Bir metal parçanın fabrikadaki yolculuğu çoğu zaman ham malzemenin kesilmesiyle başlar; CNC işleme, tornalama, frezeleme, taşlama ve kaynak gibi farklı proseslerle devam eder. Metal işleme sürecindeki bu aşamaların her biri parçayı nihai geometrisine biraz daha yaklaştırırken, çalışma ortamında oluşan hava kirleticisinin türü ve davranışı da değişir.
Termal kesim sırasında oluşan ince partiküller ile CNC tezgâhında havaya taşınabilen yağ sisi aynı özelliklere sahip değildir. Benzer şekilde taşlama sırasında ortaya çıkan metal tozlarının kontrol yöntemi ile kaynak dumanının kontrol yöntemi de birbirinden farklıdır.
Bu nedenle metal işleme tesislerinde hava kalitesini yalnızca genel bir “havalandırma problemi” olarak değerlendirmek yerine, üretim prosesinin hangi noktasında hangi kirleticinin oluştuğunu analiz etmek gerekir.
Bir üretim tesisinde doğru hava filtrasyonu, yalnızca ne kadar hava emildiğiyle değil; hangi kirleticinin, nerede ve hangi proses sırasında oluştuğunun doğru belirlenmesiyle başlar.
Kesim: Metal Parçanın Üretim Yolculuğundaki İlk Emisyon Kaynaklarından Biri
Sac, profil veya diğer metal hammaddelerin üretime hazırlanmasında lazer ve plazma gibi termal kesim teknolojileri yaygın olarak kullanılır. Bu proseslerde malzeme yüksek enerji yoğunluğuyla kesilirken üretim ortamına farklı boyutlarda partiküller ve duman yayılabilir.
Buradaki önemli nokta, ortaya çıkan kirleticinin yalnızca çalışma alanında görülebilen kaba metal parçacıklarından oluşmamasıdır. Termal prosesler, havada taşınabilen çok daha ince partiküllerin oluşmasına da neden olabilir.
Bu nedenle kesim tezgâhının çevresinin temiz görünmesi tek başına hava kalitesinin yeterli olduğunu göstermez. Havada askıda kalabilen ince partiküller, üretim alanındaki hava hareketleriyle prosesin gerçekleştiği noktanın dışına taşınabilir.
Özellikle yüksek üretim hacmine sahip lazer ve plazma kesim hatlarında filtrasyon sistemi tasarlanırken yalnızca fan kapasitesinin değil; prosesin çalışma süresi, kesilen malzeme, oluşan partikül yükü, kanal sistemi ve gerekli filtre yüzeyinin birlikte değerlendirilmesi gerekir.
FRESHWELD’in endüstriyel toz toplama ve merkezi filtrasyon çözümleri; lazer kesim, plazma kesim, taşlama, çapak alma ve benzeri kuru duman ve toz oluşturan metal işleme proseslerine göre projelendirilebilmektedir.
CNC İşleme: Görünür Talaştan Görünmeyen Yağ Sisine
Kesimden çıkan bir parçanın üretim yolculuğundaki sonraki aşamalardan biri çoğu zaman CNC işleme, tornalama veya frezelemedir. Bu noktada üretim ortamındaki kirleticinin karakteri önemli ölçüde değişir.
Talaşlı imalat denildiğinde ilk akla gelen atık metal talaşıdır. Ancak modern CNC tezgâhlarında yüksek kesme hızları, takım-parça teması ve kesme veya soğutma sıvılarının kullanımı nedeniyle yalnızca katı atıklar oluşmaz.
Metal işleme sıvıları; işleme sırasında oluşan ısı ve sürtünmenin azaltılması, takımın soğutulması ve metal parçacıklarının işlem bölgesinden uzaklaştırılması amacıyla kullanılır. NIOSH’a göre bu sıvılar düz yağlardan su bazlı, yarı sentetik ve sentetik formülasyonlara kadar farklı yapılarda olabilir. İşleme sırasında oluşan sis ise havada asılı kalan sıvı damlacıkları ve bunlarla taşınan kirleticilerden oluşan bir aerosol haline gelebilir.
Dolayısıyla CNC tezgâhının altında gördüğümüz talaş ile operatörün solunum bölgesine ulaşabilen yağ sisi aynı problem değildir.
Yağ sisi neden CNC tezgâhının içinde kalmaz?
Kapalı kabinli bir CNC tezgâhı ilk bakışta prosesin çalışma ortamından tamamen izole edildiği izlenimini verebilir. Ancak kabin, oluşan aerosolün ortadan kalkmasını sağlamaz.
İşleme devam ederken tezgâh içerisinde yağ sisi ve soğutma sıvısı aerosolleri birikebilir. Oluşan sis miktarı; kullanılan metal işleme sıvısının türü ve sıcaklığına, işleme yöntemine, proses hızına, koruyucu muhafazalara ve havalandırmanın etkinliğine bağlı olarak değişebilir. NIOSH da metal işleme sıvısı aerosollerine maruziyetin değerlendirilmesinde bu faktörlere dikkat çekmektedir.
Tezgâh kapağının açılması, parça değişimi veya bakım işlemleri sırasında içerideki kirli havanın üretim alanına yayılması mümkündür. Çok sayıda CNC tezgâhının aynı bölümde çalıştığı tesislerde ise tek tek makinelerden yayılan düşük miktardaki aerosol zaman içerisinde genel ortam hava kalitesini etkileyen daha büyük bir probleme dönüşebilir.
Bu nedenle yağ buharı kontrolünde amaç yalnızca görünür sisi ortadan kaldırmak değil, kirleticiyi mümkün olduğunca oluştuğu noktada yakalamaktır.
Tek CNC tezgâhından yoğun üretim hatlarına kadar aynı çözüm kullanılmalı mı?
Her CNC uygulamasında aynı filtrasyon sistemini kullanmak doğru değildir. Tek bir kapalı tezgâhtaki yağ sisi problemi ile onlarca CNC makinesinin bulunduğu geniş bir üretim salonundaki hava kalitesi problemi farklı mühendislik yaklaşımları gerektirir.
Tekil CNC, torna ve freze tezgâhlarında proses havasının doğrudan makine üzerinden alınması için kompakt sistemler kullanılabilir. Örneğin FRESHWELD SKY Oil Mist, kesme yağı kullanan CNC tezgâhları, torna ve freze uygulamalarında oluşan yağ buharı ve mikroskobik partiküllerin lokal filtrasyonu için geliştirilmiştir.
Yoğun yağ yükünün bulunduğu ağır işleme proseslerinde ise filtrasyon teknolojisinin buna uygun seçilmesi gerekir. FRESHWELD MCOS V Serisi gibi koalesans filtre sistemleri, yüksek yoğunlukta yağ buharı ve mikro partikül oluşan uygulamalarda farklı bir filtrasyon yaklaşımı sunar.
Buradaki seçim yalnızca cihaz kapasitesine göre yapılmamalıdır. Tezgâhın kabin hacmi, kullanılan kesme sıvısı, proses yoğunluğu, oluşan aerosol miktarı ve günlük çalışma süresi birlikte değerlendirilmelidir.
Taşlama, Kumlama: Parçanın Yüzeyi Değişirken Kirletici de Değişir
CNC işleme tamamlandıktan sonra metal parça çapak alma, taşlama, yüzey düzeltme veya polisaj gibi ikincil işlemlerden geçebilir. Bu aşamada üretim hattındaki baskın kirletici yeniden değişir.
Taşlama işlemi, malzemenin yüzeyinden mekanik olarak parçacık koparır. Bu nedenle uygulamaya bağlı olarak farklı boyutlarda metal partikülleri ve ince toz oluşabilir. Önceki CNC operasyonunda ağırlıklı olarak yağ sisi ve aerosol kontrol edilirken, kuru taşlama operasyonunda artık partikül yükünün etkin biçimde yakalanması ön plana çıkar.
Bu ayrım, endüstriyel filtrasyon sistemlerinin neden yalnızca “yüksek emiş gücü” üzerinden seçilemeyeceğini de gösterir.
Aynı metal parça birkaç metre içerisinde tamamen farklı özelliklere sahip hava kirleticileri oluşturabilir.
Kuru metal tozlarının oluştuğu taşlama, polisaj ve çapak alma uygulamalarında tozun kaynağına mümkün olduğunca yakın yakalanması önemlidir. Prosesin yapısına göre alttan emişli çalışma masaları veya merkezi toz toplama sistemleri kullanılabilir.
Öte yandan CNC ve taşlama operasyonlarında oluşan atıkların tamamı havada değildir. Makine içerisinde veya zeminde biriken metal talaşı, çapak, yağ ve emülsiyonların yönetimi farklı ekipman gerektirir. Bu konuyu Endüstriyel Vakum Süpürgeler: Talaş, Toz ve Sıvı Yönetimi rehberimizde ayrıntılı olarak ele aldık.
Kaynak: Metal Parça Birleşirken Yeni Bir Emisyon Kaynağı Oluşur
Metal parçanın üretim yolculuğu kaynaklı imalat aşamasına ulaştığında hava kirleticisinin karakteri bir kez daha değişir. Kaynak arkının yüksek sıcaklığı ve kullanılan malzemelerin özellikleri sonucunda çok ince partiküllerden oluşan kaynak dumanı ve prosese bağlı gazlar ortaya çıkabilir.
Bu aşamada CNC işleme sırasında kullanılan yağ sisi filtresi veya taşlama sırasında kullanılan klasik toz toplama yaklaşımının doğrudan kaynak prosesine uygulanması doğru bir mühendislik yaklaşımı değildir.
Kaynak dumanının mümkün olduğunca oluştuğu noktaya yakın yakalanması gerekir. Manuel kaynak istasyonlarında mobil kaynak dumanı emme üniteleri veya sabit duman emiş akrobat kollar kullanılabilirken; çok sayıda sabit istasyonun bulunduğu üretim hatlarında ise merkezi duman emiş sistemleri değerlendirilebilir.
Kaynak proseslerinde emiş yönteminin belirlenmesi; kaynak yöntemi, istasyon sayısı, çalışma süresi, parçanın geometrisi ve operatörün hareket alanı gibi parametrelere bağlıdır. Bu nedenle kaynak dumanı kontrolünü üretim hattının diğer bölümlerinden bağımsız değerlendirmek yerine tesisin genel hava kalitesi stratejisinin bir parçası olarak ele almak daha doğru sonuç verir.
Tek Bir Fabrikada Neden Farklı Filtrasyon Teknolojileri Gerekir?
Metal parçanın üretim yolculuğuna bütün olarak bakıldığında önemli bir sonuç ortaya çıkar: fabrikanın hava kalitesi tek bir kirleticiden oluşmaz.
| Üretim Aşaması | Baskın Hava Kirleticisi | Temel Kontrol Yaklaşımı |
|---|---|---|
| Lazer / Plazma Kesim | Duman ve ince partiküller | Kaynağında emiş ve toz filtrasyonu |
| CNC / Torna / Freze | Yağ sisi ve metal işleme sıvısı aerosolleri | Oil Mist filtrasyonu |
| Taşlama / Çapak Alma | Metal tozu ve partiküller | Lokal emiş veya toz toplama |
| Kaynak İstasyonları | Kaynak dumanı ve proses gazları | Lokal veya merkezi duman emişi |
| Genel Üretim Alanı | Ortama yayılan aerosol ve ince partiküller | Ortam havası filtrasyonu |
Bu tablo aynı zamanda önemli bir tasarım hatasına işaret eder: üretim tesisindeki bütün hava kalitesi problemlerini tek bir genel havalandırma sistemiyle çözmeye çalışmak.
Öncelikli yaklaşım, mümkün olan proseslerde kirleticinin oluştuğu noktada yakalanmasıdır. Ancak büyük ve değişken üretim alanlarında, çok sayıda makinenin bulunduğu tesislerde veya lokal emiş sistemlerinin uygulanmasının güç olduğu proseslerde genel ortam havası filtrasyonu tamamlayıcı bir çözüm haline gelebilir.
Çok Sayıda CNC Tezgâhının Bulunduğu Fabrikalarda Ne Olur?
Özellikle otomotiv, makine imalatı, havacılık, savunma ve seri komponent üretimi yapan tesislerde aynı üretim salonunda çok sayıda CNC, torna ve freze tezgâhı çalışabilir.
Her makinenin oluşturduğu yağ sisi sınırlı görünse bile üretim alanının tamamına yayılan aerosol yükü zaman içerisinde genel hava kalitesini etkileyebilir. Ayrıca üretim yerleşiminin sık değiştiği veya lokal kanal altyapısının uygulanamadığı alanlarda her kirletici kaynağını sabit kanal sistemiyle toplamak pratik olmayabilir.
Bu tür uygulamalarda FRESHWELD x NOVUS Airtower gibi ortam havası filtrasyon sistemleri değerlendirilebilir. NOVUS Airtower ailesi; geniş ve değişken çalışma alanlarında, yoğun CNC ve metal işleme proseslerinden kaynaklanan yağ buharı, yağ sisi ve aerosol partiküllerinin ortam havasından filtrelenmesine yönelik geliştirilmiştir.
Bu yaklaşım lokal emişin alternatifi olarak değil, tesisin proses yapısına göre lokal yakalama ile genel hava kalitesi yönetiminin birlikte değerlendirilmesi olarak ele alınmalıdır.
Doğru Filtrasyon Sistemi Prosesi Anlamakla Başlar
Bir fabrikada duman, sis veya toz görülmesi tek başına hangi filtrasyon sisteminin gerekli olduğunu belirlemek için yeterli değildir. Aynı üretim hattında lazer kesimden CNC işlemeye, taşlamadan kaynağa geçildiğinde hem kirleticinin fiziksel yapısı hem de oluşum noktası değişmektedir.
Bu nedenle sistem seçiminden önce en azından şu soruların cevaplanması gerekir:
- Kirletici hangi proses sırasında oluşuyor?
- Kirletici kuru partikül mü, duman mı, yağ sisi veya aerosol mü?
- Kirletici kaynağında yakalanabilir mi?
- Üretim noktaları sabit mi, değişken mi?
- Aynı alanda kaç makine veya çalışma istasyonu bulunuyor?
- Üretim günlük kaç saat devam ediyor?
Bu bilgiler yalnızca filtre cihazının seçimini değil; gerekli hava debisinin, filtre teknolojisinin, emiş yönteminin ve sistem mimarisinin belirlenmesini de etkiler.
Doğru endüstriyel hava filtrasyonu, fabrikaya tek bir filtre sistemi yerleştirmekten çok, üretim prosesinin hangi aşamasında hangi kirleticinin oluştuğunu doğru analiz etmekle başlar.
Sonuç: Parçayı Değil, Üretim Sürecinin Tamamını Takip Edin
Bir metal parça fabrikaya ham malzeme olarak girdiğinde üretim boyunca farklı fiziksel ve termal işlemlerden geçer. Kesim sırasında oluşan ince partiküller, CNC işleme sırasında ortaya çıkan yağ sisi ve aerosoller, taşlamadaki metal tozları ve kaynak sırasında oluşan duman birbirinden farklı özelliklere sahiptir.
Dolayısıyla etkili bir hava kalitesi stratejisinde yalnızca filtre cihazının kapasitesine değil, proses > kirletici > filtrasyon ilişkisine odaklanmak gerekir.
Özellikle CNC ve talaşlı imalatın yoğun olduğu tesislerde yağ sisi çoğu zaman üretim alanındaki daha görünür toz ve talaş problemlerinin arkasında kalabilir. Oysa tezgâh sayısı ve üretim süresi arttıkça metal işleme sıvılarından kaynaklanan aerosollerin kontrolü, genel fabrika hava kalitesi stratejisinin ayrı bir bileşeni haline gelir.
Üretim Prosesinize Uygun Filtrasyon Teknolojisini Belirleyin
Kesim, CNC işleme, taşlama veya kaynak proseslerinizde oluşan kirleticilerin özelliklerine göre lokal emiş, yağ buharı filtrasyonu, toz toplama veya genel ortam filtrasyonu çözümleri farklılık gösterebilir.
FRESHWELD mühendislik ekibiyle üretim prosesinizi değerlendirerek tesisiniz için uygun filtrasyon yaklaşımını belirleyebilirsiniz.
Teknik Ekibimizle İletişime Geçin, Size Uygun Ürünü Birlikte Seçelimİlgili FRESHWELD Çözümleri
- SKY Oil Mist – CNC Yağ Buharı Filtrasyonu
- MCOS V – Yüksek Yoğunluklu Yağ Buharı Filtrasyonu
- NOVUS Airtower – Ortam Havası Yağ Buharı Filtrasyonu
- Endüstriyel Toz Toplama Sistemleri
- Mobil Kaynak Dumanı Emme Sistemleri
İlgili Makaleler
Kaynaklar
- NIOSH – Criteria for a Recommended Standard: Occupational Exposure to Metalworking Fluids, DHHS (NIOSH) Publication No. 98-102, 1998.
- NIOSH – Preventing Health Hazards from Metal Working Fluids.
- NIOSH – Aerosols in the Workplace.
İşçi ve Çevre sağlığını vurgulayan içeriklerimiz yalnızca bilgilendirme amaçlı olup yayın tarihlerindeki araştırmalara dayanmaktadır. Sağlığınızla ilgili tüm sorularınız, endişeleriniz, teşhis veya tedavi ihtiyaçlarınız için mutlaka doktorunuza veya sağlık kuruluşuna başvurunuz.
- CNC hava filtrasyonu, CNC işleme, CNC yağ buharı, endüstriyel filtrasyon sistemleri, Endüstriyel Hava Filtrasyonu, endüstriyel hava kirliliği, endüstriyel toz, kaynak dumanı, kaynak dumanı emişi, lazer kesim dumanı, metal işleme, metal işleme hava kirleticileri, metal işleme sıvıları, metal tozu, oil mist filtrasyonu, Talaşlı İmalat, taşlama tozu, üretim hattı hava kalitesi, welding fume extraction, yağ buharı, yağ sisi