Verklebung mit Hot Melt im Licht von steigenden Klebstoff ... . September 2012 | ' Nordson Deutschland GmbH achim.schoeneweiss@ Verklebung mit Hot Melt im Licht von steigenden Klebstoff-und

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  • 27. September 2012 | Nordson Deutschland GmbH achim.schoeneweiss@nordson.com

    Verklebung mit Hot Melt im Licht von steigenden Klebstoff-und Energiekosten

    Anlagekriterien und Systemauswahl im Wandel der Zeit

    mailto:achim.schoeneweiss@nordson.com

  • Die Kostenentwicklung

  • 150%

    100%

    50%

    Energiepreis, Entwicklungsprognose fr die nchsten Jahre

    Energie wird noch teurer werden!

    Der Markt fr erneuerbare Energien hat bisher zur Strompreisentwicklung nach oben hin beigetragen. Und da auch Deutschland von dem Weltmarktpreis fr Rohl/Gas abhngig ist, sind weitere Preissteigerungen wahrscheinlich. Abbau der Kernkraftwerke und Umschichtungen auf andere Energietrger sind weitere wahrscheinliche Preistreiber.

    Quellen: Wuerttembergische Energie, Wikipedia 8/2011 u. a.

    Erwartete Stromkostensteigerung

    = 100%

  • Prognose Klebstoffkostensteigerung

    Klebstoff wird noch viel teurer werden!

    Neben der Knappheit bestimmter Rohstoffe, der Umstellung von Erdlcrackern auf Gascracker (wodurch Mengenreduzierungen ein Nebeneffekt sind), ist eine Steigerungder Preise zu erwarten wegen:

    - Wettbewerb um EVA zwischen Klebstoffherstellern, Asien und Produzenten von z.B. Photovoltaik (EVA)

    - Nachholbedarf in Bezug auf Marge, um die 10% Preissteigerungen sind realistisch um akzeptable Margen aus Sicht der Klebstoffhersteller zu erreichen.

    - Umstellungen auf z.B. teure Naturharze wegen Engpssen bei synth. Harzen

    Quelle: Nordson Marktbeobachtung

  • Gestiegene Klebstoffkosten und andere Widrigkeiten

    PE/PP oder PAO anstatt EVA

    Manche Klebstoffe stehen aus unterschiedlichen Grnden nicht mehr zur Verfgung, aufgrund der Umstellung auf ein anderes System gelten auch andere (hhere) Kilopreise. Nicht immer, z.B. durch Lieferantenwechsel, abwendbar. Die Klebstoffindustrie versucht, ber neue Formulierungen einen Weg aus dieser aktuellen Problematik zu finden.

    Bundling-Aufpreise

    Es existieren Strategien, die Klebstoffpreissteigerungen durch Erzeugung von Abhngigkeiten ( Lieferung von z.B. kompletter Auftragstechnik) durchzusetzen. Es werden hierbei Klebstoffpreise in Rechnung gestellt die aufgrund obiger Abhngigkeit intransparent sind, es besteht die Gefahr berproportionaler Kostensteigerungen.

    Klebstoffe kontingentiert

    Einige Unternehmen klagten darber, dass sie Ende 2011/Anfang 2012 nur 80% des Bedarfs an Klebstoff erhalten.

  • Prozentuale Preisentwicklung Hotmelt Grundstoffe

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    1 2 3 4 5

    EVA

    Naturharz

    Synth. Harz

    Wachse

    Wodurch lassen sich die gestiegenen Klebstoffpreise erklren?

    Z.B. durch gestiegene Preise fr Rohstoffe

    Quelle: Nordson USA Marktbeobachtung

    2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013= 100%

  • Was tun ?

  • Zuallererst:

    Klebstoffmengen reduzieren

  • Einsparmglichkeit 1: Klebstoffmengen minimieren

    Unterbrochener Klebstoffauftrag statt durchgehender Raupe.

    Ein altes Konzept, das in den vergangenen Jahren auch durch immer schneller

    gewordene Maschinentechnik aus dem Fokus geraten ist.

  • Der Schlwiderstand*, eine wichtige Anforderung an die Verklebung, erhht sich deutlich

    bei unterbrochenem Raupenauftrag.

    Trotz Klebstoffreduzierung steigt der Schlwiderstand bei der Raupenunterbrechung

    immer wieder auf das Maximum. Einsparungen bis zu 50 Prozent Klebstoff sind dadurch

    mglich.

    *Errechnet sich als Quotient der notwendigen Trennkraft und Auftragsflche. Bei einmal begonnener

    Anfangsscherung ist eine geringere Kraft bis zum Raupenende notwendig.

    Nebeneffekt: Die Verklebung wird hufig stabiler!

  • War es 2001 noch mglich, mit einem pneumatischen Applikationsmodul (mit Zykluszeitenvon 20mS) Klebstoff als Punkt oder kurzen Strich aufzutragen, ist bei heutigen linearen Bahngeschwindigkeiten eine erheblich krzere Schaltzeit notwendig.

    Technik 2001 Technik 2012Bahngeschwindigkeit 15m/min

    Bahngeschwindigkeit 60m/min

    Bahngeschwindigkeit 90m/min

    Ein Groteil der installierten Applikatoren nutzt ltere Konzepte, hier scheitert dieseMglichkeit der Klebstoffeinsparung an Schaltgeschwindigkeit und/oder Lebensdauer.

  • Warum Schaltgeschwindigkeit, Lebensdauer und Wiederholgenauigkeit eine Rolle spielen:

    Eine Klebstoffraupe von 300mm Lnge soll bei Verwendung eines Klebstoffes mit Viskositt~2000mPas in kleinstmgliche Punkte zerlegt werden. Es ist eine Klebstoffeinsparung von 40% bei nahezu geschlossener Verpressung in Lngsrichtung angestrebt:

    Hier ist eine Schaltung per Produkt notwendig.

    Hier sind 26 Schaltungen per Produkt notwendig.

    Bisherige Applikatortypen knnen obigen Punktauftrag nur bei Bahngeschwindigkeiten von etwa15m/min erreichen, mssen hufig nachjustiert werden und sind bei ca. 1,3 Mio Endproduktenauszutauschen. Durch die Lebensdauer des seit einem Jahr verfgbaren neuen pneumatischenApplikatortyps (100 Mio Zyklen) sind mehr als 4 Mio Endprodukte bei Bahngeschwindigkeiten bis zu 90m/min mglich.

  • 13 / 23 | October 2010 | Nordson Deutschland GmbH

    Beispiel 40% Klebstoffeinsparung

  • 14 / 23 | October 2010 | Nordson Deutschland GmbH

  • Die Einsparung kann im Vorfeld sehr genau berechnet werden

    Link zum Rechner:

    http://www.nordson.c

    om/en-us/divisions

    /adhesive-

    dispensing/support/T

    echSupport/Documen

    ts/Calculators/BeadS

    avingsCalculator.swf

    http://www.nordson.c

  • Absolute Grenze der Einsparmglichkeit: Schaltzeit

    ~3mm Tropfen mit

    4mm Abstand,

    realisierbar bis :

    1,5 m/s (90m/min)

    mit schnellstem

    pneumatisch

    aktivierten Modul

    2m/s (120m/min)

    mit schnellstem

    elektrisch

    aktivierten Modul

    ~3mm Tropfen mit

    8mm Abstand,

    realisierbar bis :

    -2m/s (120m/min) mit schnellstem

    pneumatisch

    aktivierten Modul

    - 3m/s (180m/min)mit schnellstem

    elektrisch aktivierten

    Modul

    Print version only

  • Grenze der Einsparmglichkeit: Klebstoffviskositt

    Pneumatisch aktiviertes Modul ~ 800 bis 5000 mPas

    Elektrisch aktiviertes Module ~ 500 bis 1500 mPas

    Grenze der Einsparmglichkeit: Applikatorlebensdauer

    Pneumatisch aktiviertes Modul Stand 2001 ~ bis zu 40 Millionen Schaltungen,Schaltgeschwindigkeitsnderung durch Alterung

    Elektrisch aktiviertes Modul Stand 2001 ~Mehr als 100 Millionen Schaltungen

    Pneumatisch aktiviertes Modul Stand 2011 ~ Mehr als 100 Millionen SchaltungenKeine Schaltgeschwindigkeitsnderung durch Alterung

    Elektrisch aktiviertes Modul Stand 2011 ~Mehr als 300 Millionen Schaltungen

  • Einsparmglichkeit 2: Nebenkosten einsparen

    Kosten fr den Betrieb eines Klebstoffauftragssystem setzen sich, in der Reihenfolge derWichtigkeit beschrieben, wie folgt zusammen:

    Stillstandkosten (zzgl. verschwendeter Energiekosten) Klebstoffkosten BedienungskostenWartungskostenErsatzteilkostenEnergiekosten

  • Einsparmglichkeit 2: Nebenkosten einsparen

    Um diese Punkte zu bewerten ist immer eine Analyse der aktuellen Bedingungen vor Ortvonnten.

    Wodurch entsteht Stillstand?

    Wie viel Klebstoff wird aufgrund von Reinigungs- und Splvorgngen verbraucht?

    Wie oft wird Klebstoff manuell nachgefllt?

    Wie oft kommt es zu Stillstand aufgrund von Verschmutzungen/Dsenverstopfungen?

    Wie oft mssen Systembestandteile gewartet/ausgetauscht werden?

  • Wie oft wird Klebstoff manuell nachgefllt?

    Maschinenfhrer haben im Normalfall andere Prioritten als sich um die Klebemaschine zu kmmern. Das kann dann so aussehen:

    Um eine Unterfllung zu vermeiden, wurden diese Gerte stndig berfllt.

    berspitzt:

    Sobald der Deckel von allein zugeht,

    ist bestimmt nicht mehr gengend

    Kleber drin.

  • Warum wird berhaupt manuell nachgefllt?

    Eine automatische Befllung

    1. sorgt fr ein immer sauberes Gert, vermeidet Stillstand und erhht die Sicherheit (niemand kann sich mehr die Finger verbrennen).

    2. Erhht die Prozesssicherheit, da weniger Verkrackung stattfinden kann. Kein Cold-Shock mehr durch Leerfahren und anschlieendes Auffllen.

    3. Ermglicht, dass der Hotmelt Tank an jeder Stelle platziert werden kann; dies spart Platz und verhindert auch das mal eben ndern von Parametern durch nicht autorisiertes Personal.

    Amortisationszeiten von unter einem

    Jahr sind durchschnittlich erreichbar.

  • Wartungskosten minimieren:

    Ein Hotmelt System kann lange Zeit mit geringstem Wartungsaufwand eingesetzt werdensofern:

    1. Der Klebstoff immer sauber und gleichmig nachgeschmolzen wird und

    2. Filterung an mindestens 3 Stellen stattfindet:a. Vor der Pumpeb. Vor dem Schlauchc. Vor der Dse

    3. Die eingesetzten Komponenten eine lange wartungsfreie Lebensdauer haben.

    4. Keine Nachjustierung aufgrund von Alterungsprozessen notwendig ist.

  • Unterhaltskosten minimieren:

    Die Auswahl des richtigen Hotmelt Auftragskopfes ist WICHTIG!

    Kugelsitzmodul, fr die meisten

    Verpackungsklebstoffe geeignet.

    Nadelsitzmodul, fr Klebstoffe die zur

    Verschmutzung neigen.

  • Jede Applikation ist anders, Energieverbrauch muss und kann mit geeigneten Programmen fr Standard Systeme berechnet und anschlieend optimiert werden.

    Link zum Rechner:

    http://www.nordson.co

    m/en-

    us/divisions/adhesive-

    dispensing/support/Te

    chSupport/Documents

    /Calculators/PowerCo

    ns