PROCESSER I TILLVERKNINGEN
Som beskrivits tidigare börjar tillverkningsprocessen för naturgummi redan då latexen från gummiträdet surgörs för att dess proteiner ska koagulera. Även de syntetiska gummisorterna har genomgått en rad förädlingssteg innan de når våra anläggningar. I följande text ska vi beskriva vad som händer efter att dessa råvaror anlänt till våra fabriker.
VERKSAMHETEN I STORT
Av ett stort antal råvaror, där gummisorterna utgör en del, tillverkar vi tusentals olika produkter. Det som är styrande för vad vi ska tillverka är inte material eller metoder i första hand, utan vårt mål är att lösa problem åt våra kunder och gummiteknologin är bara en del av lösningen. I stort kan vi dela in tillverkningen i två stora områden; en processdel och en verkstadsdel. Därefter krävs en del avslutande åtgärder för att färdigställa produkten.
MOTTAGNING OCH BLANDNING AV RÅVAROR
När råvarorna levererats kontrollerar vi att de motsvarar specifikationen. Ibland kan exempelvis viskositet och fukthalt förändras under felaktig transport och lagring. Det är viktigt att råvarorna lagras på rätt sätt, annars kan det uppstå problem under blandning och vulkning. Många av råvarorna kan lagras vid rumstemperatur, medan andra måste lagras vid en lägre temperatur.
Förberedelser inför blandningen
Naturgummi kan behöva avkristalliseras innan det kan gå till blandning. Det hettas då upp i ett speciellt värmerum som håller en temperatur runt 35 till 40 °C.
Blandning av råvaror
Den första delen av tillverkningen kan liknas vid andra processindustrier, som till exempel ett bageri. Ingredienserna vägs först upp efter givna recept. Därefter knådas de samman till en jämn deg. Under bestämda förhållanden, exempelvis temperatur, tid, energi, ges blandningen önskade egenskaper.
Efteråt kontrolleras varje blandning. I vissa fall får den stabiliseras under något dygn, sedan bestäms också hur länge varje blandning kan förvaras.
Vägning
Det första steget i blandningen är vägningen. När vi utvecklar ändamålsenliga produkter har vi också tagit fram recept på en gummiblandning. Därför finns det många olika recept, alla med sin speciella anpassning till slutprodukten. Även antalet råvaror är stort. Från förrådstankar eller säckar levereras ingredienserna till vägningen. Noggrannheten vid vägningen är stor. Ett fel i detta skede kan inte rättas till senare.
Blandningssteget
Blandningen kan utföras med olika typer av maskiner. De kan vara utrustade med stora valsar eller vara utformade som en kammare med stora spiralformade rotorer. Avsikten är densamma, nämligen att knåda blandningen så att ingredienserna blir jämnt fördelade i hela "degen".
Lagring av blandningar
Efteråt kontrolleras varje blandningssats. I vissa fall får blandningen stabiliseras under några dygn. Beroende på vad det är för typ av recept och användningsområde har varje blandning en bestämd tid för hur länge den får förvaras.
STRÄNGSPRUTNING
Vid tillverkning av långa och smala gummiprodukter, som till exempel lister och slangar, använder vi oss av strängsprutning, eller extrudering som det också kallas. Strängsprutan som används kan liknas vid en köttkvarn, där en stor skruv pumpar fram materialet samtidigt som det värms upp. När det slutligen når strängsprutans munstycke formas materialet efter munstyckets profil. När strängen lämnat maskinen kyls den oftast ner i ett vattenbad, och vulkning sker då i en autoklav. Vid kontinuerlig vulkning kyls däremot inte gummit ner, utan värms istället upp i en mikrovågsugn eller i ett varmt saltbad. Det sistnämnda används främst för tunna profiler.
STRYKNING
När gummiindustrin utvecklades under 1800-talet handlade det mycket om att göra textilier vattentäta. Därför utvecklades Strykningstekniken, som i princip går ut på att man stryker på gummi, som lösts i lämpligt lösningsmedel, på en väv. Efter att lösningsmedlet avdunstat har en gummifilm bildats på väven. Denna kan sedan vulkas i en ugn.
KALANDRERING
Om man ska ha ett tjockare lager gummi används kalendrering. Produkter som helt eller delvis tillverkas med denna metod är till exempel transportband, däck, slang, gummiduk, mattor med flera. Kalendreringen görs i ett valsverk som består av flera valsar; 2, 3 eller 4 stycken. Antalet valsar och deras placering beror på vad vi ska tillverka. Ställs det stora krav på precisionen vid tillverkningen används en 4-vals-kalender. Vid kalendrering förs den varma och uppmjukade blandningen fram till det första valsparet. Valsarna roterar i olika riktningar och pressar på så sätt blandningen emellan sig. Efter sista valsparet då blandningen fått önskad tjocklek måste den kylas innan den rullas upp. Tunnare gummi måste pudras med till exempel zinkstearat innan det kan rullas upp på speciella cylindrar. När väv ska beläggas med gummi är det vanligt att detta sker när gummit passerar det sista valsparet.
FORMVULKNING
När det ställs höga krav på exakta mått väljer vi ofta formvulkning. Exempel på produkter som tillverkas med sådana krav är dämpare och tätningar. Det finns flera olika metoder, men den gemensamma principen är att gummiblandningen fyller ut ett hålrum och att vulkningen sker direkt genom att gummit värms upp i formen. Eftersom gummi krymper cirka 2 % mer än verktygens stål när det svalnat, måste hålrummet i formen göras större för att produkten ska få rätt dimensioner. Överfylls formen bildas spill utanför hålrummet, detta brukar kallas "skägg". Mycket skägg ökar kostnaderna och måste därför minimeras.
Formkonstruktion
Det första steget är att ta fram en ritning av formverktyget. Detta görs med hjälp av datorer i speciella ritprogram (CAD). Eftersom gummi krymper cirka 2 procent måste man ta hänsyn till detta när man bestämmer verktygets innermått. För att veta exakt hur mycket krympningen blir måste konstruktören veta vilken gummisort som ska användas. Orienteringen hos molekylerna i gummit påverkar i viss mån också hur mycket gummit kommer att krympa vid avsvalningen. Ofta tillverkas först ett mindre provverktyg som används till en förserie av ett mindre antal produkter. Vanligtvis tillverkas verktyget i härdat stål. Det är viktigt att behålla en glansig yta för att gummit lättare ska släppa efter formning och vulkning.
Formpressning
Formpressning är den äldsta metoden. Pressen består av två pressplattor mellan vilka det finns ett formverktyg. Gummiblandningen placeras i formverktygets hålrum, när det pressas samman fyller blandningen ut hålrummet. För att vara säker på att produkterna ska få rätt form måste formpressen "överladdas". Metoden är ganska tidsödande och kan ge upphov till en hel del skägg. Det positiva med formpressningen är att den är relativt enkel och lämpar sig bra för gummiblandningar med dålig flytförmåga och för stora produkter.
Sprutpressning
Några av nackdelarna med formpressningen kan elimineras om vi istället använder ett tredelat verktyg. Gummiblandningen värms först upp i en separat del av sprutpressen. Detta minskar vulktiden och gör gummit mer smidigt. Det blir också lättare att tillverka produkter med fina detaljer. Genom att hålla ett bestämt tryck vid insprutningen får vi en noggrann dosering av gummit, därför är skäggbildningen liten. Då vi tillverkar produkter med gummi- metallbindning får gummit en bättre kontakt med metallen vid sprutpressning. Däremot kan vi inte använda oss av metoden då vi tillverkar detaljer med textilinlägg. Formarna som användas är också komplicerade och dyra.
Formsprutning
Vid formsprutning sprutas blandningen in i en sluten form med hjälp av en skruv. Även här kan materialet värmas i förväg och därmed förkortas vulktiden. För att processen ska fungera bra måste gummiblandningen vara lättflytande. Fördelarna med formsprutning är att processen kan automatiseras och eftersom gummit fylls i en sluten form minskas skäggbildningen betydligt. Men maskinerna är komplicerade och processen ställer stora krav på tekniskt kunnande.
EFTERVULKNING
De formtillverkade produkterna får svalna långsamt. Det innebär i praktiken att vulkningen fortsätter ännu ett tag. Detta kallas eftervulkning och brukar normalt utgöra cirka 10 % av den totala vulkningen. En del specialgummisorter måste eftervulkas i värme under flera timmar, ibland upp till ett dygn. Formen på produkten ändras inte under eftervulkningen.
Det första steget är att ta fram en ritning av formverktyget. Detta görs med hjälp av datorer i speciella ritprogram (CAD). Eftersom gummi krymper cirka 2 % måste man ta hänsyn till detta när man bestämmer verktygets innermått. För att veta exakt hur mycket krympningen blir måste konstruktören veta vilken gummisort som ska användas. Orienteringen hos molekylerna i gummit påverkar i viss mån också hur mycket gummit kommer att krympa vid avsvalningen. Ofta tillverkas först ett mindre provverktyg som används till en förserie av ett mindre antal produkter. Vanligtvis tillverkas verktyget i härdat stål. Det är viktig att bibehålla en glansig yta för att gummit lättare ska släppa efter formning och vulkning.
EFTERBEARBETNING
Gummit har nu fått sin grundform och tillsammans med olika tillsatser bearbetats kemiskt. Under följande tillverkningssteg bearbetas produkterna med olika skär-, stans- och rivverktyg. En del produkter monteras ihop med andra material eller med gummidetaljer.
Avskäggning
De formtillverkade produkterna har ofta någon typ av skägg. Genom att riva, skära eller stansa tas det överflödiga gummit bort. Detta kan ske helt mekaniskt eller manuellt. Som skägg räknas också de spår som gummit flutit i mellan hålrummen i verktyget. Dessa görs så tunna som möjligt och kan oftast rivas bort. Mindre gummidetaljer kan också frysas ner med flytande kväve så att det blir sprött. Då blir skägget lätt att avlägsna genom att produkterna trumlas.
Ytbehandling
Ibland måste ytan på produkten behandlas för att minska friktionen. Även produkter som ska sättas ihop med annat material måste ytbehandlas. Behandlingen kan ske genom klorering eller UV-ljus.
VIDHÄFTNING AV GUMMI MOT ANDRA ÄMNEN
En sak som gör gummi så betydelsefullt är att det kan fästas vid många andra material. Det kan vara allt från metaller av olika slag till plaster, fibrer, samt inte minst andra gummisorter. Förmågan att vidhäfta beror på gummisorten i fråga, på vilket ämne som gummit ska fästas vid och vilket vidhäftningsmedel som används.
Gummi-metallbindningar
Vid tillverkning av papper används valsar för att pressa vatten ur pappersmassan. För att konstruktionen ska vara stabil görs valsarna av metall, men för att ge rätt stöd och friktion åt papperet när det passerar valsen klär man valsen med gummi. Andra sammanhang där man väljer att binda samman gummi och metall är vid tillverkningen av vissa maskindelar. Metallen gör konstruktionen styv så att den blir lätt att montera, medan gummit har en dämpande eller isolerande funktion. De metaller som lämpar sig bäst i kombination med gummi är stål och aluminium. Innan formning och vulkning lägger man på vidhäftningslösningen och låter den torka och eventuellt härdas. Sedan formas och vulkas metall-gummi-produkten enligt de metoder som vi tidigare beskrivit.
Gummi-textilbindningar
I många av våra produkter ingår olika typer av textilier. De kan bestå av syntetiska fibrer eller naturmaterial som exempelvis bomull. Textilfibrerna fungerar som armering för att stabilisera och förstärka, exempelvis vid tillverkning av däck och slang. När det gäller skyddskläder beläggs en stor väv med gummi.
GUMMIPROVNING FÖR ATT STÄRKA KVALITETEN
Om fel i produkterna upptäcks för sent kan det leda till katastrof. Ju tidigare i processen vi kan åtgärda fel och brister, desto mindre blir problemen, liksom kostnaderna. Därför är uttrycket "Gör rätt från början" verkligen något som ska prägla vår verksamhet. Det hjälper inte om tillverkningens alla steg varit perfekta om utgångsmaterialet inte håller rätt kvalitet. Därför är vi mycket noga med att kontrollera råvarorna som ska användas innan de går in i produktionen.
För att kunna jämföra provresultat har man inom branschen standardiserade testmetoder. Temperaturer, utdragningslängd, tryck och andra inställningar måste vara desamma. Under provningen noteras noga alla resultat och om ett material inte håller för kraven sorteras det bort. Exempel på provmetoder på gummiblandningar är provning av vulkhastighet, köldhärdighet, beständighet, hårdhet och dragspänning.
Standardisering för bättre kvalitet
För att kunna jämföra provresultat har man inom branschen standardiserat vissa testmetoder. Temperaturer, utdragningslängd, tryck och andra inställningar måste vara desamma. Under provningen noteras noga alla resultat och om ett material inte håller för kraven sorteras det bort. Under åren har kraven på en internationell standard vuxit fram och idag ställer många kunder krav på att företagen ska vara certifierade enligt ISO 9000. |