Zemat Technology Group: zgrzewarki wysokich częstotliwości

Nowoczesny budynek ze szkła i aluminium wśród zieleni drzew w industrialnej części Łodzi. Przy wjeździe powiewające flagi Polski, UE oraz Stanów Zjednoczonych. To tutaj pod koniec pierwszej dekady XXI w. firma Zemat Technology Group zbudowała swoją siedzibę. I właśnie ten XXI w. jest wyznacznikiem skali działalności firmy.

Zemat jest jedyną w Polsce i jedną z kilku firm na świecie, które projektują oraz produkują maszyny i urządzenia kompleksowo wykorzystujące technologię wysokich częstotliwości (High Frequency) do zgrzewania polimerów. Firmy i korporacje przemysłowe w ponad 70 krajach na każdym kontynencie wykorzystują urządzenia Zemat TG do produkcji np. elementów wyposażenia samochodów, kamizelek kuloodpornych i mat balistycznych, akcesoriów rehabilitacyjnych, osprzętu medycznego, systemów antyzakrzepowych, sufitów napinanych, a także namiotów, zadaszeń stadionów, plandek do ciężarówek, przenośników taśmowych itd. Produkty można by wymieniać bez końca.

Firma produkuje maszyny na potrzeby większości gałęzi światowego przemysłu, budując w ten sposób swoją przewagę konkurencyjną już od 60 lat. Jej kluczowymi klientami są firmy takie jak IKEA, Toyota, Siemens, Schneider Electric, ABB, Canpol Babies, Huntleigh Healthcare, Thuasne czy Smiths Medical

Zemat funkcjonuje na rynku od 1957 r. Firmę założył ojciec obecnego prezesa Zemat Technology Group, Krzysztofa Matczaka, i pionier polskiej elektrotechniki przemysłowej, który w połowie lat 50. XX w. wraz z grupą studentów Politechniki Łódzkiej zbudował pierwszy w Polsce Generator Wysokich Częstotliwości. Na początku, w trudnym okresie PRL-u, była to typowa firma rzemieślnicza. Z czasem rozrosła się do rozmiarów średniego przedsiębiorstwa, które obecnie zatrudnia niemal 100 osób. W 2003 r. firma przeszła transformację. Została przekształcona w spółkę, zmieniła nazwę na Zemat Technology Group oraz został do niej wprowadzony kapitał amerykański, jednocześnie otwierając firmę na świat.

Dzisiaj firma ponad 80% swojej produkcji eksportuje do kilkudziesięciu krajów na całym świecie. Zmieniła się także struktura produkowanych urządzeń. Wcześniej były to rozwiązania proste, nastawione na klientów niskobudżetowych, obecnie zaś Zemat trafia ze swoją ofertą do bardzo wymagających klientów korporacyjnych np. z USA, Niemiec, Anglii, nie zapominając jednak o małych firmach i start-upach.

Jak mówi Sylwester Korotyński, członek zarządu firmy, obecnie nie ma rynków, na które firma nie dostarczałaby swoich urządzeń, a wśród tych najbardziej egzotycznych miejsc, w których pracują jej maszyny, można wymienić choćby Arabię Saudyjską, Nową Zelandię, Malezję czy Wenezuelę. Pytany o sposób na trafienie do tak odległych zakątków świata Sylwester Korotyński odpowiada: „Działamy w niszy.

Naszych głównych konkurentów można tak naprawdę policzyć na palcach dwóch rąk. Jest to bardzo mały świat. Jeżeli firma przemysłowa szuka urządzeń w tej technologii, to za pomocą internetu jest w stanie do nas dotrzeć. Dlatego bardzo dbamy o to, żeby łatwo nas było znaleźć w sieci, a jednocześnie uczestniczymy w miarę możliwości w wielu targach branżowych”.

Sylwester Korotyński optymistycznie ocenia również pozycję firmy na rynku polskim, nawiązując do wszechstronności oferty:

Projektujemy i dostarczamy urządzenia praktycznie do każdej gałęzi przemysłu. Powiedziałbym, że jesteśmy jedyną firmą nie tylko w Polsce, lecz także w Europie, która tak wszechstronnie zaopatruje firmy przemysłowe w dedykowane urządzenia projektowane pod zamówienie klienta – jest to jednocześnie wielka zaleta naszej działalności – dodaje. –Klient wie, że dostanie od nas w stu procentach taką maszynę, jaka jest mu potrzebna w procesie produkcyjnym”.

Maszyny od A do Z

Firma cały czas prężnie się rozwija, czego dowodem może być zwiększenie zatrudnienia w zeszłym roku o 30%. Kolejnym dowodem na rozwój jest wybudowanie nowej hali produkcyjnej, która dwukrotnie powiększyła powierzchnię firmy i powstała specjalnie na potrzeby rozwinięcia produkcji automatycznych maszyn do wykonywania krótkich serii pudeł kartonowych – BoxmatPRO.

„Dlaczego uznaliśmy, że jest to na tyle ważny produkt, aby z jego względu powiększać siedzibę? Wszystko, co jest sprzedawalnym produktem konsumenckim, musi być zapakowane, a następnie wysłane do klienta, firmy, sklepu itp. W związku z tym opakowania zbiorcze są potrzebne wszędzie. W ostatnich latach bardzo prężnie rozwija się handel internetowy, który uważnie obserwujemy. Wszyscy producenci idą w kierunku tego, aby minimalizować koszty wysyłki i nie wysyłać powietrza, a więc aby opakowanie zbiorcze jak najciaśniej przylegało do finalnego produktu i zajmowało jak najmniej miejsca w transporcie. Jednocześnie rynek wymusza coraz więcej krótkich serii różnorodnych produktów.

Aby uzyskać niski koszt opakowania zbiorczego, takie firmy musiały zamawiać dziesiątki tysięcy pudełek, bo tylko wtedy było to opłacalne. Dlatego my zaprojektowaliśmy automatyczną maszynę, która w bardzo prosty sposób, bez tradycyjnych wykrojników, gdzie operator na ekranie dotykowym wpisuje kilka danych, a serwonapędy ustawiają odpowiednie noże, jest w stanie wyprodukować w bardzo krótkim czasie od kilku do kilkuset (i więcej) pudełek, a przeformatowanie produkcji pudełka trwa mniej niż minutę. I to jest właśnie największa zaleta BoxmatPRO”. Maszyny do pudeł trafiły w potrzeby rynku i spotkały się z przychylnym odbiorem, dlatego firma postanowiła wyodrębnić ich produkcję od innych maszyn przemysłowych – tak właśnie zapadła decyzja o wybudowaniu nowej hali.

„Możemy długo opowiadać, jakimi tematami się zajmujemy. A to tylko mały wycinek, bo u nas w firmie nie ma nudnych dni. Klienci przyjeżdżają do nas z niesamowitymi wręcz pomysłami na produkt finalny i tak zaczyna się rozmowa na temat przystosowania naszych technologii i maszyn do ich konkretnych potrzeb”.

Zemat Technology Group nie boi się trudnych i innowacyjnych projektów. Inżynierowie i projektanci zatrudnieni w firmie mają wieloletni staż i doświadczenie zbudowane na trudnych projektach. Jedną z ciekawszych realizacji z ostatniego czasu była współpraca z najstarszą amerykańską firmą produkującą ekrany kinowe, DaLite. Zemat TG opracował i dostarczył nową technologię zgrzewania obrzeży (ram) ekranów projekcyjnych, dzięki czemu zyskały one lepszą wytrzymałość i jakość.

Dla kanadyjskiej firmy ThinkTank produkującej ogromne kolumnowe zbiorniki na wodę o średnicy 10 m i wysokości 15 m Zemat TG dostarczył dedykowane zgrzewarki wysokiej częstotliwości. Wyzwaniem była technologia łączenia specjalnych miękkich laminatów poliuretanowych stosowanych przez tę firmę.

Innym ciekawym zleceniem było stworzenie specjalnej maszyny HF dla niemieckiej firmy Efaflex, która jest producentem bram szybkobieżnych. Zemat TG zaprojektował unikalną na skalę światową maszynę o ogromnych rozmiarach pracującą w trzech osiach, która po zaprogramowaniu toru zgrzewu sama wykonuje skomplikowany przejazd, łącząc precyzyjnie wielowarstwowe materiały

Sylwester Korotyński do ciekawych zleceń zalicza również projekty dla firm produkujących kamizelki kuloodporne i maty balistyczne, stosowane w dozbrajaniu pojazdów cywilnych i wojskowych. Dużym wyzwaniem jest takie zaprojektowanie maszyn oraz oprzyrządowania, aby możliwe było zgrzewanie bardzo skomplikowanych kształtów, a dzięki matom balistycznym zwykły samochód może się stać pojazdem kuloodpornym z certyfikatem bezpieczeństwa.

Przemysł medyczny i rehabilitacyjny stanowi szczególne wyzwanie dla firmy. Często bowiem polimery i technologie stosowane przez firmy medyczne w przygotowaniu finalnego produktu mają zastrzeżenia patentowe. Aby odpowiednio dobrać parametry zgrzewów oraz zbadać skład fizykochemiczny stosowanych materiałów, a potem dokonać analizy wytrzymałościowej, Zemat TG wykorzystuje własne laboratorium pomiarowe z certyfikatem PCA. Jak zapewnia Sylwester Korotyński, firma jest de facto jedynym przedsiębiorstwem komercyjnym w UE posiadającym certyfikat uprawniający do pomiaru i analizy przemysłowego pola elektromagnetycznego.

Niewykluczone, że wielu z naszych czytelników na co dzień ma do czynienia z produktami stworzonymi przez maszyny (np. prasy hydrauliczne z generatorem HF) Zemat TG, bowiem większość foteli sprzedawanych w sklepach IKEA oraz mebli kuchennych jest na nich wyprodukowana. Ta sama technologia HF wykorzystywana do zgrzewania polimerów i tkanin technicznych stosowana jest w przemyśle meblarskim do kształtowania sklejki lub szybkiego sklejania płyt MDF. Tak powstają fotele i krzesła, które wielu z nas ma w biurach.

Innowacyjna technologia zgrzewania polimerów

Zemat Technology Group od kilkudziesięciu lat doskonali technologie automatyzacji procesów zgrzewania polimerów w środowisku pola elektromagnetycznego. Jak dowiedzieliśmy się w firmie, zgrzewanie pojemnościowe, zwane potocznie zgrzewaniem wysokiej częstotliwości, polega na dociśnięciu i uplastycznieniu dwóch lub więcej warstw tworzywa sztucznego pomiędzy metalowymi elementami będącymi elektrodami kondensatora, w którym wytwarza się zmienne pole elektryczne powodujące nagrzewanie się tworzywa w całej masie, a następnie ochłodzeniu tak powstałej spoiny.

Tworzywa sztuczne jako typowe dielektryki wykazują w polu elektrycznym zjawisko polaryzacji (uporządkowane ustawienie się różnoimiennych ładunków elektrycznych, zgodnie z kierunkiem linii sił pola). W wyniku zmian kierunku działania pola zmieniają się orientacje cząsteczek. Na skutek tarcia związanego z tymi ruchami wydziela się ciepło. Jeśli do okładzin doprowadzi się prąd o dostatecznie wysokiej częstotliwości, cząsteczki zostaną wprowadzone w szybkozmienne drgania. W takich warunkach ilość wydzielonego ciepła jest wystarczająca do uplastycznienia niektórych tworzyw.

Metoda ta znajduje zastosowanie w łączeniu polimerów bazujących na polichlorku winylu (PVC), poliuretanie (PU) i poliamidzie ze względu na ich wysoki współczynnik strat dielektrycznych. W odróżnieniu od innych metod umożliwia ona wykonywanie dowolnych złączy o najbardziej skomplikowanym kształcie, w tym również przestrzennym, 3D, i wytrzymałości równej wytrzymałości surowca.

Sylwester Korotyński wyjaśnia: „Pole elektromagnetyczne, które jest wykorzystywane do tego, aby stymulować cząsteczki dipolarne w danym polimerze, jest generowane w urządzeniach wykorzystujących lampy – takie same, jak niegdyś były wykorzystywane w radiach czy telewizorach. Nasza maszyna jest niczym innym, jak potężnym wzmacniaczem pola elektromagnetycznego pracującym w częstotliwości przemysłowej 27 MHz. Wykorzystujemy ten wzmacniacz do tego, aby generować energię w bardzo określonym miejscu. Gdy atakujemy cząsteczki np. polichlorku winylu polem elektromagnetycznym, zaczynają się one ustawiać łańcuchowo, następuje generowanie ciepła, ponieważ trą o siebie. Nie dostarczamy energii cieplnej z zewnątrz jak w tradycyjnych metodach zgrzewania. Za pomocą kontroli pola elektromagnetycznego wytwarzamy ciepło w środku polimeru – nagrzewamy od środka. Technologia ta ma wielkie zalety, ponieważ nie zmieniamy jednorodności polimerów, nie przegrzewamy warstw zewnętrznych. Wytwarzane ciepło nie musi przenikać z warstwy zewnętrznej do warstw spoiny – wskutek drgania cząsteczek powstaje w całej objętości łączonego materiału.

Ponieważ przemysł wymaga coraz dokładniejszych urządzeń, które są w stanie połączyć ze sobą coraz bardziej skomplikowane mieszanki polimerów, my musimy nadążyć za przemysłem polimerowym i zaprojektować urządzenia i technologie, które poradzą sobie z wyzwaniami technologii. Jednocześnie wszystkie firmy idą w kierunku optymalizacji przestrzeni produkcyjnej, zależy im więc na urządzeniach kompaktowych, bezpiecznych, łatwo sterowalnych i energooszczędnych. Dlatego kilka lat temu zaczęliśmy prowadzić prace badawczo-rozwojowe nad zbudowaniem generatora HF opartego na układach tranzystorowych. Było to trudne zadanie, gdyż musieliśmy sobie poradzić z bardzo dokładną i precyzyjną kontrolą emitowanej energii odbitej.

Wzmacniacz generuje pewną zadaną ilość energii, jaką dostarczamy w miejsce zgrzewu. Każdy jej nadmiar wraca jako fala odbita do generatora. Dlatego nasz zespół zaprojektował i zbudował ultrastabilny system płynnej kontroli mocy wyjściowej, który nazwaliśmy DMS, czyli Dynamic Matching System. To było zadanie, z którym – o ile wiemy – żadna inna firma na świecie nie poradziła sobie wystarczająco dobrze”. Jak tłumaczy Sylwester Korotyński, na świecie są stosowane rozwiązania tranzystorowe, ale tylko dopasowane do jednego kształtu produktu czy jednej policzonej precyzyjnie powierzchni zgrzewu.

Firmy, które kupują urządzenie, potrzebują uniwersalnych maszyn i nie kupują ich na potrzeby jednego konkretnego produktu, tylko chcą wytwarzać produkty o różnym kształcie i powierzchni. To było największym wyzwaniem technologicznym w projekcie generatora tranzystorowego. „Dzisiaj z całym przekonaniem mogę powiedzieć, że jesteśmy jedyną firmą na świecie, która jest w stanie zaoferować tego typu urządzenie z tak precyzyjnym układem dopasowania” – zapewnia Sylwester Korotyński.

Pomiary i certyfikowanie

Jak wspomnieliśmy wcześniej, Zemat Technology Group ma również własne laboratorium pomiarowe, które zajmuje się pomiarem emisji pola elektromagnetycznego. Jednocześnie są w nim prowadzone prace wytrzymałościowe dla wykonywanych zgrzewów i analiza fizykochemiczna materiałów. Zemat TG może wydać certyfikat stwierdzający, że maszyna jest bezpieczna dla operatora – zarówno dla swoich maszyn, jak i dla maszyn innych producentów. Są to pomiary podobne do tych wykonywanych przez Sanepid, jednak wartością dodaną oferowaną przez firmę Zemat TG jest to, że oprócz wskazania np. problemów z promieniowaniem elektromagnetycznym, specjaliści Zemat TG potrafią wykonać potrzebne naprawy. „Z tego, co wiem, jesteśmy jedyną komercyjną firmą, która posiada takie laboratorium. Aby móc wydawać certyfikaty poprawności, przeszliśmy długą drogę i otrzymaliśmy akredytację Polskiego Centrum Akredytacyjnego, ważną w całej Unii Europejskiej”.

Co dalej?

Wydaje się, że skoro firma Zemat Technology Group zaznaczyła już swoją obecność w niemal każdej gałęzi przemysłu, może teraz spocząć na laurach. Jej plany wiążą się jednak z dalszym rozwojem zaawansowanych technologii, szczególnie jeśli chodzi o medycynę, przemysł samochodowy i wojskowy. Firma cały czas opracowuje nowe rozwiązania technologiczne w zakresie maszyn do produkcji krótkich serii pudeł kartonowych, dopasowując procesy automatyzacji do konkretnych potrzeb klientów.

Ze względu na specyfikę rynku i czynników makroekonomicznych trudno jest jednak o bardziej konkretne plany, jeśli chodzi o wielkość produkcji. „U nas każdy projekt urządzenia jest w pewien sposób dopasowywany do życzeń klienta, w związku z tym mamy do czynienia z bardzo dużą różnorodnością, jeśli chodzi o zamówienia. Ciężko nam przewidzieć i planować, gdyż trendy technologiczne są wymuszane przez rynek i klientów – wyjaśnia Sylwester Korotyński.

– To rynek i klienci wymuszają na nas dopasowanie naszych technologii do ich potrzeb, dlatego tak kierujemy firmą, aby zachować jak największą elastyczność, jeśli chodzi o możliwości produkcyjne i technologiczne. Każdy projekt jest wyzwaniem. Pojawiają się finalne produkty, do których musimy zaprojektować i wyprodukować maszynę, albo przynajmniej zmodyfikować już istniejące rozwiązanie. W związku z tym trudno przewidzieć, czy będzie to długoseryjna produkcja, czy raczej jednorazowe zamówienie. Ta elastyczność, polska innowacyjność, zdolność adaptowania się do nowych warunków oraz przede wszystkim ogromna wiedza technologiczna, którą posiadają nasi inżynierowie, konstruktorzy i technicy, jest wielką zaletą gwarantującą rozwój firmy, sukces i konkurencyjność na globalnych rynkach”.