Nie chodzi tylko o gaz, ale o stabilność procesu.
Problem nie zaczął się od azotu.
Zaczął się od drobnych różnic w jakości lutowania.
Raz połączenia wyglądały idealnie. Innym razem kontrola wykazywała mikrowady, niedolutowania, słabsze zwilżanie albo ślady utleniania.
Produkcja szła dalej, ale u Pawła – Szefa Produkcji z tyłu głowy pojawiało się pytanie: „Czy to problem pasty, profilu lutowania, topnika, operatora, płytki, a może atmosfery w procesie?”
W firmach zajmujących się montażem elektroniki takie pytania nie są teorią. To codzienność. Szczególnie tam, gdzie produkuje się krótkie serie, prototypy, elektronikę kontraktową, moduły dla przemysłu, sterowniki, wiązki, układy testowe albo bardziej wymagające płytki drukowane PCB.
W takim środowisku nie zawsze wygrywa ten, kto ma najniższą cenę. Wygrywa ten, kto potrafi powtarzalnie dowieźć jakość.
Zastosowanie azotu w lutowaniu
Przy lutowaniu azot potrafi zrobić dużą różnicę.
Azot ogranicza kontakt roztopionego lutu z tlenem. Mniej tlenu oznacza mniej utleniania. Lepsze zwilżanie. Stabilniejszy proces. Mniejszą ilość wad lutowniczych. Lepszą jakość połączeń. W lutowaniu rozpływowym, selektywnym i falowym taka atmosfera ochronna często decyduje o tym, czy proces jest przewidywalny, czy wymaga ciągłych korekt.
Historia azotu w miarę rozwoju produkcji
Na początku azot bywa traktowany jak dodatek.
Butla stoi obok linii. Operator wie, gdzie odkręcić zawór. Dostawca przywozi kolejne wiązki. Księgowość księguje faktury. Produkcja przyzwyczaja się do logistyki.
Do czasu.
Bo im bardziej rośnie produkcja, tym bardziej widać ograniczenia dostaw zewnętrznych. Butle trzeba zamawiać, magazynować, przepinać, kontrolować. Trzeba pilnować zapasu. Akceptować koszt transportu i opłat. Liczyć się z tym, że gazu zabraknie w najmniej wygodnym momencie.
Azot w firmie usługowej EMS
W pewnej firmie produkującej elektronikę problem nie polegał na tym, że azot był niedostępny.
Problem polegał na tym, że był zbyt zależny od logistyki.
Zakład pracował w modelu podobnym do firm EMS świadczących usługi produkcji elektroniki na zlecenie.
Prosty przykład:
Firma A projektuje sterownik do maszyny.
Nie ma własnej linii produkcyjnej.
Zleca produkcję firmie EMS.
Firma EMS kupuje komponenty albo dostaje je od klienta, montuje płytki, testuje je i dostarcza gotowe moduły.
Krótkie serie. Różne projekty. Zmienna liczba zleceń. Część produkcji wymagała lutowania w osłonie azotu. Klienci oczekiwali jakości, terminowości i powtarzalności. A produkcja potrzebowała czegoś prostego: stabilnego źródła suchego, czystego azotu na miejscu.
Nie samego generatora.
Całego układu.
To ważne rozróżnienie.
System produkcji azotu
Generator azotu nie pracuje w próżni. Potrzebuje dobrego powietrza zasilającego. Jeżeli powietrze jest wilgotne, zaolejone, niestabilne albo źle przygotowane, cierpi cały proces. Szczególnie w elektronice, gdzie jakość gazu ma znaczenie nie tylko dla samego generatora, ale też dla urządzeń lutowniczych i powtarzalności produkcji.
Dlatego system zbudowano jako kompletne źródło azotu.
Sprężarka
Sercem układu została sprężarka łopatkowa Hydrovane HV15. To ważny wybór, bo przy takich zastosowaniach liczy się stabilna praca, kompaktowa budowa i przewidywalne dostarczanie sprężonego powietrza. Sprężarka nie jest elementem dekoracyjnym. To fundament całego systemu.
Osuszacz chłodniczy
Za nią pracuje osuszacz chłodniczy BEKO RA135/AC. Jego zadaniem jest usunięcie dużej części wilgoci ze sprężonego powietrza i przygotowanie go do dalszej obróbki. To pierwszy etap ochrony instalacji.
Osuszacz adsorpcyjny
Następnie powietrze trafia do osuszacza adsorpcyjnego nano NDL070ES. Ten model oznaczone ES wyposażony jest w opcjonalny system Energy Saving zapewniający znaczne oszczędności w eksploatacji. Dopłata za system zwraca się w ciągu kilkunastu miesięcy.
Osuszacz schodzi z punktem rosy znacznie niżej niż chłodniczy, osiąga ciśnieniowy punkt rosy -40oC i stabilizuje jakość powietrza przed generatorem. W elektronice ma to sens. Im bardziej suchy i stabilny gaz zasilający, tym większa przewidywalność pracy generatora i mniejsze ryzyko problemów po stronie procesu.
Filtry liniowe
Dalej pracują filtry nano. Ich rola jest prosta, ale krytyczna. Usuwają zanieczyszczenia, aerozole oleju i cząstki stałe. Chronią generator, instalację i odbiorniki.
Generator azotu
Dopiero na końcu pojawia się generator azotu nano Gen2 i4.0 – 3110.
To on produkuje azot na miejscu, wtedy gdy zakład go potrzebuje. Bez pojedyńczych butli lub całych wiązek. Nie ma czekania na dostawę. Ani nerwowego sprawdzania, ile gazu zostało na magazynie.
A jego wydajność to 7,7 Nm3/h przy klasie 5.0 czystości 99,999%.
Korzyści ze zmiany posiadania azotu
Firma nie kupuje już gazu, za to zyskuje kontrolę nad procesem.
To zmienia sposób myślenia o produkcji. Operator nie zastanawia się, czy azotu wystarczy do końca zmiany. Utrzymanie ruchu widzi parametry instalacji. Produkcja nie uzależnia harmonogramu od dostawy gazu. Jakość ma stabilniejsze warunki lutowania.
W praktyce taki układ daje cztery korzyści.
Pierwsza to powtarzalność.
Azot jest dostępny w sposób ciągły. Parametry można dopasować do procesu. Linia lutownicza dostaje gaz wtedy, kiedy go potrzebuje.
Druga to jakość.
Mniej tlenu w strefie lutowania oznacza mniejsze ryzyko utleniania. To pomaga w uzyskaniu lepszego zwilżania i bardziej stabilnych połączeń lutowniczych.
Trzecia to niezależność.
Zakład przestaje być zależny od dostaw butli. To ma znaczenie zwłaszcza przy zmiennej produkcji, pilnych zleceniach i krótkich terminach realizacji.
Czwarta to koszt całkowity.
Butla wydaje się prosta. Generator wydaje się droższy. Ale po przeliczeniu kosztu 1 m³ azotu, transportu, dzierżawy, pracy ludzi, przestojów i ryzyka logistycznego obraz często się zmienia. Droższy zakup potrafi oznaczać tańszą eksploatację.
Azot jako składnik jakości produkcji
W elektronice nie warto pytać wyłącznie: „Ile kosztuje generator azotu?”
Lepsze pytanie brzmi: „Ile kosztuje stabilny proces lutowania, niezależny od dostaw butli?”
Bo w produkcji elektroniki azot nie jest tylko gazem technicznym.
Jest częścią jakości.
Jeżeli pomaga ograniczyć wady, poprawić powtarzalność i utrzymać rytm produkcji, przestaje być kosztem pomocniczym. Staje się narzędziem kontroli procesu.
Dobrze dobrany układ ze sprężarką Hydrovane, osuszaczem chłodniczym BEKO, osuszaczem adsorpcyjnym nano, filtrami nano i generatorem azotu nano nie jest zakupem jednej maszyny.
To decyzja o tym, że firma chce produkować spokojniej.
Bez przypadkowości.
Bezpieczniej, bo nie ma gaszenia pożarów.
Bez uzależnienia od ostatniej butli na magazynie.
W elektronice takie rzeczy mają znaczenie.
Bo klient nie widzi instalacji sprężonego powietrza. Nie ma pojęcia o osuszaczu. To tam są gdzieś filtry?. A co to generator azotu?.
Widzí gotową płytkę, działające urządzenie i jakość, która ma się powtarzać w każdej kolejnej serii.
A za tą powtarzalnością często stoi właśnie dobrze przygotowany azot.