Een datarijke toekomst voor plasmasnijden

Metaalbewerkers hebben het niet onder de markt. In de nasleep van de coronacrisis werden grondstofprijzen volatieler, technisch geschoold personeel nog schaarser, en energieprijzen een pak hoger. En klanten worden steeds veeleisender. Het doet maakbedrijven steeds vaker grijpen naar automatiseringstechnologie, maar dat vraagt ook om meer nauwkeurigheid helemaal aan het begin van het proces: bij het snijden van de stukken. Stukken die dan bij voorkeur ook zo goed mogelijk van de machine komen, zodat ze weinig tot geen nabewerking vereisen. Dat maakt dat het plasmasnijproces meer dan vroeger tot in de puntjes beheerst moet worden. En dat kan door een slimmer beheer van verbruiksartikelen (mondstuk, elektrodes, beveiligingskap, diffusoren, bekken, swirl ring …) en door de toevoeging van data.

Vandaag heeft het leeuwendeel van stilstanden bij plasmasnijmachines te maken met verkeerde keuzes in de verbruiksartikelen. Wanneer een operator ze op de verkeerde manier monteert, de onderdelen niet perfect op elkaar afstemt, of ze langer dan ze aankunnen blijft gebruiken. Dat maakt dat er de komende jaren nog heel veel efficiëntie- en kwaliteitswinst te boeken valt met plasmasnijden – niet door de brute kracht op te drijven, maar door data op een slimme manier in te zetten. De plasmasnijbron vormt misschien wel het brein, maar de verbruiksartikelen zijn het hart van plasmabewerkingen. Ze zijn zo belangrijk, terwijl ze toch vaak verkeerd gebruikt worden. Door bijvoorbeeld de verkeerde te kiezen voor de taak in kwestie. Een plasmasnijtoorts bevat gemiddeld tussen drie en zeven onderdelen. Als die niet op elkaar zijn afgestemd of verkeerd gemonteerd zijn, dan kan het snel mislopen.

Problemen die verschillende oorzaken hebben. Veel heeft bijvoorbeeld te maken met een correcte organisatie en beheer. Alles zonder label in één lade bewaren is vragen om problemen. Een goed gestructureerde voorraad, die een duidelijk onderscheid maakt tussen de graad van slijtage aan de onderdelen (nieuw, gebruikt of bijna aan het eind van hun levensduur), het formaat en karakteristieke eigenschappen, kan wonderen doen. Het wisselen vergt immers wel wat inspanningen van operatoren, die zo weinig mogelijk tijd willen verliezen. Een goed voorraadbeheer voor alle verbruiksartikelen voor het plasmasnijden is dan een belangrijke voorwaarde om fouten te vermijden. Want een verkeerd gebruik zal zijn impact hebben op de kwaliteit van de snede en dus vragen om meer nabewerkingen – net wat maakbedrijven zich vandaag niet kunnen veroorloven.

Een efficiënt voorraadbeheer zal vandaag ook dubbel en dik lonen omdat er steeds minder technische kennis in de werkplaats aanwezig is. Hoe meer verschillende soorten platen er gesneden worden, hoe meer verschillende configuraties van verbruiksartikelen er zullen nodig zijn. Zeker omdat ook de eisen die klanten aan het snijwerk stellen kunnen variëren. De snijkwaliteit hangt dus steeds meer af van de operator in kwestie, om te weten welke verbruiksartikelen goed of niet goed zullen werken voor het order dat hij moet afwerken. Maak het hem niet moeilijker dan het al is. Want hij moet daarnaast ook nog rekening houden met de juiste amperage en met de keuze van de gassen om de hoogst mogelijke snijkwaliteit te bereiken. 

Een eerste goede stap is daarom het organiseren van de verbruiksartikelen, het standaardiseren en het documenteren van het selectieproces. Het kan ook nooit kwaad om operatoren zich hierin verder te laten bekwamen door middel van opleidingen, zodat ze weten met wat ze bezig zijn. Het mondstuk en de elektrode moeten bijvoorbeeld vaak gewisseld worden omdat ze sneller slijten dan andere componenten. Stap twee omhelst dan het elimineren van de keuzemogelijkheden. Door bijvoorbeeld gebruik te maken van een kit die alle stukken al omvat die een traditionele plasmasnijtoorts nodig heeft. Ze zijn reeds uitgelijnd door de fabrikant en ontwikkeld om aan het zelfde tempo te slijten. Dan hoeft hij er enkel die set uit te halen die geschikt is voor een specifiek amperage en kan hij verder geen fouten maken. Doordat er nu geen mix van oude, versleten verbruiksartikelen en nieuwe gebruikt wordt, zal de snijkwaliteit verhogen. 

Maar het belangrijkste is een methodiek te ontwikkelen in verband met de inspectie, het beheer en de vervanging van verbruiksartikelen. Als iedereen in de werkplaats dan diezelfde basis meekrijgt, zullen de stilstandtijden vanzelf teruggedrongen worden. Om dan de volgende stap te zetten is er eigenlijk real-time informatie tijdens het plasmasnijden nodig. Ervaren operatoren kunnen de plasmaboog wel interpreteren en uit het beeld en het geluid conclusies trekken over mogelijke slijtage aan onderdelen.     Maar echt zekerheid hebben ze pas als ze het systeem stilleggen en de verbruiksartikelen inspecteren. En als ze niet snel genoeg reageren, zal het probleem al gebeurd zijn. 

Helemaal ‘blind’ hoeven ze echter niet meer te werken. Nieuwe ontwikkelingen in plasmasnijtechnologie brengen daarin verandering door sensoren te integreren in de plasmasnijtoorts. Dat wordt vandaag al toegepast om het snijsysteem voor te bereiden voor verschillende applicaties. Door met kleurcodes te werken, bijvoorbeeld, kunnen operatoren altijd de juiste selectie maken. Maar er kan ook een chip aan de kit toegevoegd worden, zodat die rechtstreeks kan communiceren met de sturing. Die houdt dan tegelijk ook alle data over de snijtaken bij. Wanneer operatoren of techniekers deze dan scannen, krijgen ze te zien wanneer, waar en hoe de verbruiksartikelen gebruikt zijn, hoeveel snedes er mee uitgevoerd zijn, hoeveel booguren … Als de kit en de plasmasnijmachines kunnen communiceren, staan de neuzen altijd in dezelfde richting. Is er iets dat niet klopt in de parameters, dan krijgt de operator een waarschuwing. 

Data waaruit ook op lange termijn veel te puren valt. Als in een bepaalde snijtoepassing sommige verbruiksartikelen drie uur meegaan en andere zes uur, dan kunnen de historische data inzicht bieden. Door ze te vergelijken en af te toetsen met andere operationele gegevens kan bijvoorbeeld blijken dat het te maken had met een lagere afstelling van het lichtdebiet. Of de data kunnen vertellen waarin bepaalde operatoren nog tekortschieten, om gerichte opleidingen te voorzien. Dat zal een meer continue snijkwaliteit over de volledige productie bewerkstelligen. Data helpen dus om bij het plasmasnijden betere beslissingen te nemen. In de toekomst zullen ze zelfs helpen om stukken efficiënter te nesten en de planning aan te passen, zodat er minder wissels nodig zijn. Het potentieel is dus onmiskenbaar groot om plasmasnijden weer een niveau hoger te tillen.