Thema Massaproductie De Reciprozaag
Maurice Mulder
Thema Massaproduct Onderzoeksrapport
Maurice Mulder Den Haag oktober 2010 De Haagse Hogeschool
Inhoudsopgave
Verklarende woordenlijst..................................................................................................4 Voorwoord.........................................................................................................................5 1.
Inleiding.................................................................................................................6
2.
Probleemstelling....................................................................................................7
3.
Analyse onderdelen................................................................................................8
4.
Beschrijving functies en taken.............................................................................10
5.
Hiërarchische opbouw.........................................................................................11
6.
Materiaaltechnische aspecten..............................................................................12
7.
Onderbouwing keuze...........................................................................................13 7.1 Materiaaltechnische aspecten 7.2 Recyclelijn
8.
Werkvoorbereiding..............................................................................................14 8.1. Plan voor demontage 8.2. Plan scheidingssysteem
9.
Logistiek..............................................................................................................16
10.
Conclusies en aanbevelingen...............................................................................17
Literatuurlijst...................................................................................................................18 Bijlagen............................................................................................................................19
Verklarende woordenlijst Bladzijde: 8 en 9 Thermoplast
Soort kunststof
Bladzijde:11 en 19 Hiërarchische opbouw
Opbouw volgens bepaalde rangorde
PVE
Pakket van eisen en wensen
TPD
Technisch product dossier
Bladzijde:23 MEPHOTAC
Verzamelnaam van: Mechanisch Elektronisch Pneumatisch Hydrolisch Optisch Thermisch Akoestisch Chemisch
Voorwoord Dit onderzoeksrapport is geschreven in opdracht van de studie Werktuigbouwkunde aan de Haagse Hogeschool Delft. Hierin worden verschillende technische aspecten besproken die betrekking hebben op de demontage van mijn product. Bij dezen wil ik Rudi van der Lans, Ruud van der Meulen en Wim Hoogland bedanken, zij hebben mij nuttige tips en informatie gegeven om een goed rapport te maken.
1. Inleiding Veel bedrijven maken gebruik van massaproductie, dit is een goedkope en eenvoudige manier van produceren omdat steeds dezelfde handeling kan worden verricht. Hun robots kunnen continu doorgaan met bijvoorbeeld het produceren van 1 bepaald onderdeel van een product. De oplages van deze massaproducten verschillen van bijvoorbeeld 100.000 stuks tot enkele miljoenen. Helaas voor deze bedrijven blijven er vaak veel producten over die niet verkocht zijn. Deze bedrijven kunnen niet zomaar de overgebleven producten bij het grofvuil zetten dus moeten ze zoveel mogelijk hergebruikt of gerecycled worden. Samenvatting Dit onderzoeksrapport is gemaakt zodat duidelijk wordt uitgelegd uit wat voor onderdelen een reciprozaag bestaat, welke materialen deze bevat en hoe een demontage- en scheidingsstraat van de reciprozaag eruit ziet. Onderdelen worden apart benoemd wat handig is voor het demonteren, scheiden, hergebruiken en recyclen. Werknemers die dit product gaan demonteren kunnen eenvoudig het stappenplan volgen zodat het maximale uit het restproduct van de fabrikant gehaald kan worden. Dit heeft ook een logistieke kant die apart wordt uitgelegd in dit rapport. De materiaaltechnische aspecten worden besproken evenals de functies en taken van deze zaag.
2. Probleemstelling De problemen die komen kijken bij het demonteren en recyclen van dit product:
De veiligheid moet worden gegarandeerd Niet alle onderdelen kunnen even gemakkelijk gedemonteerd worden Gelijmde onderdelen kunnen giftig zijn bij het recyclen Er moet een goede demontagestraat ingericht worden Materialen moeten worden afgevoerd
Oplossingen hiervoor zijn onder andere: Goede bescherming voor de werknemers indien nodig Men moet over de juiste gereedschappen kunnen beschikken zodat alles eenvoudig gedemonteerd kan worden Er moet een goede ventilatie boven de werkplaats zijn De werkplaats moet overzichtelijk zijn Er moeten duidelijke afspraken worden gemaakt met bedrijven die de verschillende gedemonteerde materialen op komen halen
3. Analyse onderdelen Onderdelen
Materiaal
Specifiek/Standaard Recyclen/hergebruiken
Behuizing
Thermoplasten
Specifiek
Recyclen
Motor
Staal, koper, blik
Standaard
Hergebruiken
Variabele weerstand
Glasvezel, kunsthars, tin Staal
Specifiek
Hergebruiken
Specifiek
Recyclen
Standaard
Hergebruiken
Veiligheidspal
Koper, ijzer, aluminium, lood Thermoplasten
Specifiek
Recyclen
Zaagkop
Gehard staal
Specifiek
Hergebruiken
Kabels
Koper/thermoplasten
Standaard
Hergebruiken
Schroeven
Staal
Standaard
Hergebruiken
Overbrenging Accu
Vaststellen standaard of specifieke onderdelen: 1. De behuizing van de reciprozaag is specifiek omdat het speciaal moet worden gemaakt voor dat type zaag, bij een normale zaag in vergelijking met een reciprozaag zit de motor op een andere plek dus daarom is bijvoorbeeld het koelgat op een andere plek aangebracht. Onder andere hiervoor moet de behuizing speciaal worden gemaakt. 2. Een ander specifiek onderdeel is de overbrenging. Bij deze reciprozaag moet een draaiende beweging omgezet worden in een horizontale beweging. De verhouding van de tandwielen moet speciaal gemaakt worden om die beweging te kunnen realiseren. 3. De variabele weerstand is eveneens specifiek gemaakt voor de reciprozaag. Deze moet zo worden ingesteld dat men met een bepaalde kracht op de knop de zaag met verschillende snelheden op en neer kan bewegen. 4. De accu is een standaard onderdeel. Deze 18V accu past in meerdere machines en hoeft niet speciaal gemaakt te worden. 5. De schroeven waarmee de onderdelen in de reciprozaag worden vastgemaakt zijn eveneens standaard. Ze kunnen allemaal met een gewone schroevendraaier vast of los worden gemaakt. Hier zijn geen speciale gereedschappen voor nodig. 6. Ook de kabels waarmee de elektrische energie wordt getransporteerd van de accu naar de motor is standaard. In de fabriek worden deze „kant-en-klaar‟ aangeleverd zodat ze alleen nog maar op maat geknipt moeten worden.
Materialen in het product:
Kunststof (thermoharders/thermoplasten) Koper Glasvezel Kunsthars Metaal (RVS, Aluminium, Staal) Batterij (lood/koper/metaal/aluminium)
4. Beschrijving functies en taken De hoofdfunctie van de reciprozaag is het kunnen doorzagen van een voorwerp op een plek waar weinig ruimte is. Om aan deze functie te kunnen voldoen moet de reciprozaag verschillende taken vervullen: Elektrische energie van de accu omzetten in beweging De zaag moet op- en neer bewegen
Onderdeel
Motor
Functie
Aandrijven tandwielen
-
Rotor
Draaien bij elektrische signalen
-
Stator
Opwekken van een magnetischveld
-
Collector
Contact behouden met de koolstof borstels
Behuizing
Zaagkop
Onderdelen beschermen, lichtgewicht en compact zijn In een horizontale richting bewegen
Overbrenging
Draaien
Schroeven
Componenten verbinden
Accu
Energie leveren
Taak
Magnetisch veld creeëren zodat een roterde beweging onstaat koperen spoel voorzien van electrische lading door een magneet te laten roteren Aanwezigheid van een aantal magneten op bepaalde afstand houden Veerkracht in een koper plaatje behouden Weerstand bieden tegen krachten van buitenaf Roterende beweging omzetten naar horizontale beweging d.m.v. tandwielen Roterende beweging omzetten naar horizontale beweging d.m.v. tandwielen Klemmen d.m.v. schroefdraad Chemische reactie opwekken door zink en koolstof met elkaar te laten reageren
5. Hiërarchische opbouw
6. Materiaaltechnische aspecten De behuizing: Deze is ergonomisch ontworpen, hij moet goed in de hand liggen en er is gezorgd voor genoeg grip. Als materiaal is kunststof gekozen wat ervoor zorgt dat het apparaat niet teveel weegt. Deze is apart in 2 delen gegoten en wordt d.m.v. schroeven met elkaar verbonden. De schroeven: Het zijn in de reciprozaag stalen parkers van 22 mm lang. Schroeven worden getrokken of gegoten. Deze parkers zijn gekozen omdat ze de juiste lengte hebben zodat de twee helften aan elkaar geschroefd kunnen worden. Er zijn 10 schroeven gebruikt om de behuizing vast te zetten en een moer en bout om bedrading aan een aluminium plaatje te maken. Deze moer is los te maken met steeksleutel/doppensleutel (5,5mm) De accu: De accu is gemaakt van meerdere elektrochemische cellen (of batterijen). De schroefverbinding die de behuizing heeft met de accu is van kunststof. De verbinding is sterk genoeg om het gewicht van de accu te dragen. De zaag: De zaag is gemaakt van staal. Dit is omdat de zaag tegen een stootje moet kunnen, bijvoorbeeld om door harde materialen heen te zagen. Ook moet het tegen de wrijvingswarmte kunnen die het opwekt tijdens het zagen. Kunststof zou bijvoorbeeld gaan vervormen en is daarom niet praktisch. De zaag is uit een stalen plaat gesneden en de tanden zijn gefreesd en geslepen. Het gat om de zaag te bevestigen is gemaakt met een boormachine en is met een inbussleutel los te maken. Tandwielen: De tandwielen van de reciprozaag zijn er om de roterende beweging die de motor maakt om te zetten in een horizontale beweging. Deze zijn gemaakt van staal, dit materiaal is stevig genoeg voor de overbrenging en slijt minimaal. De tandwielen zijn gemaakt door middel van het frezen van een stuk staal. De motor: De motor bestaat uit meerdere onderdelen, deze worden geassembleerd door machines of mensen. De behuizing van de motor is van staal en word geponst. De koperen spoel wordt aangebracht door een machine. Het koper is getrokken en gewalst. De materialen zijn zo gekozen dat de motor kan doen waar deze voor bedoeld is, zijn taken te vervullen en daarmee ook de functie. De spoelen zijn van koper omdat dit de stroom goed geleid. De magneten in de stator zorgen voor het magnetische veld.
7. Onderbouwing keuze
7.1 Materiaaltechnische aspecten Voor een uitleg van de keuze van de materiaaltechnische aspecten in de reciprozaag, zie bladzijde 12 van dit onderzoeksrapport.
7.2 Recyclelijn Ik heb voor deze manier van recyclen gekozen omdat als men de aanwijzingen op de juiste manier volgt, er zoveel mogelijk winst uit dit restproduct gehaald kan worden en het ook niet zomaar bij de afvalverwerking komt te liggen waardoor het milieu schade kan oplopen. Alle materialen worden gescheiden en apart verwerkt. Hier kan eveneens winst uitgehaald worden zonder dat het milieu eronder hoeft te lijden. De werknemers demonteren steeds elke zaag volledig zodat er afwisseling zit en ze dus niet steeds maar een enkele handeling hoeven uit te voeren.
8. Werkvoorbereiding
8.1 Plan voor demontage
---------------------------------------------------------------------------------------------------------Elke arbeider verricht dezelfde opeenvolgende handelingen uit: (1,5 minuut per demontage reciprozaag) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
De accu verwijderen van de reciprozaag Met een schroevendraaier de 10 schroeven losmaken en verwijderen Batterijen worden in bak B gelegd Nu de behuizing eraf is, verwijderd men eerst de veiligheidspin De veiligheidspin wordt in bak K gelegd Vervolgens verwijderd men zonder gereedschap het contact Het contact wordt in bak S gelegd Hierna wordt de variabele weerstand zonder gereedschap verwijderd De variabele weerstand wordt in bak K gelegd De triac kan nu worden verwijderd en losgeschroefd met een steeksleutel De triac wordt in bak K gelegd Dan kan de volledige motor eruit gehaald worden De motor wordt gedemonteerd en in bak S, W, C gelegd De bedrading kan hierna van de onderdelen worden geknipt Bedrading wordt gestript en moet in bak K, C Als laatste kan de overbrenging met de hand verwijderd worden De overbrenging moet in bak S, K
De kliko (bak B) met batterijen wordt om het uur geleegd in een chemisch afvalbak die aan ‟t einde van de dag door de gemeente wordt geleegd De kliko (bak K) met kunststof wordt om het half uur buiten in een container geleegd De kliko‟s (bak S, C, W) die staal, koper, aluminium en weekijzer bevatten worden 4x per dag in een container geleegd die de gemeente komt halen Het handige van kliko‟s is dat men deze kan verplaatsen zonder te tillen zodat de belasting dus minimaal is voor de werknemers. Hierdoor kan men de bak vullen tot deze vol is om hem vervolgens te legen.
8.2. Plan scheidingssysteem Om 10.000 reciprozagen te kunnen demonteren heb ik een werkplaats, werknemers en gereedschap nodig. Mijn budget is 5% van de aanschafwaarde (€50, -) dus: €25.000,
Ik neem 5 mensen in dienst die ieder €5, - per uur verdienen Van de gemeente mag ik een vrijstaande loods gebruiken om de zagen te demonteren, dit kost geen geld, voor €100, - per dag halen ze het afval op (€650, - totaal) Ik schaf 5 boormachines aan om de schroeven te verwijderen (€250, - aanschaf) De werkdagen van elke arbeider duren 8 uur, exclusief pauze (€200, - per dag) Een zaag is in ongeveer 1,5 minuut gedemonteerd en gescheiden (1565 per werkdag)
10.000 1565
Plus een halve dag extra voor het schoonmaken en legen van de bakken
De winst die gemaakt kan worden: €25.000,00 - €1.907,78 = €23.092,22
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
dat is 6,5 werkdag om alle zagen te demonteren en scheiden
Handeling Accu verwijderen Schroeven losdraaien Behuizing en veiligheidspin verwijderen Contact verwijderen Variabele weerstand verwijderen Triac verwijderen Motor verwijderen Bedrading afknippen en kabels strippen Overbrenging verwijderen
Tijd 03 sec. 25 sec. 10 sec. 02 sec. 02 sec. 05 sec. 05 sec. 25 sec. 15 sec.
9.
Logistiek
Bedrijven brengen hun restproducten naar de werkplaats waar werknemers deze zullen demonteren. De werknemers hebben de mogelijkheid om staand/zittend deze producten uit elkaar halen en de onderedelen in de juiste bakken te werpen. Hiervoor hebben zij de juiste gereedschappen binnen handbereik. Hun werkdag duurt 10uur waarvan ze recht hebben op 2uur pauze waarvan ze zelf op elk gewenst tijdstip gebruik mogen maken. Omdat iedere arbeider in zijn geheel steeds een reciprozaag demonteert blijft het werk niet al te eentonig. Dit onderzoeksrapport bevat een duidelijk plan van demontage en scheiden die de werknemers kunnen volgen. Als de bakken met materiaal uit de reciprozaag vol zijn moeten deze buiten worden geleegd waarna de gemeente zorgt dat ze opgehaald worden. Aan het eind van elke dag is iedereen verplicht zijn werkplaats netjes en schoon achter te laten. Zonder eventuele problemen zou men 10.000 van deze restproducten kunnen demonteren en scheiden in 7 dagen tijd.
10. Conclusies en aanbevelingen Het is dus zinvol om deze recycle – en demontagelijn te volgen als men deze restproducten snel en op de juiste manier wil demonteren. In 7 dagen kan men met 5 werknemers ongeveer 10.000 producten demonteren en scheiden. Hier valt een hoop winst uit te halen wat de fabrikant van deze restproducten weer kan gebruiken voor andere doeleinden. Ook is deze manier van demonteren en scheiden erg milieuvriendelijk en dus zeker aan te raden. Het is verstandig om duidelijke afspraken te maken met de fabrikant die de restproducten aanlevert zodat iedereen weet wat er van elkaar kan worden verwacht.
Literatuurlijst http://www.narrare.nl http://www.aaas.nl http://www.aaas.nl/LinkClick.aspx?fileticket=lFPH8frf22g%3d&tabid=425&mid=877 http://www.aaas.nl/LinkClick.aspx?fileticket=UTrijbZbs7E%3d&tabid=425&mid=877 http://www.aaas.nl/LinkClick.aspx?fileticket=5BkP2gLukEc%3d&tabid=425&mid=877 http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/afval?#ref-vrom
Bijlagen
Planning: Datum 06-09-2010 07-09-2010 08-09-2010 09-09-2010 10-09-2010 16-09-2010 17-09-2010 22-09-2010 27-09-2010 28-09-2010 29-09-2010 30-09-2010 01-10-2010 05-10-2010
06-10-2010 07-10-2010 12-10-2010 13-10-2010 14-10-2010 15-10-2010
Wat?
Tijd
Opdrachtformulering & Probleemstelling Systeemgrenzen, Functies & Taken Inventarisatie van de normen, PVE Planning & Werkplan af Werkplan volgens Rapport voor Rapporteren inleveren Analyse onderdelen & Plan voor demontage Hiërarchische opbouw maken Functie en taken vd onderdelen, vaststellen standaard of specifieke onderdelen Beschrijving Materiaaltechnische aspecten Werkvoorbereiding demontage
1 uur
Afmaken TPD TPD inleveren Onderzoeksrapport aanleveren & items in studiewijzer als richtlijnen gebruiken Probleemstelling aanvullen indien nodig & 20 Functies en taken Hiërarchische opbouw & Materiaaltechnologische aspecten Onderbouwing keuze & Werkvoorbereiding Conclusies en aanbevelingen Evt. uitloop Onderzoeksrapport inleveren
1,75 uur 1,5 uur 1,5 uur
2 uur 1,5 uur 1 uur
0,75 uur 4 uur 2 uur 2 uur
1 uur 1,5 uur 1,5 uur 1,5 uur 2,75 uur
Bijlage 2:
Pakket van eisen en wensen Eisen o o o o o
Onderzoek doen naar het hergebruik van het product Er moet verantwoord gedemonteerd worden De milieubelasting moet zo laag mogelijk zijn Dit alles moet onder goede arbeidsomstandigheden plaatsvinden Demontage en hergebruik mogen per product niet meer dan 5% van de aanschafwaarde kosten o Het product moet minimaal in een massa van 10.000 stuks op de markt zijn
Wensen o Er moet zoveel mogelijk hergebruikt worden o De wens is om winst te maken
Inventarisatie van de normen 10.1.1 Geluidshinder. In situaties waar veel geluid wordt geproduceerd, moet rekening gehouden worden met geluidsoverlast. Dit kan in ernstige gevallen leiden tot gehoorschade. Ook kan geluid hinderen bij communicatie tussen de werknemers en de concentratie van de werknemers.
6.1.3 Verplaatsen van lasten. Een volwassen werknemer zonder lichamelijke minderheden mag niet meer dan 23 kg optillen. Daarbij mogen grotere goederen verplaatsbaar op wielen niet meer dan 200 kg wegen.
6.3.1 Repeterende taken. Een werknemer mag niet al te lange tijd hetzelfde werk verrichten, mits dit bestaat uit vrijwel dezelfde bewegingen. Dit houdt in dat een dergelijke verrichting niet vaker dan 5 keer per minuut mag worden gedaan. Daarbij mag deze verrichting niet langer dan één uur achtereen, en niet langer dan 2 uur per dag.
Verder bevat het systeem ook batterijen. De batterijen mogen niet zomaar weg gegooid worden, geloodst of verbrand. Er zal gelet moeten worden op het uiteindelijke doel van deze onderdelen. Hierbij moet vast staan dat ze goed worden verwerkt in een fabriek die daarvoor bestemd is, de batterijen kunnen immers ook gerecycled worden.
Bijlage 3:
18V accu
Bijlage 4:
Twee andere manieren om de functie van de reciprozaag te realiseren volgens MEPHOTAC: 1. Op een optische manier zou de functie zagen ook nog vervuld kunnen worden. Een sterke laserstraal zou door het gewenste materiaal heen kunnen snijden, dit kan natuurlijk alleen als de laser sterk genoeg is. Het nadeel van deze optische manier van “zagen” is dat de laserstraal zeer gevaarlijk is en men er dus niet mee in contact mag komen. 2. Een andere manier zou chemisch kunnen zijn. Als bijvoorbeeld zoutzuur met een materiaal in contact komt, „vreet‟ als het ware het zoutzuur het andere materiaal weg. Het nadeel hiervan is dat zoutzuur een gevaarlijke stof is waar voorzichtig mee om moet worden gegaan. Aanraking met deze stof kan ernstige gevolgen hebben.
