ett affärs- och teknikmagasin från sandvik coromant 1/15 innovation: Tryck på "print" Större, starkare, snabbare, bättre Ny teknik leder till enorma tidsbesparingar vid Siemens tillverkning av gasturbinhus. INDIen Väloljad tillverkning teknik Går som på räls profilen Lek och lär usa De leder racet teknik Spårbar lösning inspiration Den yttersta gränsen teknik Lean på hemmaplan
innehåll 18 USA: Återvinningsracet 30 Tyskland: Stora tidsbesparingar i produktionen av gigantiska gasturbiner 26 Innovation: Är 3D-printning ett hot eller branschens frälsning? 4 6 7 Ett bygge för framtiden: Välkommen till nya Sandvik Coromant Center Profilen: Utvecklande leksaker Kort och gott: Nyheter från hela världen 9 10 14 Batterier medföljer: Utmaningen med att lagra energi Indien: Imponerande produktivitetsförbättring Inspiration: En resa ut i det okända, dit få människor har varit tidigare 38 Till sist: Självlysande motorvägar Teknik Med en ren yta Så får du en stabil och gradfri planfräsningsprocess med förutsägbar skärlivslängd. Hur effektiv är ledaren? Hur organiserar Sandvik Coromant sina egna produktionsanläggningar och metoder? Spårbar lösning CoroMill QD är den senaste lösningen för djupa smala spår och avstickning. Går som på räls Så tillgodoses behoven vid svarvning av järnvägshjul. 17 24 29 36 metalworking world 3
kort och gott text: jens ekelund foto: Samir Soudah Vi bygger för framtiden Sandvik Coromant Center är det helt nya, 4 500 kvadratmeter stora kundcentret vid Sandvik Coromants huvudkontor i Sandviken. Välkommen! F: Det nya Sandvik Coromant-centret beskrivs som en mötesplats för branschen. Vad innebär det? I första hand vill vi visa att Sandvik Coromant är en del av framtidens tillverkningsindustri. Kunder som besöker oss kommer att få en känsla för vad som kommer att hända inom deras verksamhetsområde. De kommer också att få en förståelse för vad Sandvik Coromant kan erbjuda som samarbetspartner. F: Vem ser ni som den typiska besökaren vid det nya kundcentret? Framför allt våra befintliga kunder. Vi vill ha diskussioner med dem om gemensamma projekt och utbildningar. Grunden i vårt samspel kommer att vara att vi utbyter kunskap med varandra. Vi tror att det här kommer att bli en utmärkt mötesplats för att göra det. Dessutom vill vi att potentiella kunder besöker oss för att se vilka fördelar vi kan skapa för dem, men även branschrepresentanter, beslutsfattare, journalister, samarbetspartner och vår egen personal. Vi skulle också vilja locka till oss framtida medarbetare, till exempel studenter vid universitet och tekniska institut. F: Vad är den största skillnaden mellan den nya och den gamla anläggningen? Vi har förfinat det nya centret så mycket som möjligt, så att vi är helt på det klara med vad vi vill att våra besökare ska komma ihåg när de åker härifrån. I ett tekniskt perspektiv kan de bekanta sig med våra nya produkter och få lösningar till sina produktivitetsutmaningar. Om det är avancerade utmaningar kan vi hjälpa dem med vår applikationskunskap. Jag kan garantera att vi har en lösning som tillfredsställer deras behov. F: Vad kan du berätta om utvecklingsverkstaden? Närheten till utvecklingsverkstaden är viktig eftersom det är där våra nya idéer och lösningar föds och växer fram. För kunder som är på besök är det en stor fördel att vi har experter nära till hands som kan hjälpa dem. Det är en unik fördel som vi kan erbjuda här i Sandviken. F: Hur hjälper det nya konceptet till att flytta fram teknikens gränser ytterligare? Vi arbetar med att skapa ett nätverk mellan våra samtliga center runt om i världen för att utveckla ett samarbete med alla center som arbetar med kunder, och erbjuder tillgång till våra experter online. Exempelvis kanske vi kör en utbildningssession på en plats med en föreläsare i ett annat land. Vi vill också återanvända den kunskap vi har samlat på oss vid andra center så mycket och så snabbt som möjligt. Sandvikens större utvecklingsprojekt kommer lättare att implementeras i kundprojekt runtom i världen. Kunskapsutbytet kommer att vara mycket viktigt och säkerställa att vi kan ta fram snabbare och mer precisa lösningar åt våra kunder. Genom att knyta ihop alla våra center kan vi säkra att all vår expertkunskap kan användas överallt. F: Vad vill du att besökaren ska ta med sig hem? Efter att du har besökt ett av våra center hoppas vi att du ska åka hem inspirerad och redo för framtidens tillverkning. Vi hoppas att du ska ha fått värdefulla insikter i hur du kan optimera din verksamhet och att du känner dig delaktig i vårt globala Sandvik Coromantteam. ----------------------- Bertil Isaksson Senior Project Manager, Sandvik Coromant 4 metalworking world
Det här är vår största investering på 30 år Bertil Isaksson, Senior Project Manager Sandvik Coromants nya kundcenter: passion för tillverkning och forskning Plats: Sandviken Yta: 4 500 kvadratmeter Besökare: ca 6 000 årligen Besökskapacitet: 300 per dag Maskiner: fem i Showroom, tre i Machining R&D Maskinleverantörer: DMG Mori, Mazak, Brother och Hermle Konferesrum: 14 Utbildningsstationer: fem Största bildskräm: 214" SmartTV: 11 (80") Golv i Machining R&D: 1 meter tjockt Betongtrappa, vikt: 14 ton Grön byggnad: 25 procent lägre energianvändning än i det tidigare centret. metalworking world 5
kort och gott text: Henrik emilson foto: Goldieblox LEK OCH LÄR bara 11 procent av alla ingenjörer i USA är kvinnor och studier visar att flickor börjar tappa intresset för vetenskap redan i åttaårsåldern. Debbie Sterling, med ingenjörsexamen från Stanford University, ville ändra på det. Och hon visste precis var hon skulle börja i leksaksaffären. Om du går i en leksaksaffär kan du se rosa prinsessleksaker på ena sidan gången på andra sidan finns matematik- och vetenskapsspel, bygglådor, pussel och knep-och-knåp. Det är leksaker som utvecklar fysiska färdigheter och tidigt intresserar pojkar för vetenskap, teknik, konstruktion och matematik. Flickor missar allt det här, minns Sterling att hon tänkte. Hon bestämde sig för att använda sin ingenjörsexamen för att skapa en byggleksak för flickor GoldieBlox. Hon kombinerade sina studier i kvinnopsykologi med samtal med 100 skolbarn och kom fram till att byggutmaningen i lådan måste kopplas till en berättelse. Det tilltalar flickor eftersom de inte bara är intresserade av vad de bygger de vill också veta varför, skrev hon på webbplatsen Kickstarter för gräsrotsfinansiering. Flickor känner igen sig i Goldies berättelser. Maskinerna som Goldie bygger löser problem och hjälper hennes vänner. Projektet finansierades genom Kickstarter och målet nåddes inom fyra dagar. I dag säljs GoldieBlox via en av USA:s största leksaksaffärer. Sterling slog uppenbarligen huvudet på spiken. Hon säger att, Vi räknar med att det finns en miljon flickor som skulle kunna bli ingenjörer. De kanske bara inte vet om det än. 6 metalworking world
kort och gott siffran 500 % Fram till 2022 planerar Tyskland att ha ökat sin vindkraftskapacitet till havs med 500 procent. supercykeln! det ser kanske ut som ett piller, men det kan mycket väl vara världens snabbaste cykel. Bakom fordonet, som drivs av mänsklig muskelkraft, står en grupp studenter vid Institution of Mechanical Engineers vid Liverpools universitet. De hoppas att deras konstruktion ska slå dagens hastighetsrekord på 133,8 kilometer i timmen 2015. Cyklisten sitter bara 13 centimeter ovanför marken. ett hjul räcker RYNO är den perfekta och förmodligen enda blandningen av en Segway och en enhjulig motorcykel. Det är en eldriven enhjuling där föraren tar en välbalanserad åktur i 16 kilometer i timmen. Dess två batteridrivna motorer har en drifttid på tio timmar. Precis som Segway beskrivs Ryno som en förlänging av förarens kropp, som svarar på när föraren lutar sig framåt eller bakåt. Balanstekniken kombinerar en accelerometergivare som vet var jordens centrum är och en gyroskopisk sensor som reagerar snabbt på lutningsvinklar med motorer som driver hjulet framåt och bakåt under tyngdpunkten. Det 25 kilo tunga fordonet kommer att generera mer än 700 watt av ren mänsklig kraft. Philippa Oldham, chef för transporter vid institutionen,säger: Det är en extremt tuff uppgift att få ett fordon som drivs med mänsklig muskelkraft att färdas i 145 kilometer i timmen och att man tar ett språng ut i det okända men det är möjligt med rätt konstruktionsmetod. svävar på solsken det låter för bra för att vara sant, men i en nära framtid kan flygplan drivas med solenergi. Det skulle sänka både utsläppen och, hoppas man, biljettpriserna. Ett EU-finansierat forskningsprojekt, Solar-Jet, har producerat världens första solbaserade jetbränsle av vatten och koldioxid. För första gången har forskare framgångsrikt visat hela produktionskedjan för förnybar fotogen, med koncentrerat ljus som högtempererad energikälla. Projektet är fortfarande på experimentstadiet och en liten mängd jetbränsle har producerats i laboratorium med konstgjort solljus. Resultatet inger dock hopp om att alla flytande kolvätebränslen ska kunna produceras av solljus, koldioxid och vatten i framtiden. EU:s kommissionär för forskning, innovation och vetenskap, Máire Geoghegan-Quinn, säger: Den här tekniken gör att vi en dag kanske kan producera renare bränsle i stora kvantiteter till flygplan, bilar och andra transporter. Det skulle i hög grad kunna öka energisäkerheten och förvandla en av de största växthusgaserna, som bidrar till global uppvärmning, till en användbar resurs. Watt på hett plåttak Möbelkedjan Ikea har planer på att till 2020 bli energi- och resursoberoende och att producera lika mycket energi som man förbrukar. För att förverkliga detta ambitiösa mål kommer företaget att installera solpaneler på de platta taken på alla sina varuhus och lager samt investera i vindkraft. Företaget kommer också att plantera tillräckligt många träd för att ersätta de träd som används i dess produkter. Planen är att 70 procent av den förbrukade energin ska vara förnybar 2015 och att man ska vara helt självförsörjande fem år senare. Dessutom hjälper Ikea sina kunder till en grönare livsstil genom att sälja LED-lampor, elcyklar och solpaneler för husägare. Meta material Metamaterial är konstgjorda material med egenskaper som inte finns i naturen. I USA har forskare vid Massachusetts Institute of Technology och Lawrence Livermore National Laboratory utvecklat material som är lika lätta som aerogel, men 10 000 gånger styvare. De kan komma att revolutionera framtidens flygplansoch bildesign. metalworking world 7
kort och gott siffran 240 Den totala höjden i meter för världens största staty, som planeras byggas i Indien. Den 182 meter höga statyn av Unity (Enighet), som hedrar en av Indiens grundare, Sardar Patel, kommer att resas på ett 58 meter högt fundament i delstaten Gujarat. En stor del av byggstålet ska komma från återvunnen jordbruksutrustning insamlad från tusentals byar. robotorm fixar flyget Trafiken i luften förväntas tredubblas fram till 2030. För att kunna tillgodose behoven måste flygplanstillverkare kanske vara tvungna att modernisera sin produktionsprocess avsevärt. Hittills har en stor andel manuella processer ingått i flygplansmontering, vilket begränsat volymerna. Forskare vid tyska Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU i Chemnitz har utvecklat en automatiserad process för den komplicerade konstruktionen inuti vingarna. Ett långsmalt och mångledat robotsystem kan komma in i de små öppningarna i vingfästet och når djup på 2,5 meter och kan föra med sig verktyg som väger upp till 15 kilo för operationerna. Konceptet gör att den här lösningen kan användas i alla situationer där det krävs stora krafter och höga vridmoment på ett litet utrymme, säger Marco Breitfeld, chef hos IWU. Trender inom bilindustrin Bilindustrin är mitt i en tid av förändringar, där nya krafter på marknaden bestämmer reglerna för framtiden, förklarar Mattias Nilsson, programme manager för Sandvik Coromants bilindustrisegment. F: Vilka är de främsta trenderna? Övergången från traditionella marknader som Europa, Japan och USA till tillväxtmarknader som Kina, Indien, Sydostasien och Mexiko är en uppenbar trend. Östeuropa, Turkiet och Nordafrika är andra nya marknader. Biltillverkare brukar flytta sin tillverkning närmare slutkunden. Miljöhänsyn påverkar både de politiska besluten och kundkraven, vilket innebär lättare fordon, hybrider och elbilar. Nya motorer och transmissionssystem väger mindre, men har ändå högre prestanda, vilket driver på utvecklingen av nya, komplicerade konstruktioner och material. Aluminium kommer även i fortsättningen att användas i stället för gjutjärn vid tillverkningen av lättare fordon och lastbilstillverkare byter ut gråjärn mot kompakt grafitjärn, CGI, i sina motorer. F: Vad kan Sandvik Coromant erbjuda sina kunder inom bilindustrin? Grunden i bilindustrin är masstillverkning, där fokus alltid är på kostnad per komponent. Konkurrensen är stenhård för våra kunder och processäkerhet, pålitliga verktyg och så lite avvikelser som möjligt är viktiga framgångsfaktorer. Vi kommer att fortsätta att ta oss an dessa utmaningar genom att förse våra kunder med bra verktyg, lösningar, tjänster och våra bearbetningskunskaper, oavsett vilka material de föredrar att använda både i dag och i morgon. ------------------------------------------ Mattias Nilsson Programme manager för Sandvik Coromants bilindustrisegment. 8 metalworking world
kort och gott text: HENRIK EMILSON ILLUSTRATION: Niklas thulin Nyckeln till kommersiell framgång för alla laddningsbara enheter hänger på hur länge de kan användas mellan laddningarna. När världen letar efter förnybara energikällor är sökandet efter ett sätt att lagra överskottsenergi från vind- och solkraft centralt. Båda utmaningarna batteritid och energilagring är drivkrafter inom områden som transport, medicin, energi och infrastruktur. elnätet I dag kan de som äger en Tesla S-modell köra från kust till kust i USA tack vare företagets nätverk med laddningsstationer. Nästa steg blir att erbjuda samma räckvidd i Europa. Med 50 laddningsstationer kan en bil som färdas upp emot 500 kilometer på en enda laddning täcka merparten av Europa. tesla Gigafactory Elbilstillverkaren Tesla planerar att bygga litiumjonbatterier i en egen, gigantisk fabrik med produktionsstart 2017. Fabriken förväntas 2020 tillverka tillräckligt med batterier för att driva 500 000 elbilar om året. jakten på en laddningsstation Börjar energin ta slut? Kör du din elbil i okända trakter? Det finns flera appar till din mobil som hjälper dig att hitta laddningsstationer. Det senaste tillskottet är en app för Google Glass som hjälper dig att hitta medan du kör säkert. 12 miljarder Världsmarknaden för energilagring förväntas växa från ungefär 500 miljoner amerikanska dollar till cirka 12 miljarder dollar fram till 2023 enligt Bloomberg. nästa generation batterier? En laddbar batteriarkitektur enbart baserad på kol, utvecklad av Power Japan Plus, lär prestera bättre än de litiumjonbatterier som brukar användas i bärbara datorer och i elfordon. Laddningen går 20 gånger snabbare än med litiumjonbatterier och livslängden är imponerande 3 000 laddcykler. Batteriet innehåller inga sällsynta jordartsmetaller eller tungmetaller och är helt återvinningsbart. 100 % laddad buss Kinesiska BYD har utvecklat en elbuss som kan färdas 325 kilometer på en enda laddning och ändå ha 8 procent kvar efter en hel dag. granatäpplebatteriet Ett granatäpple har inspirerat utvecklare till ett koncept som kan resultera i mindre, lättare och mer kraftfulla batterier till mobiltelefoner, datorplattor och eldrivna fordon. Nanopartiklar av silikon, som utgör ett anodmaterial i batterier, och är attraktiva för sina egenskaper när det gäller att hålla laddningen, har monterats i kluster som kärnor inuti ett kolskal, ungefär som kärnorna i ett granatäpple. lagra solen Smält salt och en 50/50-mix av natriumnitrat och kaliumnitrat används för att lagra energi som genereras av solen i upp till tio timmar. Det gör att ett solkraftverk kan generera elektricitet även när solen inte skiner och ha en jämn distribution av kraft till elnätet. lagra vinden Kraft från vindfarmar kan gå från noll energi till att överbelasta nätet. Renewable Energy Dynamics Technology har utvecklat ett batteri som kan växla mellan laddning/urladdning inom loppet av några millisekunder, vilket lindrar effekten av kraftväxlingarna metalworking world 9
Produktiviteten ökade med flera hundra procent. Sara Sae behövde teknik för att konkurrera på en global nivå. 10 metalworking world
Arbete med en Sara Sae BOP Accumulator Unit. text: Nitin Gadghe foto: Ashesh Shah Nya regler gav resultat Dehradun, Indien. När Sara Sae, tillverkare av utrustning till oljefält, ville utöka sin verksamhet tog man kontakt med Sandvik Coromant. Det ledde till intressanta resultat. Sedan starten 1978 har indiska Sara Sae Pvt Ltd, som tillverkar utrustning till oljefält, utvecklats till en viktig leverantör till stora globala jättar. Det som särskiljer företaget är dess vilja att skriva om reglerna för hur man gör affärer och dess syn på globala utmaningar. Min far [Vijay Dhawan, i dag vd] och hans partner grundade företaget. De ville in i olja- och gasbranschen, säger Samir Dhawan, teknisk chef hos Sara Sae. Sara Sae började exportera sina produkter och skapade kopplingar till ledande olja- och gasföretag. Företaget hade 2007 fått ihop kapital nog för att köpa ut majoritetsägaren National Oilwell Varco och skissade på en strategi för att bli ledare i sitt segment. Det första vi gjorde var att förvärva det amerkanska företaget Consolidated Pressure Control, säger Dhawan. Sedan etablerade vi anläggningar i Singapore, Dubai och Oman. Företaget investerade i en ny bearbetningsanläggning, köpte två smidesenheter och startade en helt automatiserad fabrik för värmebehandling. Vi ville följa två spår: dels leverera till branschjättarna, dels ta våra produkter till nästa nivå, säger Dhawan. Sara Sae gjorde stora investeringar i nya maskiner och vände sig till Sandvik Coromant för teknikstöd. Vi behövde teknik för att konkurrera på en global marknad, säger han. Sandvik Coromant hade tidigare varit leverantör och Dhawan var nyfiken på företagets program för produktivitetsförbättring (PIP). Sandvik Coromant tog sig an utmaningen och ingick ett samarbetsavtal med det indiska företaget. En av de första fördelarna var att Sara Sae kraftigt kunde minska tiden för att tillverka en hydraulisk gripklo. Vi fick ner tiden till två timmar och 30 minuter från 18 timmar, säger Dhawan. metalworking world 11
Efter en grundlig analys genomfördes ett program för produktivitetsförbättring. Det nya programmet nästan fördubblade kapaciteten. Nu är det lätt att tillverka hydrauliska gripklor. Dhawan fokuserar nu på att starta ett center för teknisk innovation. Jag har aldrig tyckt att Indien varit en innovativ nation, och om vi inte är innovativa kommer vi ingenstans, säger han. Dhawan har anställt sju ingenjörer från ansedda Indian Institute of Technology och en konstruktör från National Institute of Design för att utveckla centret, som är öppet för allmänheten. De ska ta fram processer och produkter oberoende av verksamhetsområde, säger Dhawan. Företaget ser nu fram emot att etablera verksamhet i Kina och Ryssland, två huvudmarknader inom olja och gas. Det är mycket viktigt för mig att vi tillverkar globalt, säger Dhawan. Företagets plan är att koncentrera sig på att öka sitt globala fotspår. Oavsett var det borras kommer vi att finnas där, säger han. Sandvik Coromant började som leverantör till Sara Sae. 12 metalworking world
tekniska insikter Vi ville följa två spår: dels leverera till branschjättarna, dels ta våra produkter till nästa nivå. Samir Dhawan, teknisk chef, Sara Sae Tillverkningen av hydrauliska gripklor har blivit mycket enklare för Sara Saes arbetare tack vare Sandvik Coromants program för produktivitetsförbättring (PIP). Det brukade ta 16 till 18 timmar att tillverka en hydraulisk gripklo, men med hjälp av PIP-programmet har tiden minskat till strax över två timmar, säger M. Kandaswamy, chef för tillverkning och processkontroll hos Sara Sae. Kandaswamy, som varit anställd länge hos företaget, berättar hur hårt arbetarna slet för att tillverka de hydrauliska gripklorna innan Sandvik Coromants PIP-program genomfördes. Förut kunde vi nätt och jämnt tillverka 14 eller 15 gripklor på en månad, men nu kan vi lätt tillverka 30, och dessutom ha överskottskapacitet kvar, säger han. Sandvik Coromant gjorde en grundlig analys av Sara Saes processer, både ur företagets och arbetarnas synvinkel, och konstruerade sedan det program som har underlättat så mycket för arbetarna. Samir Dhawan, teknisk chef hos Sara Sae, säger att det i början fanns en viss oro kring programmet. Han minns hur åtta maskiner stoppades och stilleståndstiden försvann när programmet infördes. Våra medarbetare förstod att det var för deras eget bästa, säger han. Mellancheferna var svårast att övertyga, men när de väl fått känsla för programmet blev de övertygade. PIP-programmet har satt igång ett skifte i arbetsprocessen och lett till mycket stora produktivitetsvinster för företaget, som siktar på att bli en av de större globala spelarna inom verktygsbranschen. Produktkvaliteten har förbättrats, kostnaden per komponent har minskat och arbetarna är mycket glada, säger en nöjd Kandaswamy. de fyra stegen i Sandvik Coromants Program för produktivitetförbättring, PIP: 1. undersökning: ett av Sandvik Coromants produktivitetsteam identifierar flaskhalsar och förbättringsområden och samlar in data, främst genom observationer och befintlig dokumentation. 2. Rekommendation: efter analyser föreslår teamet alternativa lösningar, exempelvis nya skärdata, nya metoder och nya verktyg för att öka produktiviteten och minska kostnaderna inom utvalda områden. 3. Validering: teamet verifierar de förslag som valts ut med företagets produktionspersonal. Teamet tillhandahåller en omfattande rapport till grund för kommande beslut. 4. Implementering: tillsammans skapar Sandvik Coromant och kunden en detaljerad plan för fortsättningen, bland annat med instruktioner för vem som gör vad och när, vilka investeringar som behövs och hur lanseringen ska gå vidare. Nödvändig utbildning genomförs och programmet följs upp för att se att förbättringarna fungerar som planerat. metalworking world 13
text: Risto pakarinen Ett hopp från gränsen till rymden. 14 metalworking world
400 kilometer ISS (International Space Station) När fallskärmshopparen Felix Baumgartner tog steget från Red Bull Stratos-ballongen 2012 pratade man om det som ett hopp från gränsen till rymden. Då den österrikiske våghalsen stod på utsidan av sin gigantiska ballong tillverkad av bara 0,00203 centimeter tjock högpresterande polyetenfilm, men som ändå vägde 1 680 kilo, tog han en paus för att sända ett meddelande till världen: Jag vet att hela världen tittar på nu. Jag önskar att ni kunde se vad jag ser. Ibland måste man vara riktigt högt upp för att inse hur liten man är... Jag kommer hem nu. Sedan klev han över kanten och vände tillbaka mot jorden snabbt som en pistolkula. Han landade med utfälld fallskärm i en öken i New Mexico 11 minuter senare, levande och välbehållen den första människa som nått överljudsfart utan hjälp av en motor. Forskare, som astrofysikern Neil DeGrasse Tyson, avfärdade händelsen och påpekade att Baumgartners hopp från 39 kilometers höjd inte ens var halvvägs till karmanlinjen, som ofta används som gräns mellan jordens atmosfär och rymden. På 100 kilometers höjd utgör karmanlinjen den punkt där atmosfären är för tunn för att flygplan ska kunna flyga. Trots välpublicerade pr-trick som Baumgartners fallskärmshopp så befinner sig rymdfärder om inte i ovisshet, så i alla fall i vänteläge. NASA:s budget har skurits ner sedan glansdagarna, då hela världen följde Apollo-färderna, från 1,5 procent av USA:s statsbudget till ungefär 0,5 procent i dag. NASA är visserligen fortfarande respekterade och kungjorde nyligen att transporter till International Space Station ska inledas tillsammans med Boeing SpaceX. Även om amerikanerna fortfarande investerar i att utforska rymden så kommer de mest spännande idéerna och de mest optimistiska uttalandena från en ny grupp rymdentreprenörer, bland annat Virgins Richard Branson och Jeff Bezos, Amazons grundare, och alla de företag som listas under private spaceflight på Wikipedia. Bezos företag, Blue Origin, arbetar med ett uppskjutningssystem som ska ta passagerare bortom karmanlinjen. Bransons Virgin Galactics SpaceShipTwo kommer att nå upp till 110 kilometer, också det bortom karmanlinjen, men inte att gå in i omloppsbana kring jorden. Bezos, Branson och Elon Musk, grundare av PayPal, elbilstillverkaren Tesla Motors och SpaceX, är den nya rymdålderns entreprenörer. Målet för Musks SpaceX är inte att korsa karmanlinjen, utan att minska kostnaderna för rymdfart och att skapa möjligheter för att kolonialisera Mars. Vi kommer att göra testflygningar med vårt rymdskepp Dragon 2 senare i år, förutspådde Musk i juni 2014 vid lanseringen av Teslas nya bilmodell. Vi kommer att färdas till Mars om tio till elva år. Kapplöpningen ut i rymden kommer dock inte att sakna bakslag. Bezos Blue Origin har redan skjutit upp satelliter och SpaceX har planerat flera NASA-uppskjutningar under 2014 för att Blue Origin som förväntas ta sig bortom den så kallade karmanlinjen. Inuti SpaceX:s Dragon V2. Virgins SpaceShipTwo. leverera last och proviant till besättningen på International Space Station 420 kilometer ovanför jorden och den största konstgjorda kroppen i omloppsbana. Visst, månen ligger 384 400 kilometer från jorden och vi har inte återvänt dit sedan december 1972 då Apollo 17 inledde sin återfärd, men det händer saker på flera fronter. De kommersiella spelarna gör sitt och NASA och European Space Agency (ESA) arbetar tillsammans med sina många samarbetspartner med rymdforskning. Siktet är inställt på Mars. Privata organisationer ger sig också in i leken. Mars One, en ideell stiftelse med sin bas i Nederländerna, började leta efter astronauter 2013. Deras mål är att etablera en permanent mänsklig bosättning på Mars. Den första besättningen ska enligt 100 kilometer Karmanlinjen 39 kilometer Red Bull Stratos-ballongen 20 kilometer 8 848 meter Mount Everest metalworking world 15
SpaceX s Dragon spacecraft in the hangar at Cape Canaveral Allt längre, allt djupare Vi kommer att färdas till Mars om tio till elva år. Elon Musk, SpaceX MARS One planen färdas till den röda planeten 2024 och en andra ska följa efter tre år senare, ett år efter att den första har landat. enligt Mars One skrev mer än 200 000 hoppfulla astronauter in sig vid programmet. En imponerande siffra, speciellt om man tänker på att det är en resa utan returbiljett. Om alla planer förverkligas kommer Mars Ones astronauter kanske att korsa vägar med NASA:s nya forskningsrobot, som enlig planen ska skjutas upp 2020 då de två planeternas omloppspositioner är optimala. I dagsläget är 2020 ett jämnt och fint årtal som kittlar vårt intresse. Men det är bara sex år dit. Branschexperter vid American Astronautical Society är eniga om att mänsklig utforskning av Mars kommer att vara tekniskt möjlig på 2030-talet, men det återstår fortfarande mycket arbete. Virgin Galactic grundades 2004 och i juli 2008 sade Richard Branson att den första färden skulle äga rum inom 18 månader. I juli 2014 hade man kommit närmare, men inte ända fram. Det finns ett skäl till att det här inte hänt tidigare, sade George Whitesides, vd för Virgin Galactic, till Space.com i juni 2014. Det är svårt. Och helt nytt. Det är svårt att förutspå resultatet av rymdfärderna till Mars, eller till mer närbelägna destinationer, men det arbete som NASA, ESA, universitet, privata intressenter och industrin lägger ner kommer dessutom att ge mer omedelbara resultat. Vi kommer inte att färdas till kolonier på månen på många år än, men det arbete som görs nu innebär att vi färdas snabbare mellan New York och Australien, säger Sean Holt, vice president engineering and technical services för Sandvik Coromants flygindustrisegment. Oavsett vad Richard Branson säger, så är det långt kvar till rymdturism och kostnaden är en viktig orsak, säger han. Men även små steg leder utvecklingen framåt. Klyftan mellan rymdskepp och vad passagerarflyg nu försöker uppnå minskar, säger han. Skillnaden var enorm tidigare, och flygplanen var aldrig i närheten när det gäller motorprestanda eller vilka byggmaterial som användes. Klyftan mellan rymdskepp och passagerarplan minskar och inom fem till tio år ser jag en ökning av resande i överljudsfart, säger han. Det som en gång var en 26 timmars flygning som krävde tre mellanlandningar kan nu bli en nonstopflygning. Sandvik Coromant arbetar med rymdfärder på två olika sätt: genom att förbättra befintliga komponenter och material, men även genom samarbete med partner som NASA. Rymdindustrin tittar inte på produktiviteten, säger Holt. För NASA ligger inte fokus på hur snabbt de kan tillverka enskilda komponenter, utan snarare på efterbehandlingen eftersom komponenterna kommer att användas i mycket varma och krävande miljöer de måste vara perfekta. Som branschmedlem i Commonwealth Centre for Advanced Manufacturing, ett center för målforskning, bedriver Sandvik Coromant också forskning. Det är en FoU-miljö, säger Holt. Vi är en partner och NASA är en partner och vi försöker utveckla nya bearbetningsmetoder för nya material. Kompositer är på gång nu, liksom nickelbaserade legeringar som är mer värmeresistenta. Vi forskar även på annat än skärande verktyg, exempelvis 3D-printning. Men forskning tar tid och antalet misslyckanden är stort. Positiva resultat når produktionen första efter cirka tio år, säger Holt. När vi börjar korsa gränsen i atmosfären förväntar jag mig att den mesta rymdutforskningen är obemannad. Vi kan nå längre och djupare utan att riskera några liv. Jag skulle verkligen gilla att färdas i rymden och jag skulle vilja färdas så långt som tekniken kan ta oss, säger han. Att ha modet att resa dit ingen människa varit tidigare, precis som i tv-serien Star Trek. Det är därför jag har det här jobbet. ------------------------------- Sean Holt Vice president engineering and technical services, Sandvik Coromants flygindustrisegment. 16 metalworking world
text: elaine mcclarence teknik bild: borgs utmaning: att få en stabil och gradfri planfräsningsprocess med förutsägbar skärlivslängd. lösning: välj Sandvik Coromants CoroMill 5B90 för förutsägbar verktygslivslängd. Med en ren yta För att uppfylla allt strängare utsläppskrav väljer fordonsindustrin i ökande utsträckning lätta material som aluminium till exempelvis topplock. Motortillverkarna vill öka förbränningstryck och temperaturer i topplocken för att pressa ner utsläppen. CoroMill 5B90 har tagits fram för att uppfylla de hårdare krav på ytjämnhet och snävare toleranser som detta innebär. Samtidigt måste verktyget leva upp till förväntningarna inom högvolymsproduktion, med minimerade cykeltider, snäva komponenttoleranser och en väldefinierad ytkvalitet. Planfräsning kan dock medföra utmaningar som behovet att avgrada, i kombination med oregelbundet verktygsslitage och oförutsägbar skärlivslängd. Det kan ge långa cykeltider. CoroMill 5B90 har utvecklats i samarbete med fordonsindustrin. Det är en skräddarsydd konstruktion som ger enastående ytkvalitet vid planfräsning och som kan minska kostnaden per komponent med upp till 30 procent. Varje verktyg är konstruerat med en unik axiell och radiell placering av skären, så att varje skär omedelbart börjar avverka effektivt och utan behov av justeringar, samtidigt som man undviker grader. Verktyget ger tunna spånor som är lätta att avlägsna från arbetsstycket. Därmed undviks skador på den bearbetade ytan. Varje fräs är skräddarsydd för sin komponent, vilket gör det möjligt att optimera antalet skär. Ett av dem är alltid ett wiperskär för att säkerställa perfekt ytkvalitet. Det minskar ställtiden med två tredjedelar. Därmed är det möjligt att bearbeta med hög matning med färre antal skär jämfört med konventionella fräsar. Fallstudie En biltillverkare ville förbättra en instabil process för bearbetning av topplock och samtidigt eliminera gradbildning. Dessutom ville man komma till rätta med den oförutsägbara skärlivslängden, vilket berodde på kassettinställningen som varierade från uppspänning till uppspänning. Kvalitetskravet var en ytavvikelse på 4 (Rmax: 20), vågighet (W) 4 och en planhet på 0,05. Sandvik Coromant CoroMill 5B90 uppfyllde dessa kriterier och gav besparingar på 21 000 euro per år. Tidigare fräs CoroMill 5B90 Skärhastighet, vc 3 140 m/min 3 800 m/min Spindelhastighet, n 5 000 rpm 6 000 rpm Matning, vf 8 280 mm/min 9 000 mm/min Skärdjup, ap 0,5 mm 0,5 mm Livslängd, timmar 30 000 i genomsnitt 45 000 Sammanfattning Inom fordonsindustrin används allt mer lätta material som aluminium till exempelvis topplock. CoroMill 5B90 har utvecklats i samarbete med fordonsindustrin för att tillgodose tuffa krav på ytjämnhet och toleranser. Resultatet är ett skräddarsytt fräsverktyg för högvolymsproduktion som kan minska ställtiden med två tredjedelar och kostnaden per komponent med upp till 30 procent. metalworking world 17
18 metalworking world
i första startledet Huntersville, North Carolina, USA. Det kan vara svårt att tänka sig att en bil som drar sju liter bränsle per mil är miljövänlig. Ändå är den det på sitt sätt. Praktiskt taget alla racerbilar i Joe Gibbs Nascar-stall är antingen återanvända eller återvunna. Precis som verktygen som används för att bygga dem. Karossen ser ut som en Toyota Camry. Täckt i sin färgglada vinyl ser bilen till och med ut som om den är utrustad med en Camrys lyktor, grill och logotype. Men inte en enda del har levererats av Toyota. I stället har cirka 90 procent av bilen tillverkats i Joe Gibbs-stallets högkvarter ett enormt, 37 000 kvadratmeter stort racingkomplex i Huntersville i delstaten North Carolina. På verkstadsgolvet står bilarna uppställda i olika monteringsstadier. Ett surrande ljud hörs längre bort i lokalen. Det kommer från 22 stycken Doosan CNC-maskiner med verktyg från Sandvik Coromant. Dubbla skift mekaniker sköter CNC-maskinerna ungefär 20 timmar varje dag och de tillverkar flera hundra komponenter till de omkring 90 racerbilar som byggs under en Nascar-säsong. Till och med utanför banan är det uppenbart att stallet är med i en tävling och att man strider om att tillverka den perfekta racerbilen allt från scratch. metalworking world 19
Vi satsar på att ha bäst utrustning, bäst medarbetare och bäst partnerskap. Om vi har det kommer allt det andra att falla på plats. Mark Bringle, Joe Gibbs Racing När det gäller amerikanska sportorganisationer är det bara National Football League, NFL, som slår Nascar. Sporten lockar inte bara de bästa förarna utan också landets bästa mekaniker, ingenjörer och operatörer. Vårt företag ägs och leds av Joe Gibbs, Hall of Famemedlem och tidigare coach för NFL-laget Washington Redskins, säger Mark Bringle, chef för stallets tekniska sponsring och marknadsföring. Joes talang är att handplocka rätt person för varje jobb. Vi satsar på att ha bäst utrustning, bäst medarbetare och bäst partnerskap. Om vi har det kommer allt det andra att falla på plats. Sandvik Coromant är just en sådan partner och dessutom en sponsor. Det som vi tar med oss in i samarbetet är vår produkts höga hastighet, säger Eric Gerringer, technical team manager hos Sandvik Coromant. Vi har lyckats hjälpa Joe Gibbs att minska deras cykeltider med så mycket som 30 procent genom komponentprocessen och användning av våra verktyg. Dessutom lagerförs de flesta verktyg och skär i vårt huvudlager i Kentucky. Om Joe Gibbs lägger en beställning i dag kan de ha leveransen i morgon. något man slås av när man besöker anläggningen förutom de över 200 flaggorna för segrarna i Nascars Sprint Cup och nationella serie är hur stallet anstränger sig för att ha ett så litet ekologiskt fotspår som möjligt från att maskinskötarna returnerar använda hårdmetallskär till Sandvik Coromant (se sidan 23) till att mekanikerna försäkrar sig om att varje liten del av en kraschad bil återvinns på rätt sätt. Vi brukade slänga våra utslitna verktyg i en avfallscontainer, säger tillverkningsingenjör Dan Schnars, 20 metalworking world
[2] [4] [3] [1] Det är bara en repa... [2] Sandvik Coromant lyckades minska cykeltiderna med 30 procent. [3] 90 procent av bilen tillverkas vid Joe Gibbs Racings anläggning i North Carolina. Under varje Nascar-säsong byggs ungefär 90 racerbilar här. [4] Eric Gerringer, technical team manager, Sandvik Coromant. [1] metalworking world 21
[1] Mark Bringle och Roger Phillips, Joe Gibbs Racing [2] Återvinning av verktyg och material spar pengar... [3]...och är bra för miljön. [1] [2] när han ser tillbaka över en tioårsperiod. Varje gång ett hårdmetallskär inte hamnar i deponering är det så klart bra för miljön, säger han. Hårdmetall är dessutom en ändlig resurs. Att återvinna och bearbeta den till nya skär är mycket enklare från det här stadiet. Det går åt mycket mindre energi och miljöpåverkan blir avsevärt mycket mindre än om man skulle börja med helt ny hårdmetall. Aluminium, stål och andra metaller samlas också in för att återvinnas. Enorma kärl på anläggningens bakgård innehåller metallspånor, men även solida komponenter som tagits från bilar som ansetts omöjliga att reparera eller för omoderna. Det ger oss även ekonomiska fördelar, säger Schnars och tillägger: Vi får en kredit för allt som vi återvinner. I dagens motorsport, när det inte är lika mycket sponsorpengar som förut, måste stallen ta tillvara på alla möjligheter att spara pengar. Vi har alla blivit mer medvetna. [3] 22 metalworking world
tekniska insikter Inom en snar framtid tror vi att vi i USA kommer att återvinna 100 procent av den hårdmetall vi säljer. Karl Almquist, Sandvik Coromant Det borde inte överraska Sandvik Coromant har återvunnit hårdmetall sedan 1990- talet men de senaste åren har programmet för att köpa tillbaka utslitna hårdmetallskär och solida hårdmetallverktyg blomstrat. Under 2011 ökade Sandvik Coromant US sin satsning på återvinning. Resultatet blev en ökning med 375 procent jämfört med 2009, som dittills hade varit det bästa året. Genom att fokusera både på miljöfördelarna och de faktiska ekonomiska fördelarna som Sandvik Coromant Carbide Recycling innebär har programmet ökat i USA och tagit fart globalt. Förra året återvann Sandvik Coromant 80 procent av den totala vikten hårdmetall som vi sålde globalt, säger projektledaren Karl Almquist hos Sandvik Coromant US. Och det handlar inte bara om vår hårdmetall vi återvinner även andra tillverkares skär och solida hårdmetallverktyg. Inom en snar framtid tror vi att vi i USA kommer att återvinna 100 procent av den hårdmetall vi säljer. Det har alltid pratats om programmet ur ett miljöperspektiv, men Almquist säger att det i allra högsta grad även blivit en affärsmöjlighet. Från och med nu betalar Sandvik Coromant ett bra marknadspris för använd hårdmetall och garanterar att materialet återanvänds till nya verktyg för tillverkningsindustrin och det kan inte många skrothandlare lova. se videoklippet på din ipad Sandvik Coromant tittar på olika betalningsalternativ för de återvunna skären för att tillmötesgå de olika behoven på marknaden, exempelvis vouchers för återvunna verktyg. Almquist tror att de olika kreditalternativen kommer att göra att antalet deltagare i programmet ökar ännu mer. metalworking world 23
teknik text: christer richt foto: Samir soudah Hur effektiv är ledaren? Sandvik Coromant är marknadsledare inom skärande verktyg och när det gäller att stödja tillverkningsindustrin med lösningar och rekommendationer kring tillämpning av verktyg och bearbetning. Men hur organiserar företaget egentligen sina egna produktionsanläggningar och metoder? Mikael Herdin, chef för underhåll och produktionsmetodutveckling, pratar med Christer Richt, teknisk redaktör hos Sandvik Coromant, om modern produktionsteknik tillämpad på global nivå. Mikael har 26 års branscherfarenhet, och under de senaste tio åren har han arbetat med att utveckla automatisering av bearbetning. Planering och att installera optimerad produktion är grunden för verksamheten hos varje tillverkande företag. Vilka är de viktigaste faktorerna att ta tag i? Produktiviteten är i alla operationer direkt kopplad till hur effektiv bearbetningen är hur snabbt materialet avverkas. Men när man diskuterar en maskins produktivitet är maskinens utnyttjandegrad en lika viktig faktor. En maskin som arbetar vid 100 procents hastighet, men bara 50 procent av tiden, lämnar mycket utrymme för förbättringar. Därför har vi strävat efter att eliminera ställtiderna i de mest kostsamma processerna. Lönsamhet och hållbarhet är ofta ambitiösa mål och produktivitet är den traditionella måttstocken för framgång. Men du har också sagt att det finns många olika delar att definiera för att nå hög produktivitet, och att det finns olika recept beroende på typen av produktion. Kan du lista några av de viktigaste variablerna ni använder för att säkra prestanda och resultat i er tillverkning? Ja, det finns flera variabler, sett ur olika perspektiv. Det som i första hand måste mätas är bearbetningseffektivitet, maskinutnyttjande, total tillverkningstid och, naturligtvis, 24 metalworking world
tillverkningskostnad per komponent. Sedan måste man ta hänsyn till de viktiga ekonomiska faktorerna: rörelsekapital, fasta kostnader och rörliga kostnader. För att man ska uppnå resurssnål, lean tillverkning krävs flera processer, verktyg och principer: 5S, just-in-time, jämn produktion, ständiga förbättringar, eliminering av spill, inbyggd kvalitet och att göra rätt från början. Med era högt satta mål för produktivitet: vilken roll spelar den så viktiga processtabiliteten för tillverkningsmålen? En del säger att det är en överordnad faktor med tanke på hur den påverkar tid och kostnader. Processtabiliteten är oerhört viktig och ett mål i sig för att kunna förutsäga processen så exakt som möjligt. Generellt sett anser vi att total tillverkningstid, TMT, inte alltid uppmärksammas och diskuteras tillräckligt vid bearbetning av dyra komponenter och komponenter i medellånga till korta serier. Tiden från ursprunglig beställning till leverans till lager mäts i dagar eller veckor snarare än i sekunder eller minuter. Så den egentliga andelen metallbearbetning i TMT är oftast liten. Därför måste vi skaffa oss bättre förståelse för det totala försörjningsflödet. Eftersom varje steg i försörjningskedjan är en kritisk faktor vill vi ha färre steg i kombination med kortare TMT för att uppnå bästa möjliga likformiga leveransprecision. Ibland går det att motivera en lämplig minskning av effektiviteten i metallbearbetningen om antalet tillverkningssteg minskas. Företag som lyckas minska sin TMT har oftast börjat implementera följande: CAPP computer-aided process planning fullständig automatisering från beställning till CAD till CAM till NC till CMM Multifunktionella maskiner för att minska ställtiderna Automatisering av hanteringen av arbetsstycken. Effekten av minskad TMT är mest uppenbar för rörelsekapitalet (lägre lagernivåer behövs) och lagertillgänglighet. Dessa faktorer har stor inverkan på de övergripande lönsamhet- och hållbarhetsmålen. Sammanfattningsvis skulle jag vilja säga att det i dag är helt avgörande för tillverkande företag att de analyserar sina möjligheter baserat på följande aspekter när de planerar sin produktion: Bearbetningseffektivitet Maskinutnyttjande Total tillverkningstid. Automation med robotiserad laddning och lossning av maskiner bidrar till celleffektivitet. Utrustningsplattformarna är modulbaserade och enkla att konfigurera. De använder standardiserade användargränssnitt där huvudbilden visar cellens layout. Det gemensamma gränssnittet för komponentfixturer är baserat på Coromant Capto C8. Sandvik Coromants produktionsteknik för verktygshållare Omkring 14 000 olika bearbetade komponenter Batchstorlek för standardkomponenter: 5 20 stycken Batchstorlek för delvis standardiserade, specialtillverkade komponenter: 1 5 stycken Mål för lagertillgänglighet: 95 procent Kvaliteten säkras från produktionsenheterna globalt Gräns på fyra dagar för total tillverkningstid (TMT) Operatörsvänliga miljöer skapade Automation för människor: från bearbetning till packning Effektivt underhåll Helautomatiskt systemprocessflöde Varje order har nygenererade ritningar och NC-program Gemensamt gränssnitt för komponentfixturer baserat på standardverktyg enligt ISO: Coromant Capto C8 metalworking world 25
text: johan rapp Tryck på print Innovation. Det som för tio år sedan sågs som rena science fiction är i dag en teknologi som alla inom tillverkning måste ta ställning till. För en del är så kallad additiv tillverkning ett hot mot deras processer. För andra är det den Heliga Graal. Låt oss säga att du vill bygga ett hus på månen. Hur får du dit byggmaterialet? Kan astronauterna i sina klumpiga rymddräkter utföra själva byggarbetet? Kommer du att ha tillräckligt med syre och mat för en längre period? 3D-printning additiv tillverkning kan vara svaret på dessa frågor: skriv helt enkel ut huset med måndamm och andra material som finns tillgängligt på månen. För inte så länge sedan skulle en sådan idé ha ansetts som fantasier. Men nu ser både den amerikanska rymdorganisationen NASA och dess europeiska motsvarighet, ESA, additiv tillverkning som en lovande teknik. Det gör även många tillverkningsindustrier. En del använder det redan i sin reguljära produktion. Inom additiv tillverkning skapas föremål med en apparat som skriver ut lager efter lager med plast, metall eller med andra material som används som bläck. Tekniken är överlägsen för att tillverka komplicerade och massiva konstruktioner utan fogar och med stor exakthet. Ingenjörer och konstruktörer kan använda datormodeller och snabbt bygga prototyper. Intresset för additiv tillverkning har exploderat de senaste åren. Tekniken har utvecklats och priserna har fallit till en nivå där 3D-skrivare snart förväntas bli hushållsmaskiner. Skrivare för industriellt bruk börjar bli möjliga och många företag, bland annat Sandvik, testar och utforskar möjligheterna med tekniken. 26 metalworking world
En del av komponenterna i Airbus framtida flygplan (på denna bild och till höger) skulle kunna produceras lager för lager med additiv tillverkning. Förutom att förenkla tillverkningen av mycket komplexa former leder metoden till avsevärt mycket mindre spill än att skära ut former ur större stycken. Vi tror att tillväxten kommer att öka kraftigt de närmaste fem till tio åren. Scott Crump, STRATASYS Ltd Skrivare för verktyg från Stratasys. 3D-utskriven flygplansmotor från Stratasys. i jakten på smartare sätt att bygga tiotusentals bränslemunstycken till sina jetmotorer har General Electric investerat stort i 3D-printning, speciellt för tillverkning inom flygindustrin. Munstycken monteras vanligen av 20 olika komponenter. Men med 3D-printning kan de skapas i ett enda metallstycke. Vd:n Jeff Immelt, en entusiastisk supporter av 3D-teknik, säger att det gör stor skillnad. Han förklarar att vid traditionell tillverkning har du ett stycke av någonting som du svetsar och skär och du transporterar avfall någonstans. Med 3D-printning tillverkar du den produkten rätt från början och bygger den från grunden. Du får mindre avfall, billigare verktyg och kortare cykeltid det är den Heliga Graal för tillverkning. Planen att skriva ut hus på månen visar en annan fördel med tekniken. Du kan leverera alla produkter överallt. De tillverkas på plats. Kommer additiv tillverkning att revolutionera tillverkningen och försörjningskedjan? Inte de närmaste 15 åren menar Scott Crump, grundare och chief innovation officer vid Stratasys Ltd, en av de främsta leverantörerna av 3Dskrivare. Vi tror att tillväxten kommer att öka kraftigt de närmaste fem till tio åren och under denna fas kommer nya vanor att få fäste inom tillverkningen, menar han. Vi tror att den kommer att få en bred användning och komplettera traditionell formverktygstillverkning, bearbetning, gjutning och tillverkning. industrin fokuserar i dag på att göra prototyper och specialkomponenter i små serier. Flygindustrin, smyckesdesign och medicinteknik har tagit täten. 3D-printning är perfekt för kreativa smyckesformgivare. Inom hälsovården gör läkare konstgjorda ben och leder med perfekt passform och de utvecklar sätt att skriva ut mänskliga organ i processer där bläcket består av mänskliga celler. Inom tillverkningsindustrin är massproduktion fortfarande 3D-printningens svaga punkt. Den är långsam jämfört med traditionell teknik. Crump ser två huvudsakliga utvecklingslinjer för 3D-printning inom framtidens tillverkning: 1. Utökad tillverkning tillverkningsverktyg och hjälpmedel produceras med 3D-printning. Det minskar tiden och kostnaderna, och ökar kvaliteten, säger han. 2. Alternativ tillverkning tillverkare ersätter formverktygsteknik med 3D-printning. 3D-printningens framgångar ligger inte i att ersätta traditionell tillverkning, säger Crump. Den ligger i att tillverka annorlunda och i att utnyttja teknikens unika möjligheter. NASA:s mål att skicka en 3D-skrivare till International Space Station, ISS, visar hur mänskligheten kan ha nytta av additiv tillverkning. Om någonting går sönder kan den här 3D-skrivaren, som kallas Made in Space, tillverka en ny komponent ute i rymden. Det är uppenbarligen mycket billigare och snabbare än att skicka reservdelar från jorden. NASA:s nästa steg kan bli att skriva ut mat på ISS. Det är fortfarande bara på konceptstadiet, men vem vet? Kanske 3D-utskriven mat smakar utsökt om receptet är gjort av en bra kock. metalworking world 27
Sandvik ökar sitt fokus på additiv tillverkning Företaget Renishaw, som arbetar med additiv tillverkning, slog sig ihop med Empire Cycles för att skapa en unik version av en modell som brukar vara i aluminium. Deras prototyp skapades med titanlegering troligen den första i världen som skrevs ut i 3D. Sandvik Coromant följer noga utvecklingen inom additiv tillverkning och man har dubbla syften. Dels att använda den i sin framtida produktion av skärande verktyg, dels för att kunna stödja kunder som behöver hjälp att bearbeta komponenter som tillverkats med den nya tekniken. Jan Edvardsson, marknadsanalytiker hos Sandvik Coromant, som har gjort en studie av tekniken för Sandvik-koncernen säger att: Vi började testa additiv tillverkning med en 3D-skrivare för plast för några år sedan. Nu utför vi tester för tillverkning av metallkomponenter. Sandvik har historiskt sett investerat mycket i innovativa teknologier och varit en av ledarna inom sina respektive områden. Tidigare i år ökade man sitt fokus på 3D-printning och började etablera en FoU-grupp med uppdraget att utveckla företagets additiva tillverkning. Additiv tillverkning används fortfarande främst för att ta fram prototyper och inte för produktion av stora serier, säger Edvardsson. En skrivare som adderar lager efter lager med material för att bygga upp föremål är en långsam och dyr process. Den passar inte för storskalig produktion, men den är bra för att tillverka komplicerade, massiva strukturer i ett stycke, utan fogar. Föremål kan både vara lättare och starkare än med traditionell teknik och kan ha exakta och komplexa former. Läkare använder 3D-printning för att göra implantat, flygindustrin ser möjligheter att spara bränsle genom att bygga lättare flygplan och bilindustrin fokuserar på möjligheten att skapa prototyper snabbt och till en relativt låg kostnad. Många av Sandvik Coromants kunder investerar allt mer i den nya tekniken. Komponenter som producerats med additiv tillverkning har vissa speciella egenskaper, säger Edvardsson. Det är mycket viktigt att vi förstår hur våra skärande verktyg ska anpassas bäst, så att vi kan ge våra kunder bra rekommendationer för deras bearbetning. Mikael Schuisky, driftschef vid Sandvik-koncernens FoU-avdelning leder det team som fått i uppgift att utforska tekniken. Han säger: Det här forskningsteamet representerar en långsiktig plan för att vi ska utveckla additiv tillverkningsteknik så att det skapar värde för våra kunder. Trots att vi är i ett tidigt skede ser vi redan en stor potential. Europeiska rymdorganisationens rigg för 3D-printning på månen. ----------------------- Jan Edvardsson Marknadsanalytiker, Sandvik Coromant Mikael Schuisky Driftschef, Sandvik-koncernens FoU Europeiska rymdorganisationens bas på månen skulle kunna vara tillverkad av material som finns tillgängligt på plats. 28 metalworking world
text: elaine mcclarence teknik bild: borgs Utmaning: att klara de extremt höga krav som spårfräsning ställer på skärande verktyg. Lösning: satsa på CoroMill QD, den senaste lösningen för djupa smala spår och kapning. Spårbar lösning Vid spårtillverkning och kapning i fleroperationsmaskiner och multitaskmaskiner är målet att skapa en säker och ekonomisk process i kombination med utmärkt spånevakuering och låga vibrationer. Sandvik Coromant har lanserat CoroMill QD som ska uppfylla denna komplicerade operations krav för många olika komponenter och material. De nya verktygen kan användas för både grov- och finbearbetning, och för såväl torr som våt bearbetning. CoroMill QD bygger på samma framgångsrika teknik som används till CoroCut-verktyg för svarvtillämpningar. CoroMill QD är det första verktyget i sitt slag som har invändig kylning. Det gör det till ett idealiskt val vid bearbetning av ISO S-material som normalt är mycket svårbearbetade på grund av hög värmeutveckling. I ISO M- material är löseggsbildning på skären ett vanligt problem som sänker ytkvaliteten och förkortar verktygens livslängd. Invändig kylning löser även detta problem effektivt. Spånor som fastnar i spåret är ett vanligt problem vid bearbetning av djupa smala spår. Det brukar lösas med hjälp av motfräsning snarare än medfräsning. Men motfräsning kan minska verktygslivslängden med upp till 50 procent. Tack vare invändig kylning kan medfräsning tillämpas med CoroMill QD. Man får då högverktygslivslängd och rena spår, samt sparar tid genom att operatören inte behöver ingripa för att avlägsna spån. Detta är en mycket stor fördel som bidrar till förbättrad produktionsekonomi. Flera andra viktiga funktioner hos CoroMill QD är gynnsamma vid spårfräsning och kapning. Dämpade verktygshållare av typen Silent Tools ger lågvibrerande bearbetning med långa överhäng. Långa överhäng kan ge upphov till vibrationer, vilket ofta medför skär- brott, skador på verktygshållaren och komponenten samt försämrad spårkvalitet. Standardsortimentet av verktygshållare täcker in små till medelstora fleroperationsmaskiner med MAS-BT30, samtliga 40-konor och HSK63 som koppling på maskinsidan. Stora fleroperationsmaskiner täcks in med maskinadaptrar av typen Coromant Capto, medan vissa multitaskmaskiner kan fixera Coromant Captoadaptrar direkt i spindeln. Det finns ett optimerat sortiment av fräsgeometrier för ISO P, K, M, S, N och H. Slipade skär ger lätt avverkande bearbetning med minimalt kast, vilket bidrar till utmärkt spårkvalitet och hög verktygslivslängd. Skärstabiliteten säkras med ett patenterat spårbaserat system för skärfixering. Det kombineras med en användarvänlig fästmekanism, som gör att man kan byta skär med en enkel snabbkopplingsnyckel. Sammantaget blir det en verktygslösning som erbjuder spårbearbetning av hög kvalitet, i kombination med god produktionsekonomi och hög livslängd. Sammanfattning CoroMill QD är den senaste lösningen för spårfräsning. Produkten är utvecklad för att uppfylla många av kraven i operationer där man behöver fräsa djupa spår. Den kombinerar invändig kylning, dämpade verktygshållare och optimerade skärgeometrier, vilket ger en säker, lågvibrerande och ekonomisk process som ökar verktygets livslängd. metalworking world 29
text:tomas Lundin foto: Adam Lach FRÄSNING som når nya djup Berlin, Tyskland. Dykfräsning och en ny spindelstrategi hjälpte Siemens minska bearbetningstiden med 63 timmar för sina enorma gasturbinhus de väger 90 ton styck en besparing på elva veckor sett över tre års produktion. Ta den råa kraften från 1 200 supersnabba Porsche 911 och du får kapaciteten i en enda av Siemens gasturbiner av modellen SGT5-8000H. Den väger motsvarande ett fulltankat Airbus A380. SGT5-8000H är i dag en av världens största och mest kraftfulla gasturbiner. Den är byggd för att kunna dra fördel av trenderna på den globala gasmarknaden, som enligt en del prognoser växer mer än 6 procent per år. Dessa enorma komponenter tillverkas i Siemens gasturbinfabrik i Berlin- Den byggdes 1909 i nyklassicistisk stil med glas- och stålväggar som är ungefär 120 meter långa och 25 meter höga. Fabriken ingår i Siemens Power Generation Division och byggnaden är sedan 1956 klassad som en historisk byggnad. Men de maskiner och den teknik som finns i fabriken är av allra senaste modell och här finns toppmoderna fleroperationsmaskiner. När Siemens 2012 introducerade ett nytt hus för sin enormt stora gasturbin var fabriken tvungen att anpassa sin teknik till det. Fabrikens etablerade produktionsprocess byggde på grovfräsning och finuppborrning med vinkelhuvud och spiralfräsning. Men processen var inte tillräckligt stabil för de 16 uppborrningar med 600 millimeters diameter som nu krävdes för brännarna. 30 metalworking world
Siemens SGT5-8000H är en av världens största gasturbiner. metalworking world 31
[1] Dykfräsningen gjorde att bearbetningstiden per komponent minskade från 100 timmar till 42. [1] Siemens gruppledare Herbert Imrich vid nederdelen av en gasturbin. [2] Detalj från en CoroBore 820 XL. [3] Från vänster: Markus Zapke, Herbert Imrich, Michael Neumann (Siemens), Olaf Zahn (Sandvik Coromant), Thomas Reich (Siemens) och Christian Lendowski (Sandvik Coromant). [4] Thomas Reich, Siemens verktygsexpert. [2] 32 metalworking world
[3] Vi hade gigantiska problem, säger Markus Zapke, chef för teknik, verktygsprocesser och maskintillgång vid turbinfabriken. Vinkelhuvudet var processens svaga länk. Vi hade för mycket vibrationer och verktyg som gick sönder. Vi hade nått gränsen för vad vår installerade teknik klarade av. Sandvik Coromant kontaktades, men även andra leverantörer, och i augusti 2013 valde fabriken Sandvik Coromants koncept som byggde på dykfräsning och en ny spindelstrategi. Zapke säger att, Sandvik Coromant har varit vår teknikpartner i många år. De kunde ta fram en möjlig lösning på våra problem nästan med detsamma. Olaf Zahn, chef för regional sales och technical consulting hos Sandvik Coromant, är hjärnan bakom det nya konceptet. Vi visste att vinkelhuvudet var mycket ostadigt, minns han. Så vi satsade på dykfräsning, vilket innebär att verktygen sticks rakt ner i de förtillverkade uppborrningarna i huset. Dykfräsning är dock ingenting nytt. Jag har sett den här tekniken i 20 år inom bilindustrin, säger Herbert Imrich, som är gruppledare för produktionen vid Siemens fabrik. Det är märkligt att ingen har tänkt på det tidigare, eller åtminstone när problemet uppstod. Men det gjorde faktiskt Sandvik Coromant: dykfräsning är första steget i den nya produktionsprocessen. Eftersom dykfräsning automatiskt leder till vågiga ytor krävs finuppborrning i ett andra steg för att nå de högt ställda kraven på ytjämnhet, och de toleranser som krävs. I detta sista steg ökas diametern på uppborrningarna från 598 till 600 millimeter. Det nya konceptet testades och utvecklades vidare i nära samarbete mellan Siemens och Sandvik Coromant. [4] testningen utfördes i en verklig situation. Thomas Reich, Siemens teknikexpert för skärande verktyg, förklarar: Eftersom vår gamla teknik inte klarade av de nya kraven ville vi gå vidare med en ny metalworking world 33
[1] Standardverktyg kunde användas genomgående. [2] Dykfräsning kan anpassas till andra processer. [3] Verktygen CoroMill R210 och CoroBore 820 XL. Tiden för finuppborrning minskade från 480 minuter till 160 minuter. [1] [2] process utan några förseningar. Så vi gjorde alla anpassningar som behövdes och den nya programmeringen i skarp produkton. Resultaten är hittills mycket positiva. Dykfräsningen gjorde att bearbetningstiden minskade från 100 timmar per komponent till 42. Tiden för finuppborrningen minskade från 480 minuter till 160 minuter. Totalt handlar det om en tidsminskning på mer än 63 timmar för varje hus eller elva veckor sparad bearbetningstid sett över tre års tillverkning enligt Siemens beräkningar. Andra positiva effekter är uppenbara men svåra att kvantifiera. Vi är mycket nöjda med det faktum att vi kan använda standardverktyg hela vägen, säger Zapke. Det betyder lägre priser, högre pålitlighet och att verktygen alltid finns i lager. Det viktigaste är dock att Sandvik Coromants lösning lämpar sig mycket väl för fortsatt anpassning. Dykfräsning kan lätt flyttas över till andra processer, säger Christian Lendowski, Sandvik Coromants senior key account manager för Siemens. Den har redan förts över till ett annat av Siemens turbinhus och fler projekt är på gång. På så sätt är den här tekniken verkligen ett föredöme. [3] 34 metalworking world
tekniska insikter Maskinoperatören Andre Skora. dykfräsning var avgörande för Sandvik Coromants nya process vid Siemens gasturbinfabrik i Berlin. Husen till världens största gasturbiner har 16 uppborrningar för brännarna, som är förtillverkade med en tolerans på 12 till 15 millimeter. När de är färdiga har uppborrningarna en diameter på 600 millimeter och en längd på 450 millimeter. Jämfört med den gamla processen spar det nya konceptet 320 minuter per hus. Sandvik Coromant använder CoroMill 210 för dykfräsning. Det cirka 430 millimeter långa verktyget sticks 300 millimeter rakt ner i den förtillverkade uppborrningen och man undviker den höga belastning på vinkelhuvudet som det var i den tidigare processen. Verktyget förs upp och ner i en cirkel, 126 gånger för varje uppborrning. Bearbetningstiden för varje komponent har med denna grovfräsning minskat till 42 timmar från 100 timmar med vinkelhuvud och spiralfräsning. I nästa steg ökar diametern på uppborrningarna från 598 millimeter till 600 millimeter genom finbearbetning av ytan. Den utförs med Sandvik Coromant CoroBore 820 XL, som gör det möjligt att öka matningen jämfört med verktyg för finborrning. Samtidigt bibehålls de toleranser och den ytjämnhet som krävs. I implementeringsfasen introducerades ett nytt koncept för verktygsuppspänning. Att minska antalet uppspänningar från tre till en var mycket positivt. Jämfört med den gamla processen spar det nya konceptet 320 minutet per hus. Genom att använda standardverktyg kan man dessutom hålla nere verktygspriserna och säkra en stabil tillgång på pålitliga verktyg. Allt som allt ger konceptet, som utvecklades i nära samarbete mellan Siemens och Sandvik Coromant vid gasturbinfabriken i Berlin, en stabil process med stora tidsbesparingar. Siemens beräknar att den totala bearbetningstiden per komponent har minskat med mer än 63 timmar. metalworking world 35
teknik text: elaine mcclarence bild: Kjell Thorsson Går som på räls Svarvning av nya hjul verktygshållare Sandvik Coromants verktygshållarsystem T-Max P med hävarmsfastspänning är förstahandsvalet för svarvning av nya järnvägshjul. Hävarmen tvingar skäret bakåt i fickan och fixerar det stadigt mot två sidor för stabil fastspänning. Det finns åtta standardhållare av typ T-Max P, optimerade för bearbetning av nya järnvägshjul. Lösningen erbjuder utmärkt spånbrytning i kombination med processtillförlitlighet och säkerhet med högre livslängd. För att tillgodose de tekniska behoven hos avancerade höghastighetståg och samtidigt erbjuda kostnadseffektiva lösningar för att underhålla befintlig rullande vagnspark krävs övergripande strategier för både nytillverkning och renovering. Sorter för hjulsvarvning Sandvik Coromant har ett sortiment för tillverkning av nya hjul. För dessa tillämpningar andvänds den senaste sorten, GC4325, alltmer som nästa generations skärsort. För omsvarvning av hjul har Sandvik Coromant en rad skäralternativ där hjulets skick styr valet. Vid kraftigare hjulskador används med fördel GC4325. Hjulpar och axlar är alla tågs arbetshästar. De förväntas fungera under miljontals kilometer mellan underhåll och renovering. De är bland de dyraste förbrukningskomponenterna på lok och vagnar och utgör en betydande del av operatörens underhållsbudget, eftersom de är avgörande för fordonstillgängligheten. Järnvägsindustrin står under ständig press att sänka kostnaderna och erbjuda passagerarna bättre service. Dessa aspekter måste vägas mot verksamhetens resultat och, framför allt, mot säkerheten. Det ökade antalet höghastighetståg har skapat behovet av bearbetning med hög säkerhet och snäva toleranser. Alla hjultillverkare jagar lägre kostnad per hjul och ökad livslängd för skären. Samtidigt blir de material som används till hjul för avancerade höghastighetståg allt hårdare och svårare att bearbeta. Hjul och axlar tillverkas oftast av olegerat stål och legerat stål med draghållfasthet mellan 780 och 1050 N/mm². När hjulen är partiellt härdade ökar kraven på skären som måste kunna hantera olika materialhårdheter i samma snitt. En annan utmaning är att välja rätt verktyg för att behålla produktivitet och rätt produktkvalitet. Sandvik Coromant har tagit fram ett brett utbud av verktygslösningar som tillgodoser de olika kraven vid tillverkning av alla typer av järnvägshjul. Målet är att erbjuda en kostnadseffektiv process där säker produktion kombineras med tillförlitliga prestanda. Omsvarvning Omsvarvning av hjul kan utföras med övergolvseller undergolvssvarv och med torrbearbetning. Vid omsvarvning är det önskvärt att välja ett så stort skärdjup som möjligt för kortare bearbetningstider. Det beror på förslitningen på den största delen av hjulet. Profilen kan svarvas i en enda övergång, eller delas upp i flera etapper om nödvändigt. Att använda T-Max P för många olika verktyg, skär och sorter ger processäkerhet och ökad verktygslivslängd. Axlar Sandvik Coromant har ett standardiserat ISOsortiment med verktygslösningar som uppfyller kraven för axelsvarvning. Beroende på kundens maskinpark finns skafthållare eller Coromant Capto-hållare med skär i olika storlekar som kan hantera alla svarvningsstadier, från grovbearbetning av smidesgods till finbearbetning. 36 metalworking world
Svarvning av nya hjul skär De bästa skären för att svarva nya hjul är runda skär med positiva eggar, som RCMX och RCMT för T-Max P-systemet. Negativa fyrkantiga skär med T-Max P används också för vissa delar av hjulet. Runda skär är starka och klarar de varierande skärdjup som behövs vid bearbetning av profilerna till det nya hjulet. Positiva skär ger lägre skärkrafter och bidrar till lägre vibrationer. Svarvning av nya hjul De flesta verktyg som används för järnvägshjul är unika, framtagna utifrån parametrar som exempelvis hjulets profil och vilken typ av maskin som används. All svarvning av viktiga hjulformer, som hjulring, nav och skiva kan utföras med Sandvik Coromants sortiment av C10-hållare med fyrkantiga och runda skär. Dessa verktyg uppfyller behoven för våt bearbetning hos många olika maskintyper. Verktyg för runda skär i storlekarna 32 millimeter och 16 millimeter ger ett konstant kylvätskeflöde till den kritiska skärzonen och ökar skärlivslängden avsevärt med precist tillförd kylvätska upp till 80 procent. Sammanfattning Hjulpar med axlar för järnvägslok och vagnar måste uppfylla stränga driftskrav. Verktyg för nytillverkning och omsvarvning måste vara stabila och ha en acceptabel livslängd, beroende på hjultyp. Oavsett om det handlar om nytillverkning av hjul eller omsvarvning av hjulpar har Sandvik Coromant lämpliga verktyg, utmärkt tillämpningskunskap och förståelse för kundernas behov. metalworking world 37
till sist text: Henrik Emilson foto: Studio Roosegaarde Titta på vägen! 38 metalworking world
I stället för att fokusera på själva bilen när det gäller att förnya körupplevelsen förnyar den nederländska designern och uppfinnaren Daan Roosegaarde motorvägen. Målet är att skapa vägar som är mer ekologiskt hållbara, säkra och intuitiva. Tillsammans med Heijmans Infrastructure har Roosegaarde utvecklat lysa-i-mörkret-vägar som behandlas med speciellt fotoluminescerande pulver som gör att annan belysning inte behövs. Den självlysande vägen laddas i dagsljus och vägens konturer lyser i upp till tio timmar på natten. På liknande sätt görs gatlyktor interaktiva. I stället för att lysa hela tiden tänds de när en bil närmar sig, vilket spar energi. Dynamisk färg är en annan egenskap hos den smarta motorvägen som ska testas och utvecklas på en vägsträcka i Eindhoven i Nederländerna. Färgen påverkas av temperaturväxlingar, vilket gör att vägbeläggningen kan kommunicera relevant och riktig trafikinformation direkt till förarna till exempel börjar stora iskristaller synas på vägbeläggningen när det är kallt och halt. Efter inledande försök och några vändor fram och tillbaks till ritbordet är uppfinnarnas mål att lansera sina upptäckter i större skala under de närmaste fem åren. metalworking world 39
Print n:o C-5000:583 SWE/01 AB Sandvik Coromant 2015:1 Stålsvarvning med hög prestanda Spånavverkningshastighet utan kompromisser Stålsvarvningssorten GC4315 är överlägsen i applikationer där det genereras höga temperaturer. När andra skär når sin gräns för spånavverkningshastighet på grund av hög hastighet och långa ingrepp får GC4315 jobbet gjort. Banbrytande teknologi