Hållbarhet inom maskinbearbetning: Vilken roll spelar hållande verktyg?

maj 14, 2024 | Hållande, Verktyg

Hållbarhetsfrågor är ständigt återkommande. Maskinbearbetning och den utrustning som används för detta är inget undantag. Enskilda element – som hållande verktyg- beaktas ofta. Men om du verkligen villl agera hållbart bör du inte fokusera för mycket på sådana detaljer, aninars kan du missa fördelar i den övergripande processen.

Hållbarhet är ett ämne som med rätta blir allt viktigare för oss. Resurserna är begränsade och energin blir allt dyrare. Vid utvärdering av hållbarhet är det viktigt att inte fokusera för snävt på en produkt, utan att också ta hänsyn till miljön – produktens livscykel och hela den process i vilken produkten integreras.

Hur ser hållbarhet ut inom maskinbearbetning?

Metallbearbetning har många aspekter. Beroende på material, komponentgeometri och antal används en mängd olika maskiner, verktyg och spännanordningar. Yttre omständigheter som produktionsplats, medarbetarnas kvalifikationer och eventuell automatisering måste också tas med i beräkningen. Det finns många olika tillverkningsalternativ som kan vara den bästa, mest ekonomiska och mest hållbara lösningen beroende på det enskilda fallet. Det är svårt att inte jämföra äpplen med päron här.

Hur mäts hållbarhet?

Bortsett från de material som används är energieffektivitet förmodligen den viktigaste faktorn som avgör en hållbar process. Ett lovande tillvägagångssätt är därför att leta efter de största förbrukarna och optimera deras användning.

Verktygsmaskinen erbjuder besparingspotential

Vid bearbetning är detta utan tvekan verktygsmaskinen, som förbrukar merparten av den energi som används med sin spindel- och axeldrivning, kringutrustning och hjälpenheter som kylning, smörjning eller tryckluftsförsörjning.

Vid inköp av nya maskiner kan användaren avsevärt minska förbrukningen genom att uppmärksamma energibesparande komponenter. Andreas Haimer, koncernchef för HAIMER Group, marknadsledande inom verktygshållningsteknik, förklarar: ”I vår egen produktion har vi lärt oss att det krävs cirka 30 procent mindre energi för att ersätta ett gammalt bearbetningscenter med ett nytt som använder samma bearbetningsprocess.” Han tillägger en annan grundläggande faktor: ”Som familjeföretag ägnar vi stor uppmärksamhet åt hållbarhet. Vi köper till exempel vårt stål för verktyg från Tyskland, använder sedan flera år tillbaka uteslutande el från förnybara energikällor och investerar i solenergisystem och grön infrastruktur. Under det senaste räkenskapsåret investerade vi totalt över en miljon euro och sparade över 250 ton CO2 per år.”

Tillbaka till maskinerna, där inte alla äldre bearbetningscenter kan ersättas med ett nytt. Besparingar kan också göras i bearbetningsprocessen, till exempel genom att använda CAD/CAM-optimerade bearbetningsstrategier som trokoidal fräsning. Andreas Haimer har ett konkret exempel: ”En kund gav oss data om hur han kunde minska bearbetningstiden med 75 procent från 71 minuter till 18 minuter per detalj genom trokoidal fräsning med våra HAIMER Power shrink fit-chuckar och HAIMER MILL-fräsar jämfört med bearbetning med en planfräs. Förändringen av bearbetningsstrategin åtföljdes av energibesparingar på grund av betydligt lägre strömförbrukning. Medan spindelbelastningen var 80-85% för 10 detaljer vid konventionell bearbetning med en planfräs, vilket resulterade i totala energikostnader på cirka 150 euro, minskade den trokoida frässtrategin med en spindelbelastning på 8-10% och betydligt kortare maskintid energikostnaderna till totalt 5 euro för 10 detaljer. Detta innebär i sin tur en högre produktion med lägre energiförbrukning per producerad detalj – det är vad jag kallar hållbart och effektivt.”

Hållbarhet i verktygsinnehav: Ett holistiskt tillvägagångssätt

Om du tittar på hela processkedjan, har du någonsin funderat på hur en verktygshållare kan bidra till hållbarhet? Med tanke på en bearbetningsprocess där fräsmaskinen förbrukar i genomsnitt cirka 30 kW, plus

kraften från hydrauliska och pneumatiska anordningar, automationsutrustning och robotar, spelar verktygshållaren bara en underordnad roll. Detta beror på att verktygshållaren är en förhållandevis liten detalj, även om fastspänningsprocessen med en krympchuck förbrukar en marginell mängd energi.
Om man tittar på andra fastspänningssystem är energiförbrukningen vid krympning högre vid operativ användning än med en hydraulisk chuck eller fräschuck. Om man tittar på hela produktlivscykeln för en verktygshållare, vilket inkluderar produktion, underhåll och kassering, framträder en helt annan bild.

Tillverkningen av en hydraulisk chuck kräver betydligt mer ansträngning och energi på grund av dess mer komplicerade struktur. Förutom högprecisionsbearbetning av enskilda komponenter tillkommer lödning av expansionshylsan, ytterligare värmebehandling för att förhindra att lödfogen går sönder, samt den ansträngning som krävs för rengöring, montering och oljepåfyllning. ”Enligt vår erfarenhet är den energi som krävs för produktion cirka tre gånger så hög som för krympchucken”, förklarar Andreas Haimer. ”Förutom krympchuckar har vi även hydraul chuckar i vår omfattande portfölj, även om deras listpriser är två till tre gånger högre än för krympchuckar på grund av den komplexa produktionsprocessen. De är den rätta lösningen för vissa tillämpningar. Men de är inte mer hållbara. Våra analyser har visat att en hydraul chuck kräver ca 25 kWh mer energi att tillverka än en krympchuck. Omvänt, sett till produktens livscykel, innebär det att en krympchuck med ett energibehov på 0,026 kWh per krymp- och kylcykel kan krympas nästan 1 000 gånger innan den kräver mer energi än en hydraul chuck.” Detsamma gäller fräschuckar, som är mycket mer komplicerade och innehåller fler komponenter samt fett och smörjmedel.

Liivscykel- och processtillförlitlighet är avgörande

Förutom de ökade tillverkningskostnaderna finns det också en skillnad när det gäller underhåll. Medan Haimers krympchuckar är underhållsfria tack vare den särskilt höga kvaliteten på det varmbearbetade verktygsstålet och, i kombination med Haimers patenterade spol- och krympmaskins teknologi, kan krympas in och ut ett obegränsat antal gånger, måste hydraul chuckar och fräschuckar returneras till tillverkaren senast vart 2-3 år för kontroll av klämkraften, smörjning av klämskruven eller smörjning av systemet samt regelbundet underhåll av chucken på grund av förslitning. Den inbyggda hydraul vätskan eller fettet gör också miljövänlig avfallshantering svårare än med krympchuckar, som inte innehåller några ytterligare komponenter. Förutom livscykeln finns det också betydande skillnader när det gäller processäkerhet: vid torrbearbetning eller otillräcklig kylning i bearbetningsprocessen riskerar hydraul chuckar att spännkamrarna spricker på grund av den höga värmeutvecklingen, inklusive verktygsutdragning och risk för skrot. Krympchuckar är mer robusta och hållbara i detta avseende; om du helt vill eliminera risken för verktygsutdrag finns Haimers Safe-Lock-system tillgängligt som tillval för krympchuckar för 100 % säkerhet.

Energiförbrukning i perspektiv

Men hur beräknas egentligen energiförbrukningen under krympningsprocessen? Att värma upp en krympchuck tar cirka 5 sekunder med en HAIMER krympmaskin. Erfarna användare krymper ett slitet skärverktyg och krymper ett nytt skärverktyg i en enda operation. Verktygshållaren värms och kyls därför bara en gång. Den maximala effekten för en HAIMER Power Clamp-krympmaskin med den patenterade NG-spolen är 13 kW, men genomsnittet är 8 kW. Det innebär att en enda, komplett krympningsprocess förbrukar cirka 0,011 kWh. Utöver detta förbrukar kylningen cirka 0,015 kWh – trots att Haimers enheter kan kyla upp till fem hållare parallellt och samtidigt med nästan samma energiförbrukning. I värsta fall resulterar detta i en total förbrukning på 0,026 kWh för hela processen. Om en kilowattimme kostar 20 cent, kostar krympning och kylning av ett verktyg marginella 0,5 cent.
Och hur ska energiförbrukningen klassificeras när det gäller bearbetningsprocessen, där effektförbrukningen för en fräsmaskin med alla hjälpmotorer är cirka 30 kW? Om man antar att ett verktyg används i ca 1 timme och att även bara en ptocent av bearbetningstiden kan sparas in tack vare den höga koncentriciteten och styvheten eller de förbättrade frässtrategierna på grund av den smala konturen, skulle det innebära 0,3 kWh sparad energi. Det är ungefär 11 gånger den mängd energi som används för krympning.
Andreas Haimer sammanfattar: ”Energiförbrukningen per fastspänningsprocess spelar emförsümbar roll jämfört med frågorna om livscykel, processtillförlitlighet och bearbetningsstrategi. Moderna CAD/CAM-optimerade frässtrategier kan spara 75 procent av bearbetningstiden. Maskinoperatörer måste fokusera på sådana förbättrade processer om de vill vara hållbara och produktiva. Och i ett andra steg bör de välja den mest lämpliga och procesståliga verktygshållaren för dessa strategier.”

Edströms Verktyg förvärvar JPD Verktygsteknik
Edströms Verktyg meddelar att de förvärvat majoriteten av aktierna i JPD, ett etablerat företag specialiserat på skärande verktyg. Förvärvet genomfördes vid årsskiftet...
TechPoint Systemteknik AB och NIKKEN i partnerskap.
TechPoint Systemteknik AB och japanska Nikken har ingått samarbete för att erbjuda den svenska marknaden produkter och service. Partnerskapet gäller främst Nikken...
HAIMERs verktygsrum nu med WinTool och Toolbase System
Haimergruppen blir 25% aktieägare i WinTool AG och kommer överens om ett strategiskt partnerskap med TCM Group, som ger HAIMER globala distributionsrättigheter till...
Ny multifunktionsfamilj bestående av skär och hållare 
NEOTURN-skären har en unik spetsvinkel på 70° vilken ger bättre åtkomlighet jämfört med konventionella 80°-skäret CNMG och en starkare skärspets jämfört med 55°-skäret...
Smart spännbricka nu ännu bättre
RINGSPANN presenterar nu nya 15° spännbrickor till sina flänschuckar och flänsdorn. Det unika är deras spännoggrannhet på bara 10 µm med ett Delta-D på minst 0,7 mm....
Nya Garant master chuck
Oavsett vilken typ av Hydraul Chuck du väljer inom GARANT Master Chuck-familjen kommer den att prestera utmärkt! De nya chuckarna erbjuder ett alternativ till...
Ny verktygshållare – TENDO Silver
På EMO 2023, presenterade SCHUNK en ny verktygshållare – TENDO Silver, som erbjuder idealisk introduktion till hydraulisk hållarteknik och är en allroundverktygshållare...
Nya vinkelhuvudenserien Neoline – Albertis senaste framsteg
En av höjdpunkterna på mässan var presentationen av Albertis senaste Neoline, och vi fick möjligheten att intervjua Johan Nilsson, produktchef på Edeco, som är ansvarig...
Ny VD till GJS verktyg
Lars Bergström har valt att gå vidare med nya utmaningar och lämnar 11/9 över stafettpinnen och VD-rollen på GJS Verktyg till Jens Albrektsson. Jens har lång...
Hantera större arbetsstycken med Gressels C2
Ravema´s leverantör Gressel är en schweizisk tillverkare med ett komplett sortiment av avancerade skruvstycken och helhetslösningar inom fixturering. En av deras mest...
WhizCut skräddarsyr nya hållare för Escomatic och Index
Effektivisera bearbetningsprocessen med WhizCuts senaste innovation — nya maskinspecifika verktygshållare för Escomatic och Index MS-maskiner. Nu breddar svenska...
Behärska processen: Högpresterande brotschning
Snäva borrtoleranser, hög ytkvalitet och nästan perfekt cylindricitet. Borrning med brotschverktyg är ofta det sista bearbetningssteget i produktionen av exakta...
Modulärt verktygssystem för effektivitet
Tack vare sin precision och styvhet erbjuder det modulära verktygssystemet från Paul Horn GmbH en hög grad av flexibilitet för anpassning till olika maskintyper....
Colly Verkstadsteknik växer och förstärker organisationen
Under hösten har Colly Verkstadsteknik vässat organisationen ytterligare och kan med glädje hälsa ett nytt namn välkommen till dem. Jablan Dimitrijevic, med en lång...
Promab blir en del av GJS Verktyg
Promab Verktygsmaskiner startades i Karlstad 1999, under de första åren växte Promab mycket och var en välkänd leverantör av nya och begagnade CNC-maskiner runtom i...
Därför är hydraulchuckar mer hållbara
För att ha en säker fastspänning och radiell rundgång så går det inte att bortse från krymp- och hydraulchuckar. När man ska välja mellan metoderna är tekniska aspekter...
Från hylschuck till 3-backschuck på mindre än en minutBlessing — det spännande företaget
WhizCut tar Wilhelm Blessings smarta lösningar till Sverige. Nyheten, Evoflex3 är en revolutionerande universalchuck som i själva verket är: tre chuckar i en.  — Med...
Secos hydraulchuckar och reduktionshylsor förbättrarverktygshållningen
Tillverkare måste hantera specifika bearbetningsutmaningar på ett kostnadseffektivt sätt. Seco erbjuder ett omfattande program av hydraulchuckar och tillhörande...
Edeco och Triag talar gärna om tid och rum
Uppspänningsteknikens betydelse för industriprocessens effektivitet är något som verktygsspecialisten Edeco Tool gärna trycker lite extra på. Man samarbetar därför med...
Mapal på AMB 2022
AMB-mässan öppnar åter igen sina dörrar i Stuttgart från den 13 till 17 September. Med en monter på 390 m2 i hall 1 på plats D10 presenterar Mapal tydligt sina fyra...
Samarbete minskar ställtiden i längdsvarvarna
WhizCut fortsätter att utveckla precisionsverktyg i världsklass och flera nyheter presenteras på Elmia Produktionsmässor.  En av de främsta innovationerna är...
Framtidsorienterad bearbetning med rull- och tryckpolering
Fler och fler företag inom fordonsindustri, läkemedelsindustri och flygindustri ställer ökade krav på ytkvalitet och minskade toleranser på bearbetade detaljer. Rull-...
Nya MAPAL-kataloger: Hållande, hålbearbetning och fräsning
MAPAL lanserar nya kataloger för hållande verktyg, hålbearbetning och fräsning. Som en del i det har hela produktportföljen setts över, reviderats och kompletterats för...
iTENDO² från SCHUNK är efterföljaren till den intelligenta verktygshållaren iTENDO
iTENDO² är en mer kompakt, kraftfull och flexibel verktygshållare och som erbjuder fler applikationsmöjligheter än sin föregångare. Tack vare sin kompakta design kan...
Smartare bearbetning med Albertis vinkelhuvuden
På temat ”använd ditt huvud för att förstå vad man kan göra med ett (vinkel)huvud” visade italienska Alberti upp en rad nyheter på EMO. Artikel från Aktuell Produktion...
Horn på EMO – med teknologiskt försprång
Tyska HORN är i dag Europas ledande tillverkare av spårbearbetningsverktyg och har sedan 1969 producerat extremt exakta spår-, avstick-, längdsvarv- och fräsverktyg för...
Bonthron & Ewing utökar sortimentet
Bonthron & Ewing har sedan 1 januari 2021 fått rättigheten att sälja hela produktprogrammet från WTO. WTO är en av de ledande aktörerna i världen inom utveckling...
WhizCut vässar sitt utbud av skärande verktyg till precisions-svarvar
Innovation och nytänkande är i fokus när svenska WhizCut breddar sitt sortiment i Sverige, genom ett samarbete med tyska Mas Tools GmbH.  -Mas Tools många...
Nya krympaggregat fullbordar deras verktygspussel
Krymptekniken har funnits inom väggarna hos värmländska Edeco länge. Tillsammans med välkända leverantörer har företaget under många år servat svensk industri med...
Hyvling fyrkantshål
Paul Horn GmbH utökar sitt produktsortiment för hyvling med en ny verktygsgeometri för hyvling av fyrkantiga hål. Verktygen finns för systemen N105, N110 och N177. För...
Precisionschuck med tre backar nu tillgängliga från norelem
Noggrannhet och effektiv hållning av arbetsstycken har alltid varit nyckeln till ett lyckat tekniskt arbete. Nu kan konstruktörer hålla arbetsstycken säkert med högsta...
Uppkopplad verktygshållare
SCHUNK går in i en ny era av verktygshållare. Nu i september börjar leveransen av den hydrauliska verktygshållaren iTENDO som är den mest uppkopplade verktygshållaren...
Specialverktyg riktade mot rörproduktionen
Dormer Pramet är känt som en av de ledande leverantörerna av verktyg för tillverkning av rör och tuber och har nu utökat sitt sortiment av hyvlingsverktyg. Ett...
Ny generalagent för myTec i Norden
MyTec tillverkar hydrauliska dorn och chuckar för precisionsuppspänning av arbetsstycken för bearbetningsmaskiner och mätrum. MyTec har även goda referenser inom...
Ny leverantör till verktygsbolag
ZWT Zisterer tillverkar form- och profilverktyg, företrädesvis med vändskärslösningar men också från solid hårdmetall för tillverkning av detaljer med hög...
Samma hållare för SPÅRSTICKNING och GÄNGNING
SmiCut har vidareutvecklat sitt FourCut gängverktyg så att det även finns för spårstickning. Ingen underläggsplatta behövs därför att man har slipat in extra släppning...
Ny huvudkatalog från Mitsubishi Materials
Mitsubishi Materials lanserar nu under våren 2019 sin nydesignade huvudkatalog C008 över sitt standardprogram av skärande och hållande verktyg. En ny layout -Mitsubishi...
Breddar sortiment med precisionschuck
Verktygsspecialisten Edeco Tool breddar sitt sortiment med chuckar och krympteknik från välkända tyska BILZ. Nytillskottet ger Edeco ett genomtänkt komplement till ett...
Partnerskap mellan Boeing Portland och verktygsbolag utökas med samarbete vid OMIC R&D
The Oregon Manufacturing Innovation Center Research and Development (OMIC R&D) förtsätter att utöka sitt samarbete på marknaden. Denna månad är det HAIMER, ett...
Ett lyft för bearbetningssäkerheten
Sandvik Coromant, specialisterna på skärverktyg och verktygssystem, har introducerat en hydraulisk högprecisionschuck för svarvning med marknadens bästa...
Tribos hållarsystem nu även för drivna verktyg
I framtiden kommer högprecisionssystemet SCHUNK TRIBOS med polygonal spännteknik att användas även för svarvar och automatiska roterande transfermaskiner. SCHUNK,...
Verktygshantering – Förberedd för Industri 4.0
HAIMER Gruppen, marknadsledande inom värmekrymp- och balanseringsteknologi, har blivit en komplett systemleverantör för verktygshantering. Under EMO 2017 i Hannover...
Mapal presenterar nya verktygskopplingen CFS
Med högre hårdmetall priser, större krav på process stabilitet och enkel hantering. Så går verktygstrenden för roterande verktyg mot system med utbytbara huvuden för...