Sacmi Press. It s time for a H.E.R.O. High Efficiency Resource Optimizer. Pressa. INGL_rev.indd :51:53

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1 Sacmi Press It s time for a H.E.R.O. High Efficiency Resource Optimizer Pressa. INGL_rev.indd :51:53

2 The reduced availability of traditional energy sources and the resulting increase in their cost now make it vital, for the strategic development of companies, to identify the best way of managing production processes and optimising the use of resources. To meet this growing need effectively, in both environmental and economic terms, SACMI has founded H.E.R.O. (High Efficiency Resource Optimizer), a research laboratory dedicated to developing innovative technologies for achieving the greatest possible resource savings at every stage of the production process. The special applications developed as part of the H.E.R.O. project enable the energy consumption of the main machines in the installation to be reduced by more than 20% on average, with a view to more careful energy management. The economic benefits are therefore reflected in the company s profits right from the first year of application, as part of a strategy of respect for the environment and constant raising of quality standards. Pressa. INGL_rev.indd :51:59

3 La minore disponibilità delle fonti energetiche tradizionali, con il conseguente aumento dei loro costi, rende oggi vitale per lo sviluppo strategico delle aziende individuare la migliore gestione dei processi produttivi e ottimizzare l utilizzo delle risorse. Per rispondere con efficacia a questa crescente esigenza a livello ambientale ed economico, SACMI ha fondato H.E.R.O. - High Efficiency Resource Optimizer, un laboratorio di studi e ricerca dedicato allo sviluppo di tecnologie innovative volte al massimo risparmio delle risorse in tutte le fasi dei processi di produzione. Le applicazioni speciali sviluppate all interno del progetto H.E.R.O. permettono un contenimento medio dei consumi energetici delle macchine principali dell impianto di oltre il 20%, nell ottica di un più attento energy management. I vantaggi economici si riflettono così sul conto profitti dell impresa già dal primo anno di applicazione, all interno di una strategia che rispetta l ambiente ed eleva costantemente gli standard qualitativi. Pressa. INGL_rev.indd :52:04

4 The H.E.R.O. project The key phases of the improved process Le fasi chiave del processo per l intervento SACMI has always paid great attention to the energy efficiency of its presses. In 1990, the variable displacement pump was introduced, which supplies oil only when the system actually needs it, meaning that the power drawn from the grid is limited to the amount required to reach the desired technological result. In addition, special cycles were implemented which enable the oil under pressure within the main cylinder to be used to reload the hydraulic accumulators, which are indispensable for the operation of the machine. The introduction of the new DE-AIR system now means that two apparently irreconcilable objectives can be reached: reduced energy consumption and increased press productivity. The DE-AIR system consists of a special isostatic buffer controlled by the press which contains small slots to allow air to exit during the pressing phase, thereby enabling the compaction of powder in a single pressing. Unlike the traditional press cycle initial pressing, de-aeration and final pressing the DE-AIR cycle consists of a single pressing in which the powder is completely compacted. There is therefore a greater reduction in cycle time as the initial pressing and de-aeration are eliminated at the same time as reducing energy consumption, since the machine s efficiency is increased through the elimination of pressing phases which do not add technological value. SACMI ha posto sempre molta attenzione al rendimento energetico delle presse. Fin dal 1990 è stata introdotta la pompa a portata variabile che fornisce olio solo quando il sistema effettivamente lo richiede per cui la potenza assorbita della rete è solamente quella necessaria all ottenimento del risultato tecnologico desiderato. Inoltre sono stati implementati speciali cicli che permettono di sfruttare l olio in pressione all interno del cilindro principale per ricaricare gli accumulatori oleodinamici indispensabili al funzionamento della macchina. Oggi con l introduzione del nuovo sistema brevettato DE-AIR si raggiungono due obiettivi apparentemente inconciliabili: minor consumo energetico e maggiore produttività della pressa. Il sistema DE-AIR consiste in uno speciale tampone isostatico comandato dalla pressa in cui sono disposte delle piccole fessure che permettono la fuoriuscita dell aria durante la fase di pressatura ovvero la compattazione della polvere in un unica pressata. A differenza del ciclo pressa tradizionale: prima pressata, deareazione e pressata finale, il ciclo DE-AIR consiste in un unica pressata in cui si compatta completamente la polvere. Perciò si ha un elevata diminuzione del tempo ciclo essendo eliminate la prima pressata e la deareazione, contamporaneamente si riduce il consumo energetico in quanto è aumentato il rendimento della macchina essendo eliminate le fasi di pressatura che non danno valore tecnologico. Operation Funzionamento There are several small slots in the stamp side of the buffer, connected to a manifold, and a pneumatic piston operates in each hole. The function of the pistons is to clean the slots if burr forms, which could obstruct them. Nel tampone lato marca sono disposte tante piccole fessure collegate ad un collettore. All interno di ognuna di queste aperture scorre un pistone pneumatico: tali pistoni hanno la funzione di pulire le aperture nel caso in cui si creino delle bave che possano occluderle. View of the stamp side of the buffer Vista tampone lato marca Pneumatic piston Pistone pneomatico Slots Fessure Membrane of the isostatic part of the buffer Membrana della parte isostatica del tampone Pressa. INGL_rev.indd :52:07

5 Cross-section of the buffer corresponding to a piston Sezione tampone in corrispondenza di un pistoncino Membrane Membrana Slit Fessura Pneumatic piston Pistone pneomatico Manifold for air outlet Collettore per fuoriuscita aria Oil Olio The operating cycle is as follows: Il ciclo di funzionamento è il seguente: Loading Caricamento Pressing and de-aeration Pressatura e deaereazione Slot cleaning Pulizia fessura Air outlet Fuoriuscita aria The slot is cleared of any burrs La fessura è liberata da eventuali bave Image of the DE-AIR solution showing the isostatic buffer and the de-aeration openings where the cleaning pistons operate. Immagine soluzione DE-AIR in cui si notano il tampone isostatico, le aperture di deareazione in cui scorrono i pistoncini per la pulizia. Pressa. INGL_rev.indd :52:13

6 The H.E.R.O. project Energy and economic benefits Benefici energetici ed economici To assess the energy savings made, we will analyse two cycles: one traditional initial pressing, de-aeration and second pressing and the other using the DE-AIR equipment. The illustration below shows the pressure levels in the main cylinder and the power consumption in both cases: Per valutare il risparmio energetico analizziamo due cicli uno tradizionale: prima pressata, deareazione e seconda pressata, l altro con l attrezzatura DE-AIR. Nel seguente grafico sono riportate l andamento della pressione nel cilindro principale e l assorbimento di potenza nei due casi: Pressure (bar), Instantaneous power (kw) Pressione (bar) potenza istantanea (kw) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 Standard cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo standard (bar) Standard cycle instantaneous power (kw) Potenza istantanea ciclo standard (kw) DE-AIR cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo DE-AIR (bar) DE-AIR cycle power consumed (kw) Pressione assorbita ciclo DE-AIR (kw) 0, Time (S) Tempo (S) The productivity increase is obvious as the cycle goes from 7s to 6s. The energy saving is shown in the figures below. E evidente l aumento di produttività giacché il ciclo passa da circa 7s a 6s. Il risparmio energetico è illustrato nelle seguenti figure The red area shows the energy used for the execution of the traditional cycle. L area rossa rappresenta l energia spesa per l esecuzione del ciclo tradizionale Pressure (bar), Instantaneous power (kw) Pressione (bar) potenza istantanea (kw) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 Standard cycle energy Energia ciclo standard Standard cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo standard (bar) Standard cycle instantaneous power (kw) Potenza istantanea ciclo standard (kw) DE-AIR cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo DE-AIR (bar) DE-AIR cycle power consumed (kw) Pressione assorbita ciclo DE-AIR (kw) Energy for execution of the standard cycle Energia per esecuzione ciclo standard 0, Time (S) Tempo (S) Pressa. INGL_rev.indd :52:14

7 The orange area shows the energy used to execute the DE-AIR cycle L area arancione rappresenta l energia spesa per l esecuzione del DE-AIR Pressure (bar), Instantaneous power (kw) Pressione (bar) potenza istantanea (kw) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 DE-AIR cycle energy Energia ciclo DE-AIR Standard cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo standard (bar) Standard cycle instantaneous power (kw) Potenza istantanea ciclo standard (kw) DE-AIR cycle cylinder pressure (bar) Pressione cilindro ciclo DE-AIR (bar) DE-AIR cycle power consumed (kw) Pressione assorbita ciclo DE-AIR (kw) Energy for execution of the DE-AIR cycle Energia per esecuzione ciclo DE-AIR 0, Time (S) Tempo (S) Comparison between the standard cycle and the DE-AIR cycle Confronto tra ciclo standard e ciclo DE-AIR DE-AIR cycle energy Energia ciclo DE-AIR Energy saved Energia risparmiata Standard cycle energy Energia ciclo standard Using the DE-AIR system, productivity increases of up to 15% can be achieved at the same time as energy savings of up to 9%. The economic benefits which can be obtained using less energy are therefore obvious. This evidently entails a reduced environmental impact in the pressing phase, as less energy is consumed to obtain the same end result. Con il sistema DE-AIR si possono ottenere incrementi di produttività fino al 15% e contemporaneamente risparmi energetici fino al 9 %. Appaiono quindi evidenti i benefici economici produrre di più con minor energia. Ovviamente ciò si ripercuote anche in un minor impatto ambientale della fase di pressatura, in quanto è minore l energia consumata per ottenere lo stesso risultato finale. Pressa. INGL_rev.indd :52:15

8 Sacmi Imola S.C. Via Provinciale Selice, 17/A Imola (BO) Italy Tel Fax sacmi@sacmi.it Pressa. INGL_rev.indd :51:48