Alumiinipuristintyökalujen läpimenoprosessin tutkimus- ja optimointityö

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää Mäkelä Alu Oy:n puristintyökalujen läpimenoprosessiin vaikuttavat tekijät sekä kehittää lipeäliuotuksen kemiallista prosessia osana puristintyökalujen läpimenoprosessia. Työssä arvioitiin erityisesti optimaalista liuotusaikaa, liuotustapaa ja lipeäliuoksen käytettävyyttä tuotannon näkökulmasta sekä tunnistettiin läpimenoprosessin keskeiset pullonkaulat ja niihin soveltuvat kehitystoimenpiteet. Työn tietopohja rakentui alumiinin pursotusprosessista, puristintyökalujen rakenteesta, lipeänliuotuksen kemiallisista periaatteista, sekä tuotannonohjauksen prosessiteorioista. Aineistona hyödynnettiin yrityksen tuotantodokumentteja, prosessikuvauksia, alan kirjallisuutta ja lipeän kemiallisia ominaisuuksia käsitteleviä lähteitä. Tutkimus toteutettiin tapaustutkimuksena, jossa kerättiin empiiristä dataa seuraamalla puristintyökalujen liuotusta eri käyttökerran liuoksilla ja useilla liuotusajoilla. Menetelminä käytettiin työkalualustojen punnituksia, lipeäliuoksen koostumuksen analysointia sentrifugin avulla sekä mittaustietojen kirjaamista Excel-laskentataulukkoon, joka laski poistuneen alumiinin määrän kilogrammoina ja prosentteina. Aineistoa täydennettiin työntekijöiden haastatteluilla ja prosessin havainnoinnilla. Tulokset osoittivat, että lyhyet 300–350 minuutin liuotusajat tuottivat yksittäisiä korkeita alumiinin massan liukenemisia, mutta eivät riittäviä suuremmille työkaluille. 400 minuutin aikaan liittyi vaihtelua, kun taas 425–450 ajoilla sulamistulos oli tasaisempi ja uudelleenliuotuksen tarve pienempi. Tulokset osoittivat myös, että työkalujen väljempi sijoittelu paransi lipeän tunkeutuvuutta ja että liuoksen kemiallisen tilan heikkeneminen käyttökerroilla vaikutti liuotustehokkuuteen. Johtopäätöksenä suositellaan kaksitasoista liuotusmallia. 425 minuuttia yleisaikana ja 450 minuuttia erille, jossa on myös suurempia työkaluja tai vanhempi liuos. Pienet työkalut voidaan edelleen liuottaa 400 minuutissa. Prosessin kehittämiseksi esitetään työkalujen sijoittelun parantamista, työtapojen yhtenäistämistä ja liuoksen koostumuksen säännöllistä seurantaa.