Ultra schoon vergt controle over elke processtap

Boers & Co investeert in haar totale productieproces om high-end reinheid te combineren met productiviteit

Boers & Co Precision Machining gaat deze zomer de volgende stap zetten op het vlak van cleanliness: autonome mobiele robots (AMR) transporteren de precisiewerkstukken vanuit de robotcel naar de dampontvettingsinstallatie voor tussenreiniging of eindreiniging. Klinkt spannend, maar het is slechts een schakel in het hele proces. Cleanliness vraagt om een integrale aanpak.

Boers & Co Precision Machining, een van de bedrijven in de Schiedamse Precision Solutions Groep, produceert al enkele decennia het hart van de gaschromatograaf, een analyse-apparaat om vloeistoffen engassen te scheiden. Het gaat om een complex blokje, met enkele nauwkeurige gaten die bij het reinigen problemen kunnen veroorzaken als je niet weet hoe te reinigen. Precisiereiniging zit dus al sinds jaar en dag in het DNA van het fijnmechanisch bedrijf.

Dampontvetting

Boers & Co was acht jaar geleden eenvan de eerste Nederlandse verspaners die een alcohol gebaseerd ontvettingssysteem in gebruik nam. Het proces is bij Boers & Co volledig geautomatiseerd, zodanig uniek dat ze er in 2015 al de Manufacturing Leadership prijs in de US voor heeft ontvangen. Er zijn drie uitkomsten uit dit proces. Eén aftakking transporteert de kratten terug naar de productie, een ander eindigt bij logistiek en de derde gaat de cleanroom in voor assemblage of cleanroom verpakken. “We hadden voor het onderdeel voor de gaschromatograaf een dampontvettingsysteem, maar we wilden de doorlooptijd verkorten”, zegt Ronald Koot, CEO van moederbedrijf Boers & Co Precision Solutions. Het reinigingsproces was namelijk arbeidsintensief en kostbaar. Het onderdeel voor de gaschromatograaf werd het referentie werkstuk voor de reinigingsinstallatie. De praktijk van een typische Nederlandse toeleverancier met de high mix low volume productie van precisiecomponenten verschilt echter

Ronald Koot, CEO: een factor die je niet moet onderschatten is de mens; de operator aan de machines.

wezenlijk van bijvoorbeeld de Duitse automobielindustrie. Daar gaat het om grote series, waardoor je processen volledig op het product kunt afstemmen. “In de Duitse automobielindustrie kun je dedicated oplossingen bedenken. Wij maken duizenden verschillende precisie producten, die niet beschadigd mogen raken. Dat maakt het complexer.” Daarom wilde Ronald Koot kunststof racks om de producten in de reinigingsmachine te plaatsen. De standaard PP krat neemt echter vocht op. En de alcohol werkt in op de kunststof. Uiteindelijk heeft Boers & Co een glasvezelversterkte kunststof gevonden voor de Boers & Co TechRacks die én de componenten beschermt én bestand is tegen de reinigingsmedia. “Deze racks hebben we zelf ontwikkeld, op basis van een horeca spoelkrat.” Het proces in de reinigingsmachine zelf is ook aangepast om effectiever te reinigen.

Balans vinden

Als het om cleanliness gaat, kun je aan veel knoppen draaien. De metaalbewerkingsvloeistof is hier één van. Koelsmeeremulsie beïnvloedt immers het reinigen. Tegelijkertijd heeft de vloeistof effect op andere aspecten van de verspaning. “Het gaat er niet alleen om dat je de onderdelen goed kunt reinigen; de vloeistof moet ook veilig zijn voor de medewerkers en het milieu. En je moet er goed mee kunnen verspanen”, vat Ronald Koot het spanningsveld samen. Het gaat om de balans tussen deze drie factoren: gezondheid en veiligheid voor de medewerkers, een stabiel en productief proces én reinigbaarheid. Ze zijn alle drie even belangrijk. In de tijd dat in Schiedam naar het juiste koelsmeermiddel werd gezocht, waren nog geen vloeistoffen gecertificeerd voor Grade 2 zoals ASMLdeze in de eigen GSA definieert. Dat maakt het nu gemakkelijker, maar de balans moet je blijven zoeken. Dat betekent maanden testen samen met de leverancier. Voor Ronald Koot was het veranderen van koelsmeeremulsie dan ook geen optie toen hij verleden jaar Grade 2 gecertificeerde koelsmeermiddelen moest gaan gebruiken. “Wij zijn overtuigd van de kwaliteit van QualiChem Xtreme Cut 250NBF, de watermengbare emulsie waar het proces op afgestemd is. Maar zondercertificaat verkoop je niks meer tegenwoordig.” Daarom heeft Glavitech /Glavimans, de leverancier, het koelsmeermiddel door Omneo laten certificeren voor Grade 2. Sindsdien laat Boers & Co ook het proces elke maandopnieuw controleren door Omneo.

Theorie en praktijk

Certificeringen zijn tegenwoordig onmisbaar in de precisie industrie. In de praktijk mag je echter niet blindvaren op zo’n certificaat, zegt Ronald Koot. Chemie kan onverwachte effecten hebben. Samen met TNO heeft Boers & Co enkele jaren geleden een onderzoek gedaan naar het reinigen van medische componenten in de dampontzettingsinstallatie. In die beginperiode bleek op een kunststof blokje een verontreiniging te zitten, die er op papier niet op zou kunnen zitten. “Een van de operators deed voor het schroefdraad tappen een beetje tapvet aan de frees, dan liep het proces ‘beter’. Dat was de oorzaak. Een van de stofjes in dit vet reageerde met andere chemicaliën.” De belangrijkste les die de precisie verspaner daarvan heeft geleerd, is: wat er niet opzit hoef je er niet vanaf te halen. In de digitale werkinstructies zijn deze woorden vet gemaakt. Precies daarom moet je het proces blijven monitoren, tot op de chemicaliën in de vloeistoffen. En naar de praktijk kijken, niet alleen naar het papier.

De 3nine olienevel en fijnstof separatoren scheiden alle partikels tot een afmeting van 1 µm; alleen de kleinste deeltjes worden door een HEPA H13 filter opgevangen, dat hierdoor een levensduur van jaren heeft. Per uur wordt gemiddeld 7,5 liter koelsmeermiddel teruggevoerd naar de machine. Door de hoge luchtverplaatsing wordt de warmte beter afgevoerd uit de machine.

Digitalisering en de mens

Digitalisering loopt als een rode draad door de ontwikkelingen van het Schiedamse bedrijf. Alle informatie ligt vast in het ERP-systeem. Iedere medewerker vindt hierin alle informatie die voor zijn werk belangrijk is, inclusief de veiligheidsbladen van de Qualichem koelsmeermiddelen en werkinstructies, ook wat betreft reinigen. Daarnaast wordt alles gemeten, inclusief de essentiële waarden van het koelsmeermiddel, zoals pH-waarde, geleidbaarheid, concentratie et cetera, “Ik geloof in meten”, zegt Ronald Koot. “We houden alles bij. Want elk deelproces beïnvloedt het totale proces.” Zo wordt ook iedere TechRack die de Pero dampontvettingsmachine in gaat, geregistreerd. Hierbij worden ook nog alle waarden van de Cleanroom en de ruimtes ernaast 24/7 gemonitord. Traceerbaarheid is belangrijk in de sectoren waarin Boers & Co Precision Machining actief is, zoals de medische industrie. Een factor die je niet moet onderschatten is de mens; de operator aan de machines. “De rol van de medewerkers is groot”, zegt de CEO van Boers & Co. “De medewerker kan onbedoeld een verontreiniging toevoegen aan het proces. Je kunt van alles bedenken, maar als iemand in de buurt van het product voor de gaschromatograaf een sinaasappel pelt, kan er al zuur op het product komen.” Daarom heeft de toeleverancier een online leermodule ontwikkeld, waarin de operators leren welke rol zij vervullen in het halen van de cleanliness eisen; welke stoffen wel in de productie mogen zijn en welke niet. In het verlengde hiervan kun je ook de schone werkomgeving zien. De hele dag rijdt een autonome schoonmaakrobot door de productiehal. En bij elke nieuwe machine investeert het precisiebedrijf standaard in een olienevel separator van 3Nine. Ronald Koot: “Het klassieke beeld van oliedamp uit de machine en uitglijden over de spanen op de vloer kan echt niet meer in deze tijd. We doen dit én voor de gezondheid van de mensen, die we graag in dienst willen houden, én voor de reinheid. Uiteindelijk slaat de oliemist neer op je producten.”

AMR voor reiniging

De Schiedamse precisieverspaner gaat komende maanden nog een stap verder om aan de hoogste reinheidseisen te voldoen. Een belangrijk deel van de productie gebeurt in robotcellen. In principe kunnen de werkstukken, dankzij de eigenschappen van het koelsmeermiddel, een weekend in de cel blijven liggen zonder dat er vlekken ontstaan. De QualiChem vloeistof leent zich hierdoor bij uitstek voor vlekgevoelige aluminiumlegeringen zoals de 7000. Toch gaat de verspaner de (tussen)reiniging automatiseren voor producten waarvoor dit vereist is. “Hiervoor gaan we binnenkort de AMR’s inzetten”, zegt Ronald Koot. Samen met de leveranciers van de robotcellen wordt een oplossing uitgewerkt om de AMR de volle kratten producten uit de cel weg te halen en naar de reinigingsstraat te brengen. Elke TechRack is voorzien van een code die gescand wordt. “Alles is gekoppeld aan het ERP systeem“, legt Ronald Koot uit. Na de tussenreiniging worden de producten tijdelijk opgeslagen, of direct naar een volgend bewerkingsstation gebracht of eventueel via de speciale aftakking naar de cleanroom getransporteerd voor assemblage of verpakking. Dit gebeurt allemaal volledig geautomatiseerd. Ondertussen wordt alle informatie over elke stap in het ERP systeem opgeslagen. In de nieuwe webbased ERP omgeving die Boers & Co later dit jaar in gebruik neemt, kan men zelfs deeplinken. “Van elk business object dat je aanroept, kun je direct alle info vinden, ook van de producten.” Meten is weten, is het devies van Ronald Koot. Ook als het om reinheid gaat.