad aria compressa effettuata per rimuovere la maggiore quantità di acqua, che può essere regolata secondo le esigenze produttive tramite PLC di controllo • L’asciugatura ad aria nel forno preposto. “La frequenza attualmente impostata per il passaggio dei pezzi sul nastro è pari a 90 Hz” – interviene Borelli - “corrispondente ad un takt time di circa 35 cm/min, che vorrei a breve aumentare perché i nostri volumi produttivi sono in continuo aumento. Stiamo parlando di un tunnel di 6 m, quindi un ciclo medio si conclude in circa 15 min”.

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Reducing water and energy consumption

The plant concept was developed with particular attention to the environmental aspects, as Maffei points out: “The tunnel was equipped with two vapour condensation systems, a larger one for the cleaning chamber and a smaller one for the rinsing chamber, both connected to exhaust fans. Each condenser has a fan at the top that collects water from outside and projects it downwards, thus cooling the pipes; once these have cooled down, the vapour returns to its liquid state and it can feed the tanks again. This avoids the risk of leakage of the steam evaporated from water and of any consequent level decrease in the tanks, which in turns prolongs their service life and reduces detergent consumption. Generally, the steam produced by this kind of plants is either released back into the atmosphere or recovered by a central plant: here, on the other hand, it is used to re-feed the tanks, reducing consumption of both water and detergent.” Other devices have been added with the aim of reducing consumption. These include, for example, an oil separator, which removes oils and very fine dust particles from water based on their different specific weights, and automatic dosing units that, during the water

Il contenimento dei consumi di acqua e energia

Il concept dell’impianto è stato sviluppato ponendo una particolare attenzione all’aspetto ambientale, come precisa Maffei: “Il tunnel è stato attrezzato con 2 sistemi di condensazione dei vapori, uno di maggiori dimensioni per la camera di lavaggio e uno più piccolo per quella di risciacquo, collegati agli aspiratori. Ciascun condensatore presenta nella parte superiore un ventilatore che raccoglie l’acqua dall’esterno e la proietta verso il basso, raffreddando le tubazioni. Dopo che queste si sono raffreddate, il vapore torna allo stato liquido e può così rialimentare le vasche: è possibile in questo modo evitare il rischio di dispersione del vapore evaporato dall’acqua e il conseguente abbassamento del livello delle vasche prolungandone le vita utile e contenendo così il livello di consumo del detergente. In genere, il vapore prodotto da questi impianti o è reimmesso in atmosfera o viene recuperato dall’impianto centralizzato: qui viene invece sfruttato per rialimentare le vasche, contenendo il consumo sia di acqua sia di detergente”. Altri dispositivi sono stati aggiunti con l’obiettivo dell’abbattimento dei consumi, come, per esempio, il disoleatore che separa l’acqua dal liquido contaminato da olii e polveri molto fini sulla base dei diversi pesi

refilling phase, pick up the correct percentage of detergent and passivating agent to maintain the stability of the baths and guarantee process repeatability. “Finally, we also purchased three compressors to be connected to our cleaning tunnel,” says Borelli, “in order to keep the hot water temperature constant: the energy from the compressors is used to heat water to 80 °C.

Greater reliability

“We are aware that these last few years have been difficult to understand,” states Borelli. “The world is facing an emergency that has changed and is still changing production times, costs, and volumes. Our choice is to train and prepare ourselves to embrace the changes imposed on the market by these trends, investing in our plant, personnel, software, and hardware and ration these investments to grow organically and become even more reliable. “Our next goal is to obtain the IATF certification, which not only serves to secure ourselves a valuable position in the automotive OEM supply chain, but which is increasingly in demand in other sectors as well. Through careful choices such as the purchase of the Teknox cleaning system, we are convinced that we will soon reach our objective: the market dictates the rules, but Borelli Transmission Components is and will always be able not only to meet them, but also to preempt them.” specifici, e i dosatori automatici che, durante fase di rabbocco dell’acqua, preleva la percentuale corretta di detergente e passivante per mantenere la stabilità dei bagni e garantire la ripetibilità del processo nel tempo. “Abbiamo infine acquistato anche 3 compressori da collegare al tunnel di lavaggio – precisa Borelli - allo scopo di mantenere la temperatura dell’acqua calda a un determinato livello: l’energia dei compressori viene così utilizzata per riscaldare l’acqua a 80° C”.

Per una maggiore affidabilità

“Siamo consapevoli di come questi ultimi anni siano difficili da interpretare” – conclude Borelli. “Il mondo sta affrontando un’emergenza che ha cambiato e sta ancora cambiando tempi, costi e volumi di produzione. La nostra scelta è quella di formarci e prepararci ad accogliere le novità imposte al mercato da questi cambiamenti, investendo sullo stabilimento, sul personale, sul software e sull’hardware e dosando questi investimenti per crescere in modo organico ed essere ancora più affidabili. Il prossimo obiettivo è quello di ottenere la certificazione IATF, che non serve solo a garantirsi una posizione di valore nella filiera degli OEM automotive, ma è sempre più richiesta anche in altri settori. Grazie a scelte oculate, come quella che abbiamo effettuato puntando sull’impianto di lavaggio Teknox, siamo convinti che raggiungeremo presto il nostro scopo: è il mercato a dettare le regole, ma Borelli Transmission Components è e sarà sempre in grado non solo di soddisfarle, ma anche di anticiparle”.

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The automatic detergent dosing device. Il dosatore automatico del detergente.