ケーススタディ

射出成形機のメンテナンスサイクルを50％削減し、コストとダウンタイムを削減しました

状況

ドイツにあるガイガー (Geiger) グループは、1691年にハンス・ガイガー (Hans Geiger)によって金型設計会社として設立され、1968年に射出成形金型の取り扱い始めました。現在は複雑な形状のコンポーネント製造を専門としています。

高品質基準を維持するためには、金型のキャビティやベントを常にきれいな状態にするということが重要になります。これはプラスチック部品メーカー全てに共通しており、電子部品や自動車メーカーに多くの顧客を持つガイガーグループにとっても重要な優先事項です。

問題

「ハンス・ガイガーのエンジニアであるハンス・コルブは以下のように述べています。「各製品の品質は、開発プロセスによって決まります。製品の品質と付加価値は、数々の開発プロセスが組み合わさった工程の結果です。ガイガーが、製品開発プロセスに重点を置いている理由の一つもこれです。当社のツール洗浄は、最終製品にとって非常に重要です。プラスチック中の添加剤や難燃剤によるコーティングの形成は、製品の品質とツールの寿命に直接影響を与えます。」

したがって、金型が適切にメンテナンスされ、欠陥のない状態に保たれるように、定期的な洗浄が設定されています。従来の洗浄は、金型を機械から取り外し、溶剤洗浄、超音波洗浄、または手作業で洗浄することもありました。

「96個のキャビティを手作業で洗浄する場合、時間がかかるだけでなく、細かい溝などを洗浄することは難しくなります。そのため、手作業での洗浄はあまり効果的ではありませんでした。金型によっては、20時間以上かかり、最大2人の作業者が必要でした。さらに、金型を傷つけるリスクが常にあり、これにより設備やツールの寿命が短くなり、交換が必要になる可能性がありました。」
－ハンス・コルブ氏

射出成形製造へ新しい工程を導入することは、作業員への作業内容定着だけではなく、機械の停止時間が増える懸念が生じました。洗浄工程に加えて、金型の組み立てと分解に追加で4時間が必要となり、ガイガーグループは違う方法での洗浄を検討を始めました。

解決策

Cold Jetのドライアイス洗浄機は、再利用されたCO2をドライアイスペレットまたはブロックを使用します。ドライアイスは非研磨性のメディアのため、対象物の表面や設備を傷つける心配がありません。またドライアイス洗浄の仕組みでもある、運動エネルギーと熱効果が同時に組み合わさることで、付着物と母材の表面の隙間に入り込み付着物が剥離されます。他のメディアでの洗浄方法とは異なり、ドライアイス洗浄は水を使用せず、昇華してしまうため二次廃棄物を発生させません。化学薬品での洗浄とも違い、地球環境や人体に無害なため、安心して使用できます。

コルブはドライアイス洗浄について知っていたため、Cold Jetのi3 MicroClean®ドライアイスブラスト機の導入検討を始めました。

Cold Jetの特許技術でもある、ドライアイスを最も微細なマイクロ粒子に切削技術により、従来の方法よりも多くの粒子が空気中に含まれます。これにより表面に当たる密度を高め、付着物をより早く取り除き、短時間での洗浄を実現しました。また、細かい粒子は手の届かない複雑な形状の溝にも入り込み、金型の表面を傷つける心配なく、ベントなども均一に安定した洗浄が行えます。

i3 MicroCleanのデモテスト後、4週間のトライアルレンタルが行われました。4週間の品質管理の結果は非常に良く、ガイガーの経営陣に提示され、そのままレンタル機を購入し導入に至りました。

「この洗浄方法は、対象物から汚れを効果的に取り除くだけでなく、ヤケなどにも効果的です。特定のコーティングからは、メンテナンスサイクルを最大50％削減でき、その結果、コストとダウンタイムがかなり削減されました。」－ハンス・コルブ氏

その他のメリットとして、生産性の向上、リスクの低減、および環境イニシアティブのサポートが含まれます。

投資回収期間

コスト要因も彼らの導入決定の不可欠な部分でした。特定の製品ラインに対する計算が行われ、削減された作業量を見積もるためのものでした。同社は、投資が時間の節約と機械の利用率向上により1年未満で回収されると計算しました。

使いやすさ

駆動性の高いi3 MicroCleanは、製造ライン間を容易に移動することが出来、必要な場所ですぐに洗浄が可能でした。アプリケータの人間工学的な設計とLEDライトにより、洗浄対象箇所が最適に照らされ、洗浄スピードと効率が向上しました。また、角度のあるノズル（45°、90°、360°回転ノズル）により、洗浄が難しい箇所も効果的に行えるようになりました。また、ドライ

アイス吐出量とエア量を別々に調整可能となり、より最適な条件での洗浄ができます。

〇保守サイクル

ドライアイス洗浄機導入後、計画外のメンテナンス頻度が減りました。また、保守工程で必要だった金型の分解工程がなくなり、傷をつけるリスクが減りましたコルブはフランケン地域（ドイツ）のプラスチック協会のメンバーであり、Cold Jet製品導入の利点について共有し、他メンバーから大きな関心を集めました。