Moba geldt wereldwijd als toonaangevend fabrikant van machines voor het automatisch sorteren, verpakken en verwerken van eieren. Met een wereldmarktaandeel van pakweg 70 procent is dat geen overdreven uitspraak. Die positie krijg je niet zonder aandacht voor detail en een oog voor kwaliteit. Ook als het om de omspuitingen voor rollenassen gaat, die deel uitmaken van het transportsysteem voor de eieren. Met een nieuwe 2K-spuitgietmachine en hotrunnermatrijzen zetten ze in Barneveld een nieuwe kwaliteitsstap.

Auteur: Robin Zander

In 1947 maakt Job Mosterd in Barneveld - zie daar de verklaring voor de bedrijfsnaam - zijn eerste eiersorteermachine. Dankzij zijn fascinatie voor technologie en innovatie - en een goed oor voor de wensen van de klant - is de Moba Groep inmiddels uitgegroeid tot een internationale en wereldwijd actieve onderneming. De grootste systemen van het bedrijf, nog altijd met het hoofdkantoor in Barneveld, verwerken meer dan 220.000 eieren per uur.

Vision en AI

Dat innovatie nog altijd met hoofdletters wordt geschreven mag blijken uit recent geïntroduceerde Vision Crack detector. Dit gepatenteerde detectiesysteem maakt niet alleen gebruik van machine-vision maar combineert beeldverwerking met kunstmatige intelligentie en machine-learning. Met behulp van duizenden beelden is het systeem ‘getraind' om elke mogelijk breuk te detecteren - ook bijvoorbeeld haarscheurtjes die voor het menselijk oog niet zichtbaar zijn. Dat het systeem dit kan bij eieren van alle mogelijk kleuren - van wit tot diep donkerbruin - is volgens Moba een unicum op de markt.

Of wat te denken van Vision Weighing, eveneens op basis van kunstmatige intelligentie. Ook hierbij is het AI-systeem getraind met een enorme dataset van duizenden afbeeldingen van eieren, maar nu met hun bijbehorende gewicht. Het model leert de visuele kenmerken herkennen die uniek zijn voor elk ei en kan ze correleren met hun specifieke gewicht. Zodra het AI-model is getraind, kan het naadloos het gewicht van een nieuw ei bepalen door de afbeelding te analyseren.

Een kijkje in de matrijs tijdens het inbouwen van de 12 + 13-voudige Günther-hotrunnersystemen. 

Rollenassen

Nu worden voor een vlot transport van de eieren tussen de verschillende onderdelen van de Moba-systemen onder andere rollenassen gebruikt. Deze rollenassen bestaan uit een roestvaststalen buis die met twee materialen wordt omspoten: polyamide (PA) en thermoplastisch elastomeer (TPE). De eieren rusten eigenlijk op twee TPE-omspuitingen tegelijkertijd van twee achterelkaar liggende rollenassen. De TPE-omspuiting op de rollenas (elk ongeveer 18 gram materiaal per rolletje) wordt aan weerszijden geflankeerd door een PA-omspuiting (ongeveer 8 gram materiaal per elementje). De rollenassen oriënteren de eieren voor de verschillende inspectie- en selectiestappen in hun gang door de installatie.

Twee machines, vier processtappen

In de oude situatie werd voor de omspuitingen gebruikgemaakt van twee hydraulische spuitgietmachines - een voor de PA- en een voor de TPE -omspuiting. De productie van de rollenassen vond plaats in Roemenië. Voor de PA- en de daaropvolgende TPE -omspuiting had Moba daar twee spuitgietmachines.

De gekozen productiemethode bleek echter niet zonder uitdagingen. Om de roestvaststalen assen compleet te kunnen omspuiten, werd iedere rollenas door de medewerker vier keer in de matrijs gelegd. Een zeer arbeidsintensief productieproces met meer kans op defecten en uitval.

Al die stappen - het omspuiten en de handmatige handelingen - kunnen van invloed zijn op de uiteindelijke kwaliteit van de omspuiting. Maar de rollenassen spelen wel een heel belangrijke rol in het oriënteren van de eieren en de uiteindelijke productiecapaciteit van een complete installatie.

Een kijkje in de matrijs tijdens het inbouwen van de 12 + 13-voudige Günther-hotrunnersystemen. 

2K-spuitgietmachine en hotrunnermatrijzen

Op het moment dat de machines in Roemenië aan het einde van hun levensduur begonnen te raken, heeft Hans Ruijs, senior engineer Plastics bij Moba, de productiewijze nog eens zorgvuldig onder de loep genomen: "De machines waren versleten en ook wat sluitkracht betreft zaten ze aan de lage kant. Dan ga je nadenken en rekenen. Wil je dan twee nieuwe machines van 300 ton hebben, dan heb je het over een flinke investering. Maar daar zouden we ook een 2K-machine voor kunnen aanschaffen." Door bovendien te kiezen voor een hotrunnersysteem zou het omspuiten van de rollenassen met PA en TPE tegelijkertijd kunnen worden verricht. "En dan heb je één proces."

Op de nieuwe machine zouden in eerste instantie rollenassen van drie verschillende lengtes moeten kunnen worden  gemaakt - met zes TPE en zeven PA-, negen TPE - en tien PA- en twaalf  TPE - en dertien PA-omspuitingen. De rollenassen zijn dus in staat respectievelijk zes, negen en twaalf eieren parallel te vervoeren, al naar gelang het type, de capaciteit en de configuratie van de installatie.

Na uitgebreid vooronderzoek is uiteindelijk een hydraulische 2K-spuitgietmachinemachine van Arburg aangeschaft met een sluitkracht van 200 ton. Dat een lagere sluitkracht kan worden gekozen is te danken aan de keuze voor het hotrunnersysteem. Hierdoor vermindert het geprojecteerd oppervlak van de aanspuiting door het ontbreken van alle kanalen die vanuit de centrale aanspuiting de vloeibare kunststof naar de vormholte leiden.

Om tafel

Bij de keuze voor de hotrunnersystemen voor de drie matrijzen hebben de eigen matrijsmakers van Moba uiteraard een belangrijke rol gespeeld. Uiteindelijk is de keuze gevallen op de systemen van Günther Heisskanaltechnik, gevestigd in Frankenberg in de Duitse deelstaat Hessen. Het bedrijf ontwikkelt en maakt hotrunnersystemen en wordt al ruim 35 jaar vertegenwoordigd door Bäcker BV uit Zaandam. Ruijs vertelt: "Ik ben met de matrijsmakers om tafel gaan zitten en we hebben uitvoerig gediscussieerd over de keuze. Zij hadden een duidelijke voorkeur voor Günther. Het product moet uiteraard goed zijn. Maar de belangrijkste reden zeiden ze - en dat is leuk om te vertellen omdat Hans erbij is - is dat het wel zo makkelijk praten is in het Nederlands in plaats van in het Duits."

Een duidelijk vergulde Hans van Dinteren van Bäcker moet bekennen dat hij dit argument niet voor de eerste keer hoort: "Het product moet natuurlijk goed zijn. Maar je hoort meer en meer dat een aanspreekpunt in eigen taal wel een rol speelt. Een optimale service is van uiterst belang, de klanten hebben vragen en wensen maar ook wel eens problemen, ook deze gaan wij ook niet uit de weg. Ons motto is: Onze service uw succes."

Verschillende verdeelplaten boven elkaar om de systemen zo optimaal mogelijk te balanceren. 

Tweede factor

Ruijs noemt nog een tweede factor van betekenis: "Ook de ondersteuning moet goed zijn. Ging er vroeger iets kapot of je moest een schroef gaan trekken dan deed je dat zelf. Als je nu kijkt hoe complex de machines zijn geworden, is onderhoud en reparatie aan spuitgietmachines steeds meer specialistenwerk. Dat betekent dat je dus steeds afhankelijker wordt van je toeleveranciers. En dat betekent ook dat die toeleveranciers het serviceapparaat, de kennis en de knowhow moeten hebben om ons te ondersteunen. Dat wordt steeds belangrijker, maar wordt wel vaak vergeten."

In 2019 bezoekt Moba, met de rollenassen onder de arm, Günther in het Duitse Frankenberg in de deelstaat Hessen. Na de inventarisatie van wensen en eisen komt een constructief voorstel voor een hotrunnersysteem op tafel. Uiteindelijk komt het tot een definitieve opdracht, in eerste instantie voor de kleinste rollenassen met zes TPE -omspuitingen.

In gebruik

Inmiddels zijn ook voor de ‘negen-‘ en ‘twaalf-rijers' de hotrunnersystemen geleverd, door Moba in de matrijzen geïntegreerd en succesvol in gebruik. De 2K Arburg-spuitgietmachine maakt met de hotrunnermatrijzen in een keer de omspuitingen voor een complete rollenas. De matrijs krijgt verticaal de PA aangevoerd en vanuit de achterzijde de TPE. De naalden die de spuitmonden in het hotrunnersysteem openen en afsluiten, worden individueel aangestuurd met behulp van stappenmotoren - 13 voor de zes-rijer, 19 voor de negen-rijer en 25 voor de twaalf-rijer. Omdat de aanspuiting van elke omspuiting nu op maat kan worden geregeld zijn de spuitgietcondities - druk en hoeveelheid materiaal - voor elke omspuiting gelijk.

Bij de oude productiemethode met conventionele matrijzen was dat veel lastiger voor elkaar te krijgen. Vanuit een centrale aanspuiting werd het vloeibare materiaal via kanalen naar de plekken voor de omspuiting geleid. Die kanalen, ook wel de koude tak genoemd, waren niet allemaal even lang. Het vullen van de matrijsholtes vond dan ook niet altijd tegelijk plaats. Het materiaal dat de langste weg moest afleggen, begon al met afkoelen vóór de vormholte was bereikt en voldoende was gevuld.

De complete matrijs in samengestelde toestand. 

Compliment waard

Het resultaat in de oude situatie was dan ook dat de omspuitingen onderling maatafwijkingen lieten zien, vertelt Ruijs: "Onder de 3D-meetbank zagen we dat de rolletjes - ook onderling - aanzienlijke afwijkingen vertoonden. Eigenlijk was niet één rolletje hetzelfde. En dat wil je niet. Je wil dat de eieren de rollenassen mooi volgen. Hoe eerder ze met de punt naar een kant zijn gepositioneerd, des te sneller kan je ze grijpen met kunststof grijpers voor verdere verwerking in de machine."

Met het hotrunnersysteem kunnen de spuitgieters bij Moba de vulling van elke vormholte in de matrijs besturen. Elke omspuiting krijgt voldoende materiaal en nadruk. Voor MOBA was dat de reden om voor een hotrunnersysteem te kiezen. Ook omdat voor de eindstukken een fractie meer materiaal nodig is. In de praktijk blijkt nu dat alle instellingen voor alle omspuitingen gelijk kunnen worden gehouden - de naalden maken per systeem allemaal dezelfde slag en worden op hetzelfde tijdstip geopend en gesloten.

Binnen de kortste keren na levering van de hotrunnersystemen hadden de MOBA-matrijzenmakers de matrijzen samengebouwd en stonden ze op de machine. Van Dinteren: "Ik weet nog dat ik twee dagen na de levering van het systeem voor de grootste matrijs belde en hoorde dat de matrijs al op de machine had gestaan en goede producten had geleverd. Dat is een compliment waard voor de matrijzenmakers en de spuitgieters hier."

De businesscase voor de investering in de hotrunnersystemen en de 2K-spuitgietmachine is gemaakt voor de drie specifieke series rollenassen, vertelt Ruijs. "Maar we willen ook alle andere typen rollenassen op de machine gaan produceren, omdat de productie van de huidige rollenassen berekend is op alleen dagproductie en volautomatische onbemande productie in de nachtelijke uren ook mogelijk is. Bovendien beschikt MOBA met deze machine over de mogelijkheid om hele nieuwe producten te maken."

Doorsnede van de hotrunnerneus met Blueflow-verwarmings-element, luchtspleet en de schacht uit twee materialen. 

Materiaalverbruik

Door gebruik te maken van de Günther-hotrunnersystemen is ook het materiaalverbruik voor de productie van de rollenassen verminderd. Denk aan het ontbreken van de aanspuittak bij elke cyclus die in de oude situatie moest worden doorlopen. Met de hotrunnersystemen is een jaarlijkse forse besparing op het materiaal en logistiek gerealiseerd. Ook als het gaat om energieverbruik heeft het systeem van Günther volgens Van Dinteren specifieke voordelen. De hotrunnerneuzen zijn uitgevoerd met een schacht uit twee materialen: gereedschapstaal en titaan. Waar aan de voorzijde de schacht in contact komt met de matrijsplaat, beperkt het titaan de warmteoverdracht tussen beide.

Minder energie

De hotrunnersystemen zijn voorzien van gepatenteerde BlueFlow- verwarmingselementen waardoor een heel compacte bouw en een zeer nauwkeurig en gelijkmatig temperatuurprofiel wordt bereikt. In combinatie met de titaan schacht komt dat niet alleen de cyclustijd bij het spuitgieten ten goede. Volgens Günther wordt in vergelijking met conventionele verwarmingselementen het energieverbruik met de helft verminderd en wordt de kwaliteit van het te verspuiten product hierdoor aanzienlijk verhoogd.

Ook zijn deze systemen voorzien van PM-stukken met een hardheid van 62Hrc. die zorgen voor een optimale voorcentrerring van de naald met een hardheid van 64Hrc, zodat voor de aanspuitopeningen een maximale standtijd is gegarandeerd.

(Rechts) Hans Ruijs, senior engineer Plastics met spuitgieter Marcel Duits: "Ik ben supertrots op hoe we dit hebben gedaan. De spuit-gieters en onze matrijzenmakers hebben prachtig werk geleverd." 

Supertrots

Bij Moba wordt het energieverbruik ook nog eens verlaagd doordat van vier procesgangen op twee machines naar een enkele procesgang op één een machine wordt gegaan. Behalve de energiebesparing, kostenreductie en kwaliteitsverbetering noemt Ruijs ook nog ergonomie en arbeidsomstandigheden als voordelen van de nieuwe productieopzet. Is de rollenas gereed, dan roteert de matrijs op de draaitafel van de spuitgietmachine en pakt een robot de rollenas uit de geopende matrijs. In de matrijs is ruimte voor twee assen en na de rotatie ligt de volgende rollenas dan ook alweer klaar. Op de lege positie wordt, voordat de nieuwe cyclus begint, alweer een nieuwe as klaargelegd.

Voor Ruijs is dat allemaal winst: "We moeten ook zuinig zijn op onze mensen. Gezien de aantallen die we maken, is dit geen werk meer om handmatig te doen. Daar zijn mensen niet op gebouwd. Je wil dat iedereen gezond en fit blijft. Ik ben supertrots op hoe we dit hebben gedaan. De spuitgieters en onze matrijzenmakers hebben prachtig werk geleverd. We hebben de instellingen zo scherp staan dat mocht er eentje buiten de toleranties komen, dan legt de robot die apart in een bakje. Dat is toch wel prachtig of niet? De spuitgieters zijn hebben heel erg gekeken hoe ver ze kunnen gaan met de machine. Het is beter geworden dan ik had verwacht. Maar dat is ook het mooie. Door te doen leer je weer en kom je op een hoger niveau. Straks hebben we het zo goed in de vingers, dat je het bijna niet meer hoeft te controleren en er bijna geen afkeur meer is."