Thema Massaproductie. De Reciprozaag. Maurice Mulder

Transcriptie

1 Thema Massaproductie De Reciprozaag Maurice Mulder

2 Thema Massaproduct Onderzoeksrapport Maurice Mulder Den Haag oktober 2010 De Haagse Hogeschool

3 Inhoudsopgave Verklarende woordenlijst...4 Voorwoord Inleiding Probleemstelling Analyse onderdelen Beschrijving functies en taken Hiërarchische opbouw Materiaaltechnische aspecten Onderbouwing keuze Materiaaltechnische aspecten 7.2 Recyclelijn 8. Werkvoorbereiding Plan voor demontage 8.2. Plan scheidingssysteem 9. Logistiek Conclusies en aanbevelingen...17 Literatuurlijst...18 Bijlagen...19

4 4 Verklarende woordenlijst Bladzijde: 8 en 9 Thermoplast Soort kunststof Bladzijde:11 en 19 Hiërarchische opbouw PVE TPD Opbouw volgens bepaalde rangorde Pakket van eisen en wensen Technisch product dossier Bladzijde:23 MEPHOTAC Verzamelnaam van: Mechanisch Elektronisch Pneumatisch Hydrolisch Optisch Thermisch Akoestisch Chemisch

5 5 Voorwoord This research was commissioned to study Mechanical Engineering at The Hague University Delft. It discussed various technical aspects relating to the dismantling of my product. I will thank Rudi van der Lans, Ruud van der Meulen and Wim Hoogland because they have given me useful tips and information to a good report.

6 6 1. Inleiding Many companies use mass production, this is a cheap and easy way to manufacture. Their robots can continuously proceed the same act. The quantity of these products vary, for example, to several million pieces. Unfortunately for these companies they can not sell all their products. These companies can not just throw the remaining products in the trash. Wherever possible, they have to recycle and reuse them. Samenvatting This research is designed to explain clearly, from what components a this saw exists. What materials it contains and how a dismantling and separationplan looks like. Components are designated separately which is useful for removal, separation, reuse and recycle. Employees who are dismantling this product can easily follow the simple steps so that the maximum residue from the manufacturer can be achieved. This also has a logistics side which is explained separately in this report. The material-technical issues are discussed and the functions and tasks of this saw.

7 7 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

8 8 3. Analyse onderdelen Onderdelen Materiaal Specifiek/Standaard Recyclen/hergebruiken Behuizing Thermoplasten Specifiek Recyclen Motor Staal, koper, blik Standaard Hergebruiken Variabele weerstand Glasvezel, kunsthars, Specifiek Hergebruiken tin Overbrenging Staal Specifiek Recyclen Accu Koper, ijzer, Standaard Hergebruiken aluminium, lood Veiligheidspal Thermoplasten Specifiek Recyclen Zaagkop Gehard staal Specifiek Hergebruiken Kabels Koper/thermoplasten Standaard Hergebruiken Schroeven Staal Standaard Hergebruiken 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.

9 9 Materialen in het product: Kunststof (thermoharders/thermoplasten) Koper Glasvezel Kunsthars Metaal (RVS, Aluminium, Staal) Batterij (lood/koper/metaal/aluminium)

10 10 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 Functie Taak Motor Aandrijven tandwielen Magnetisch veld creeëren zodat een roterde beweging onstaat - 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 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 Overbrenging Draaien Roterende beweging omzetten naar horizontale beweging d.m.v. tandwielen Schroeven Componenten verbinden Klemmen d.m.v. schroefdraad Accu Energie leveren Chemische reactie opwekken door zink en koolstof met elkaar te laten reageren

11 5. Hiërarchische opbouw 11

12 12 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.

13 13 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.

14 14 8. Werkvoorbereiding 8.1 Plan voor demontage Elke arbeider verricht dezelfde opeenvolgende handelingen uit: (1,5 minuut per demontage reciprozaag) 1. De accu verwijderen van de reciprozaag 2. Met een schroevendraaier de 10 schroeven losmaken en verwijderen Batterijen worden in bak B gelegd 3. Nu de behuizing eraf is, verwijderd men eerst de veiligheidspin De veiligheidspin wordt in bak K gelegd 4. Vervolgens verwijderd men zonder gereedschap het contact Het contact wordt in bak S gelegd 5. Hierna wordt de variabele weerstand zonder gereedschap verwijderd De variabele weerstand wordt in bak K gelegd 6. De triac kan nu worden verwijderd en losgeschroefd met een steeksleutel De triac wordt in bak K gelegd 7. Dan kan de volledige motor eruit gehaald worden De motor wordt gedemonteerd en in bak S, W, C gelegd 8. De bedrading kan hierna van de onderdelen worden geknipt Bedrading wordt gestript en moet in bak K, C 9. Als laatste kan de overbrenging met de hand verwijderd worden De overbrenging moet in bak S, K

15 15 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 Plan scheidingssysteem Om reciprozagen te kunnen demonteren heb ik een werkplaats, werknemers en gereedschap nodig. Mijn budget is 5% van de aanschafwaarde ( 50, -) dus: , - 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) dat is 6,5 werkdag om alle zagen te demonteren en scheiden 1565 Plus een halve dag extra voor het schoonmaken en legen van de bakken De winst die gemaakt kan worden: , ,78 = ,22 Handeling Tijd 1. Accu verwijderen 03 sec. 2. Schroeven losdraaien 25 sec. 3. Behuizing en veiligheidspin verwijderen 10 sec. 4. Contact verwijderen 02 sec. 5. Variabele weerstand verwijderen 02 sec. 6. Triac verwijderen 05 sec. 7. Motor verwijderen 05 sec. 8. Bedrading afknippen en kabels strippen 25 sec. 9. Overbrenging verwijderen 15 sec.

16 16 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 van deze restproducten kunnen demonteren en scheiden in 7 dagen tijd.

17 Conclusies en aanbevelingen So it is usefull to use this plan to disassemble in the right way. In 7 days, with the help of 5 employees, all the saw s can be removed and seperated. There is a lot of profit out of it what the manufacturer can use for other purposes. Also, this way of disassembly and separation is very environmentally friendly and highly recommended. It is wise to make clear agreements with the manufacturer which provide the residues so that everyone knows what can be expected from each other

18 18 Literatuurlijst

19 19 Bijlagen Planning: Datum Wat? Tijd Opdrachtformulering & 1 uur Probleemstelling Systeemgrenzen, Functies & Taken 1,75 uur Inventarisatie van de normen, PVE 1,5 uur Planning & Werkplan af 1,5 uur Werkplan volgens Rapport voor Rapporteren inleveren Analyse onderdelen & Plan voor 2 uur demontage Hiërarchische opbouw maken 1,5 uur Functie en taken vd onderdelen, 1 uur vaststellen standaard of specifieke onderdelen Beschrijving Materiaaltechnische 0,75 uur aspecten Werkvoorbereiding demontage 4 uur Afmaken TPD 2 uur TPD inleveren Onderzoeksrapport aanleveren & 2 uur items in studiewijzer als richtlijnen gebruiken Probleemstelling aanvullen indien 1 uur nodig & 20 Functies en taken Hiërarchische opbouw & 1,5 uur Materiaaltechnologische aspecten Onderbouwing keuze & 1,5 uur Werkvoorbereiding Conclusies en aanbevelingen 1,5 uur Evt. uitloop 2,75 uur Onderzoeksrapport inleveren

20 20 Bijlage 2: Pakket van eisen en wensen Eisen o Onderzoek doen naar het hergebruik van het product o Er moet verantwoord gedemonteerd worden o De milieubelasting moet zo laag mogelijk zijn o Dit alles moet onder goede arbeidsomstandigheden plaatsvinden o Demontage en hergebruik mogen per product niet meer dan 5% van de aanschafwaarde kosten o Het product moet minimaal in een massa van 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 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 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 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.

21 Bijlage 3: 21

22 18V accu 22

23 23 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.