Cleveres Regaldesign sorgt für eine lebenslange Abdeckung der Pulverbeschichtung

Ein Lifetime-Basketballkorb erhält die Farbbehandlung in Form einer Pulverbeschichtung.

Lifetime Products, Clearfield, Utah, stellt robuste, langlebige Basketballsets aus Metall und blasgeformtem Kunststoff, Picknick- und Mehrzwecktische, Stühle, Schuppen, Schaukeln, Kühlboxen und Spielsets her. „Alle unsere Gartenspielsets sind einfach aufzubauen und langlebig“, verspricht das Unternehmen.

Die Nachfrage nach den Produkten ist enorm. Das Unternehmen fertigt und pulverbeschichtet täglich mehr als 100.000 Metallteile. Allein am Tag werden bis zu 13.500 Klappstühle hergestellt. Der Versuch, diesen Mengenbedarf zu decken und gleichzeitig die Qualitätsstandards zu erreichen, die für die Herstellung von Freizeitprodukten erforderlich sind, die einfach aufzubauen sind und ein Leben lang halten, ist kein Zuckerschlecken.

„Die Menge an Teilen, die wir verarbeiten müssen – das wäre mit Sicherheit unsere größte Herausforderung“, sagte Ryan Miller, Pulverbeschichtungsmanager bei Lifetime. „Alle unsere Linien fahren mit einer Geschwindigkeit von 14 bis 18 Fuß pro Minute. Es ist schwierig, mit der Produktion Schritt zu halten.“

Die Bewältigung dieser Herausforderung erfordert innovative Technik und einen gut geplanten und ausgeführten Pulverbeschichtungsprozess.

Lifetime kategorisiert seine Produkte in drei separate Systeme, die hauptsächlich in drei Gebäuden hergestellt werden. Miller überwacht den Betrieb aller drei Systeme. „Jedes Gebäude beherbergt eine sogenannte Produktfamilie. In einem Gebäude wird ein Basketball-Set hergestellt, in einem anderen Gebäude werden Tische und Stühle hergestellt, und in unserem dritten Gebäude betreiben wir Spielplatz- und Schuppenteile.“

Der Hersteller organisiert seine Produktion für die Zusammenstellung, Vormontage und Verpackung jeder Produkteinheit am Ende einer automatisierten Förderlinie für die Endmontage beim Verbraucher.

Verfahren. Die Teile werden auf Gestellen auf den Förderbändern positioniert, die die größtenteils automatisierte Pulverbeschichtungslinie durchlaufen. Das Fördersystem führt die Teile auf den Gestellen durch ein Vorbehandlungssystem, einen Trockenofen und dann in Pulverkabinen.

Die Pulverbeschichtungskabinenlinie ist mit automatischen Pistolen und zwei manuellen Sprühgeräten ausgestattet. Die manuellen Sprühgeräte verstärken die Teilbereiche, die für die automatischen Sprühgeräte schwer zu erreichen sind. Das Förderband transportiert die Teile durch Durchlauföfen und schließlich in den Montagebereich, wo das Personal die Teile entnimmt, teilweise zusammenbaut und dann verpackt.

Befehl. „Bei der Gestaltung des Produktionsauftrags beginnen wir normalerweise mit dem Verpackungsdesign und arbeiten rückwärts vor“, sagte Brad McAllister, Fertigungsingenieur. „Wir prüfen, wie diese Teile in der Verpackung untergebracht werden. Wir konstruieren einzigartige Regale, damit unsere Monteure, wenn die Teile am Band ankommen, eine ganze Einheit geordnet aus einem Regal entnehmen, sie schnell zusammenbauen und versandfertig verpacken können.“

Eine der größten technischen Herausforderungen bestand darin, die Regalsysteme so zu gestalten, dass die automatischen und manuellen Pulverbeschichtungsgeräte die Teile gründlich, aber auch schnell beschichten können. Die Metallteile sind rohrförmig, gestanzt, rollgeformt und lasergeschnitten. Jedes Modell mit unterschiedlichen Formen, Biegungen und Rundungen muss gleichzeitig besprüht werden.

Teile, die unterschiedliche Farben erhalten, werden auf einer Linie transportiert, dann getrennt, um in ihre jeweiligen Farbkabinen zu gelangen, und dann zum Aushärten und Verpacken wieder zusammengeführt.

Was macht es schwierig, einen Teilabschnitt zu sprühen? Biegungen mit Winkeln von 90 Grad oder enger. Das Innere eines langen Flansches. Der Bereich eines Teils, in dem der Haken den Sprühstrahl blockiert.

„Unsere Techniker stellen die automatischen Spritzpistolen so ein, dass sie die passenden Spritzmuster und das richtige Luft-Pulver-Verhältnis erzielen, damit das Teil ausreichend abgedeckt wird. Dann verstärken manuelle Sprühgeräte die verbleibenden schwer zugänglichen Bereiche“, sagte Miller.

Mils. „Es ist wichtig, den Pulverschnee in diese toten Winkel zu bringen, damit eine ausreichende Pulverabdeckung gewährleistet ist. Eine zu dünne Beschichtung könnte sich in diesen Bereichen ausbreiten oder Rost begünstigen. Wir müssen sicherstellen, dass alles abgedeckt ist und die entsprechenden Mils darauf stehen, damit wir ein gutes Produkt präsentieren können“, sagte Mike Seegmiller, Pulverbeschichtungstechniker.

Seegmiller sagte, das Ziel der Mil-Dicke liege bei 2 1/2 bis 4 Mil. „Dieser mittlere Bereich von 21/2 bis 4 ist sehr gut. Hier können wir diese Anforderung an die Produktpalette erfüllen und trotzdem kein Pulver verschwenderisch wegwerfen.“

Die Ingenieure berechnen die Regalpositionen genauso methodisch wie FedEx seine Lieferrouten berechnet.

„Wie wir ein Teil den Autopistolen präsentieren, macht einen großen Unterschied“, sagte Keith Maw, Fertigungsingenieur.

Die Dichte der Regale bestimmt direkt den Durchsatz, daher sind sie natürlich so dicht wie möglich positioniert, ohne die manuellen Pulverbeschichter und Monteure zu überfordern. „Es geht darum, so viele Teile wie möglich auf einem Gestell so effizient wie möglich unterzubringen, ohne dabei die Fähigkeit der Pulverbeschichtungskabine zu überfordern, sie zu beschichten, und die Fähigkeit des Mitarbeiters, damit Schritt zu halten“, sagte Maw. „Es ist ein Balanceakt; Wenn wir diese Racks weiter auseinander verteilen, verringern wir die Kapazität dieser Linie und die Produktion verlangsamt sich.

„Es wäre schwierig, durch die Schlange zu gehen, aber wir haben die einzelnen Regale mit Lücken versehen, damit die Mitarbeiter mithalten können“, fuhr Maw fort. „Wenn wir als Ingenieure ein neues Produkt bekommen, entwerfen wir, wie wir es aufhängen und wie schnell wir es allen Mitarbeitern liefern, die einen Mehrwert für das Produkt schaffen.

„Wir erstellen einen Prototyp dieser Racks und montieren die Teile darauf. Wir führen einen Mil-Check durch, um sicherzustellen, dass sie die richtige Mil-Pulver-Abdeckung erhalten. Wir schauen auch, wie die Mitarbeiter mit den Abständen umgehen. Wenn sie nicht mithalten können, kehren wir zum Zeichenbrett zurück“, sagte Maw.

Die Linien sind flexibel, da verschiedene Produkte, die in derselben Farbe lackiert werden, auf einer Linie laufen können.

Einige der Anpassungen, die die Ingenieure vorgenommen haben, bestehen darin, die Regale und Teile zu optimieren, damit die automatischen Pistolen das Maximum erreichen, und um eine optimale ergonomische Positionierung für die Mitarbeiter zu gewährleisten.

McAllister fügte hinzu: „Wir versuchen, die schwer zugänglichen Bereiche in Richtung der Maschinengewehre zu richten, damit sie sie abdecken können. Anstatt sie senkrecht zu den Pistolen zu präsentieren, drehen wir die Teile in einem Winkel, damit das Pulver durch das Gestell fließen und sich um die Teile wickeln kann.

„Wenn Teile für kleinere Mitarbeiter zu hoch sind, bringen wir sie tiefer im Regal, damit sie sie erreichen können“, fuhr er fort. „Lange Teile platzieren wir höher, weil die kleineren oder kleineren Mitarbeiter den unteren Bereich des Teils erreichen und es vom Regal nehmen und zerlegen können. Schwere Teile stellen wir normalerweise einzeln auf Regale, damit ein Mitarbeiter sie einzeln handhaben kann.“

Das Leben ist kein Unbekannter für Einfallsreichtum. Tatsächlich entstand das Unternehmen vor 33 Jahren aus der Neuerfindung des Gründers, Quick Adjust® genannt, bei der es darum ging, wie ein Basketballset zusammengebaut und angepasst werden kann, damit seine Kinder damit spielen können. Der Gründer von Lifetime, Barry Mower, entwickelte eine Basketballeinheit, die mit einem Besenstiel höhenverstellt werden konnte, weil seine Kinder den Korb nicht erreichen konnten. Er entwickelte auch den abreißbaren Rand und eine dreiteilige Stange, damit die gesamte Einheit in einem Karton verpackt werden konnte.

Die meisten Teile werden in Blöcken von 500 bis 1.000 Stück auf einer Linie pulverbeschichtet. Nachdem diese beschichtet sind, bleibt eine kleine Lücke, während die Linie für den nächsten Modellblock vorbereitet wird.

Das Angebot einer breiten Produktpalette macht mehrere Farbwechsel erforderlich. Lifetime ist in seinen Linien mit Pulverspritzpistolen von Nordson und Gema ausgestattet. „In unserer Schuppenlinie verfügen wir über ein Nordson ColorMax®-Schnellwechselsystem, das schnelle Farbwechsel ermöglicht. Davor hatten wir eine Spray-to-Waste-Kabine“, sagte Seegmiller. „Eine Pulverfarbe musste vollständig entleert werden, bevor eine andere Farbe hinzugefügt werden konnte. Tatsächlich waren sechs manuelle Sprühgeräte erforderlich, um unser Produkt auf dieser Linie zu beschichten. Da wir darauf umstellen konnten, haben wir jetzt nur noch zwei.“

Es handelt sich um eine flexible Linie, was bedeutet, dass verschiedene Produktteile, beispielsweise für Tische und Stühle, gleichzeitig durch die gleichen Farbkabinen laufen.

Das Unternehmen könne tatsächlich vier Farben gleichzeitig auf einer Hauptlinie betreiben, etwa für Spielplätze, sagte Miller. Das System funktioniert ähnlich wie ein Spurgleis. Die Teile werden von der Hauptlinie abgetrennt und durchlaufen verschiedene Kabinen für unterschiedliche Farbanwendungen und kommen dann wieder auf der Hauptlinie zusammen.

„Die Haken sind so gestaltet, dass eine Leine ein Teil erfasst und durch eine separate Leine einer anderen Farbe verläuft und das Teil dann zurück auf die Hauptleine und durch den Aushärtungsofen überträgt. Es ist ziemlich innovativ. Für Besucher, die sich das System ansehen, ist es ein echter Hingucker“, sagte Miller.

Laut Miller strebte der Hersteller die PCI 4000-Zertifizierung des Powder Coating Institute sowohl als Ziel als auch als Wissensressource an. „Der Hauptgrund, warum wir uns dafür entschieden haben, war, uns mehr Ressourcen zur Verfügung zu stellen … und Teil der Pulverbeschichtungs-Community zu sein.“ Seegmiller sagte, dass es besonders hilfreich sei, dass der PCI-Prüfer in die Anlage kam, um einige seiner Erkenntnisse zu vermitteln. Der Prüfer prüfte jede einzelne Linie einzeln und untersuchte dabei die Prozesse und die Art und Weise, wie das Unternehmen die Qualitätskontrolle handhabt.

Alle Teile sind so zusammengestellt, dass sie direkt am Ende der Linie vormontiert und verpackt werden können, sodass sie für den Verbraucher bereit sind. Können Sie sagen, aus welchem ​​Produkt diese Metallteile bestehen?

„Er untersuchte unter anderem die Konsistenz unseres Prozesses; mil-Konsistenz; wie wir unser Pulver lagern, verwenden und dann verfolgen. Bei uns ist alles klimatisiert. Er hat sich angeschaut, wie wir unsere PMs [vorbeugende Wartung] an unseren Geräten durchführen“, sagte Seegmiller.

Jetzt hätten sich andere, die PCI 4000 suchten, an sie gewandt und Fragen gestellt, fügte er hinzu. „In dieser Hinsicht hat es uns einfach Türen geöffnet.“

Das Unternehmen qualifiziert alle seine Pulver, bevor sie in die Produktion gelangen. Prüfmuster durchlaufen 15 verschiedene Tests, beispielsweise einen 500-Stunden-Salzsprühtest. Der Salzsprühtest wird in einem Labor durchgeführt, um alle anderen Variablen auszuschließen.

Die Finishing-Gruppe erzählte einige lustige Geschichten von Kunden über alternative Verwendungsmöglichkeiten, die sie für die Produkte von Lifetime entdeckt hatten und die deren Stärke und Haltbarkeit unter Beweis stellten. Ein Kunde schickte ein Foto eines Schwertfisches, den er auf einem Lifetime-Tisch zeigte. Eine andere Kundin schickte ein Foto von sich selbst beim Schlittenfahren auf einem Klapptisch. Ein anderer Kunde nutzte das Basketball-Set als Motorhebevorrichtung. „Manche Leute schicken Videos von sich selbst, wie sie unsere Tische als Surfbretter und Schneeschaufeln benutzen. Und wir haben unsere Kühlbox an einen Grizzlybären verfüttert, um zu sehen, wie es ihm ergehen würde“, sagte Miller.

Welcher hat gewonnen? Der Bär oder der Kühler? „Eigentlich umso cooler. Wir zeigen auf YouTube ein Video von einem Bären, der versucht, in dieser Kühlbox in eine Dose Sardinen zu gelangen. Er kämpfte eine ganze Weile, aber es gelang ihm nicht, ihn zu öffnen. Es ist als bärensicher zertifiziert“, sagte McAllister. „Ihre Lebensmittel sind in unseren Kühlboxen sicher“, fügte Maw hinzu.

Fotos mit freundlicher Genehmigung von Lifetime Products

Teile aller Größen und Konturen im selben Produktmodell werden gemeinsam pulverbeschichtet und müssen für eine optimale Abdeckung den Pulverpistolen zugeführt werden.