焊渣回收在Kimball电子公司的尝试、试验和验证

在世界上，焊料的价格一直都很高，因此降低焊料的消耗量、从而降低成本应该一直是每个电子制造商面临的首要任务。一般来说，制造商要把75%的焊料作为焊渣倒掉，而通过在波焊工艺中自动进行焊渣回收，一家公司实际上使焊渣处理时间降低了80%，使焊料购买量降低了50%。这里，我们考察了这家公司怎样与设备供应商合作，在内部自动实现这一过程。
随着能源和资源消耗及废物管理等问题日益被推到台前，回收、减废、重复利用正象更小、更快、更便宜一样成为行业口号。一家名叫Kimball电子公司的分包制造商也面临着这些问题，发现通过回收可以节约大量的成本。
看一下Kimball电子公司的历史，很快就可以了解这家公司拥有天生的弹性，能够对市场趋势作出明智反应，擅长抓住每次成功的商业机会。该公司1950年成立，最初为嘉士伯公司，位于美国嘉士伯，于1959年收购了W.W. Kimball Piano公司。其电子业务始于1961年，当时为风琴业务生产电子元件，1963年获得独立身份，成为Kimball电子公司。
1983年，该公司签订了一份大单，生产个人电脑使用的键盘，在之后的10年中，其键盘出库量超过1900万只。1992年，该公司开始生产电脑鼠标，生产了超过500万只鼠标，之后这一业务转向海外。1985年，该公司制作了最后一台Kimball风琴，开始为汽车行业生产产品，第一个产品是防抱死刹车系统；2004年，其为同一客户生产的防抱死刹车系统达到5000万。正如他们所说的那样，这些都已经是历史了，现在Kimball电子公司是分包制造电子元件的主要国际供应商。
自1961年以来，整个行业已经发生了许多变化。今天，随着整个世界被迫考察人类活动对地球的影响，制造业也把目光放到能源产出、资源消耗和废物管理上。负责公司波焊机的Marla Wineinger在考察业务影响方面发挥着一定的作用。Marla Wineinger指出，“作为一家公司，我们的焊条消耗量很大，我相信必须有一种方式，能够减少焊条的消耗量。”她说，“当然作为一家公司，尽可能降低成本是我们的职责，但作为一个行业，我们必须考虑减少我们使用的全球资源数量。”
当时，Kimball电子公司把波焊机中的焊渣倒到55加仑的桶中，卖给外面的回收渠道。“我想看看有没有可能更有效地处理焊渣，最终降低我们的使用量，同时看看能不能在内部实现回收工艺。”Marla Wineinger接着说，“这意味着我们还必须找到一个解决方案，这种方案要非常简便，以便不会严重影响我们的日常生产周期。在进行部分研究后，我认识了英格兰的一家公司EVS International，它位于英格兰的怀特岛。这家公司制造焊渣回收系统，而且已经从事这一行业许多年，在全球销售了几百套系统。”
Kimball电子公司与EVS International的总监Simon Norman取得了联系，他的团队与Marla Wineinger一起考察了其生产和波焊工艺。“结果很快明朗起来，Marla Wineinger的假设是对的，确实有一个非常高效的解决方案，可以满足她们的需求。”Simon Norman解释说，“由于焊料的价格很高，从焊渣中回收纯焊料可以给公司带来巨大的好处。例如，在生产工艺中使用我们设备的公司预计可以使焊渣处理时间降低达80%，使焊料购买量降低达50%，随着焊料的成本不断攀升，公司预计在几个月内、而不是几年内，就可以收回投资。”
使用EVS系统从焊渣中回收纯焊料还有许多优势，如改进工艺和生产线生产效率。由于焊罐更加干净，制造商可以明显减少电路板上的短路和搭桥问题，减少波焊维护。该系统将提供统一的波焊高度，改进了焊接质量，因为它减少了氧化，用户可望明显降低氮气的消耗量。此外，还要考虑许多环境标准，如ISO14001，其正迅速成为我们行业中必须满足的标准。在制造时回收焊渣特别有助于制造商获得或保持认证身份。
1996年出版的ISO14001标准是由英国标准学会(BSI)倡导的，旨在使各个企业创造和监督适合特定活动的环境管理系统。应用ISO14001环境管理系统可以获得许多实用的商业结果，如提高效率、降低成本、保护整个人类居住的环境。ISO14001在能耗、废物最小化和主要资源利用率方面改善了运营效率，降低了成本。
在进一步研究Kimball电子公司的制造工艺后，EVS还能向Marla Wineinger保证，在内部实现工艺，而且是自动化工艺，对其日常例行事务和工作负担影响非常小。操作人员将能够处理波焊的焊渣，然后执行和准备波焊进行生产，同时由设备执行焊渣处理过程。在与Marla Wineinger协商后，双方确定满足Kimball需求最高效的系统是EVS6000焊渣回收机。EVS6000焊渣回收机与EVS International的服务和支持相结合，可以在公司内部轻松实现这一工艺单元。
EVS International系统可以从含铅和无铅焊渣中回收纯焊料。EVS6000系统能够处理的容量高达20公斤/44磅，这一容量适合最大的波焊机的焊渣处理工作。大型集成式储料器可以更简单、更安全地迅速传送焊渣，使Kimball电子公司的焊渣处理速度提高达50%。通过使用封闭自动化系统，热焊渣被装到大型储料器中，然后密封进入机器。一旦操作人员开始操作，该工艺会以锭铁的形式把焊料回收到焊接盘中，然后可以简便地放回焊罐中；然后它通过一条斜道把处理过的焊渣自动传送到带盖的焊渣箱中。在按下开始按钮后，操作人员不需要进一步干预，直到取下焊料锭铁，这一过程只需6分钟，外加冷却时间。由于这一工艺是自含式工艺，因此它避免了额外处理重直接铅污染的焊渣，可以使用自己的过滤系统操作，滤掉气味和有害的烟雾。它使用储料器萃取系统，防止在装料过程中可能产生的任何烟雾和尘土逸出。它不使用化学物质、辐射物质、添加物质或其它有害基底。
它通过强大的独立式四部分过滤系统萃取空气，保证散出的空气比周围工作地点更干净。自动气刀冷却熔铸的焊料锭铁，直到可以安全处理，并使用安全锁防止过早地取下锭铁盘。
工作地点的人身安全当然要放在首位，这不仅适用于操作程序，还适用于例行维护和清洁功能。由于该工艺的特点，EVS6000中已经内置了广泛的安全功能，防止滥用。它带有各种开关和传感器，所有电气和电子电路都有保险丝保护。LCD读数提示可以协助操作人员进行维护，并可以简便地接触机器的所有工作部件，可以从舒适的站立位置执行例行清洁工作。
在过去三年中，Kimball电子公司已经在嘉士伯的工厂引入了三套系统，在墨西哥的Reynosa引入了两套系统。“正如我们前面提到的那样，简便易用对我们至关重要。”Marla Wineinger接着说，“我不希望对我们现有的工作负担带来严重影响。这一设备可以由现有的一名操作人员操作，因此尽管我们增加了一道工艺，但我们不需要增加工人。事实上，它非常简单，插上就能用，要求的培训达到最小。”
“我们现在可以从波焊工艺中回收废料，在制造现场把它变成有用的产品，因此我们满足了我们在内部实现这一工艺所要完成的目标。”Marla Wineinger说，“但是，除减少废料外，还有许多意想不到的好处，因为我们能够降低机器设置时间和机器中断时间。我们减少了管理工作，改善了工作区域，不会产生有害的烟雾，车间更加干净，当然我们还降低了焊条的使用量，节约了大量的成本。所有这一切对我们来说都是非常成功，是我们购买的产品中回报最大的。Kimball电子公司现在已经同意对EVS最新系统EVS1000进行公测。”
“Kimball电子公司是一家非常具有前瞻性眼光的公司，自这一项目开始以来，已经享受了大量的好处。”Simon Norman总结说，“2007年对我们来说是非常好的一年，我们最新的EVS1000系统在最近全球SMT和封装技术奖中荣获了欧洲最佳产品奖。”
促使EVS International取得如此成绩的一个主要因素是焊料的成本高，此外，无铅焊料的使用量正在不断提高，而其成本要比有铅焊料高出200 - 300%。电子行业现在正在转向ISO14001标准，越来越多的公司正在积极追随EVS的理念，即“经济、效率和降低成本”。