En färsk undersökning från OpenText visade att 92 % av tillverkarna anser att företagets samhällsansvar (corporate social responsibility, CSR) är viktigt för deras rykte på marknaden. Även om stålsvarvning till sin natur är en tillverkningsprocess som genererar mycket spill, kan tillverkarna ändå förbättra sin hållbarhet utan att kompromissa med bearbetningssäkerheten – till och med när man ställs inför de aldrig tidigare skådade utmaningar som coronapandemin innebär. Här förklarar Rolf Olofsson, Product Manager vid Sandvik Coromant, den globala ledaren inom skärande bearbetning, ett annorlunda sätt att se på stålsvarvning.
Läs hela artikeln i vår E-Tidning, Klicka här
Enligt de 17 globala målen för hållbar utveckling som FN har satt upp förväntas tillverkare minimera sin miljöpåverkan, och då inte bara nöja sig med att optimera energiförbrukningen. Även om CSR är viktigt för företag uppskattar Sandvik Coromant att tillverkare slösar bort mellan 10 % och 30 % av materialet vid bearbetningsprocesserna, med en typisk bearbetningseffektivitet på under 50 %, vilket omfattar design, planering och bearbetning.
Så, vad kan tillverkarna göra? I FN:s mål rekommenderas två huvudsakliga sätt som också tar hänsyn till faktorer som en ökande befolkning, ändliga resurser och den linjära ekonomin. Det första är att hantera utmaningarna med teknik. Industri 4.0-koncept – som cyberfysiska system, big data eller Internet of Things (IoT) – nämns ofta som vägen framåt för tillverkare som vill minska sitt spill.
Detta tar inte hänsyn till det faktum att de flesta tillverkare ännu inte använder moderna maskiner med digital kapacitet vid stålsvarvning.
De flesta tillverkare är medvetna om hur viktigt valet av skärsort är för att göra stålsvarvning ännu effektivare och produktivare, och hur detta påverkar den övergripande funktionen och verktygslivslängden. Men många missar något viktigt genom att inte ta hänsyn till hela verktygskonceptet, allt från avancerade skär och verktygshållare till användarvänliga digitala lösningar. Alla dessa faktorer kan göra stålsvarvning hållbarare genom att sänka energiförbrukningen och minimera spillet.
Sänkta skärhastigheter
Tillverkare står inför en rad utmaningar när de stålsvarvar. Bland annat att få fler detaljer per egg från ett och samma skär, öka spånavverkningshastigheten, korta cykeltiderna, optimera lagernivåerna och, så klart, minimera materialspillet.
Men tänk om det finns ett sätt att klara av alla dessa utmaningar som också leder till bättre övergripande hållbarhet? Ett sätt att minska energiförbrukningen är att sänka skärhastigheten. Tillverkarna kan upprätthålla produktiviteten genom att i motsvarande grad öka matningshastigheten och skärdjupet. Förutom att spara energi leder det också till längre verktygslivslängd. Vid stålsvarvning har Sandvik Coromant sett att en genomsnittlig ökning av verktygslivslängden på 25 %, i kombination med tillförlitliga och förutsägbara prestanda, kan minimera mängden materialspill från både arbetsstycket och skäret.
Rätt val av skärsort tar oss en bit på vägen mot målet. Därför utökar Sandvik Coromant utbudet med ett par nya hårdmetallsorter för P-svarvning, GC4415 och GC4425. GC4425 ger ännu bättre slitstyrka, varmhållfasthet och seghet, medan sorten GC4415 är utformad för att komplettera GC4425 när det krävs ännu bättre prestanda och varmhållfasthet.
Båda sorterna kan användas i tuffa material som Inconel, olegerat stål, rostfritt stål och ISO-P-material som är särskilt komplicerade och svåra att bearbeta. Rätt sort kan hjälpa dig att bearbeta fler detaljer i massproduktionsprocesser och/eller batchproduktionsprocesser.
Sorten GC4425 ger extremt hög bearbetningssäkerhet tack vare att egglinjen hålls intakt. Eftersom skäret kan producera fler detaljer per egg, går det åt mindre hårdmetall för att bearbeta samma antal komponenter. Dessutom gör skär med konsekventa och förutsägbara prestanda att man kan undvika skador på arbetsstycket, vilket minimerar kasseringen av material och arbetsstycket. Båda fördelarna minskar mängden producerat skrot.
Både GC4425 och GC4415 har dessutom skärsubstrat och beläggning som har utvecklats för att stå emot höga temperaturer bättre. Detta minskar effekten som orsakas av för höga temperaturer och gör i sin tur att skäret i högre grad kan bibehålla skäreggslinjen vid högre temperaturer.
Men tillverkare bör också överväga att använda skärvätska med skäret. Om du använder ett verktyg med övre kylning och undre kylning kan det vara fördelaktigt att stänga av den övre kylningen för vissa operationer. Spånavgång, kylning och smörjning mellan verktyget och materialet i arbetsstycket utgör skärvätskans primära funktioner.
Korrekt applicerad skärvätska ger maximal produktivitet, högre bearbetningssäkerhet samt förbättrad verktygsprestanda och komponentkvalitet. Att använda verktygshållare med invändig skärvätsketillförsel kan också förbättra skärlivslängden.
Skala av lagren
Både GC4425 och GC4415 har andra generationens Inveio®-lager, en texturerad aluminiumoxibeläggning med kemisk ångavsättning (CVD) (Al2O3) som har tagits fram för bearbetning. Om man tittar på Inveio i mikroskop ser man att ytans kristaller är vända åt samma håll. Kristallorienteringen har dessutom förbättrats betydligt i den andra generationens Inveio-beläggning. Nu är alla kristaller i aluminiumoxidbeläggningen vända åt samma håll i ännu högre grad, vilket skapar en stark barriär mot skärzonen.
Inveio ger skäret hög slitstyrka och längre livslängd. Verktyg som håller längre är förstås bra när man vill sänka kostnaden per detalj. Dessutom innehåller materialets hårdmetallsubstrat en hög andel återvunnet hårdmetallmaterial, vilket gör den till en av de mest miljövänliga sorterna.
För att testa de utlovade egenskaperna har sorten GC4425 genomgått förmarknadstester hos Sandvik Coromants kunder. Hos ett företag inom allmän verkstadsindustri användes både en konkurrents skär och skäret GC4425 i tillverkningen av pressvalsar. En ISO-P-sort utsattes för kontinuerlig utvändig axiell bearbetning och medelgrov finbearbetning vid en skärhastighet (vc) på 200 m/min, matningshastighet på 0,4 mm/varv (fn) och ett djup (ap) på 4 mm.
Tillverkare mäter normalt verktygslivslängden i antal bearbetade arbetsstycken (detaljer). Medan konkurrentens sort bearbetade 12 detaljer innan den blev för sliten på grund av plastisk deformation, tillverkade Sandvik Coromants skär 18 detaljer, vilket innebar att den arbetade 50 % längre med stabil och förutsägbar förslitning.
Exemplet visar vinsten man kan göra när rätt bearbetningselement får samarbeta, och hur rekommendationer om första val av verktyg och skärdata, från en tillförlitlig partner som Sandvik Coromant, kan öka bearbetningssäkerheten och minska tidsspillet när man letar efter rätt verktyg. Online-verktyg har också visats sig vara populära när tillverkare ska bedöma vilka svarvskär och sorter som passar deras behov bäst, till exempel CoroPlus® Tool Guide.
För att underlätta själva processövervakningen har Sandvik Coromant också utvecklat programvaran CoroPlus® Process Control som kan övervaka bearbetningen i realtid och agera enligt programmerade protokoll om specifika problem uppstår – till exempel genom att stanna maskinen eller byta ut ett slitet skärverktyg.
En perfekt cirkel
Detta leder oss till FN:s andra rekommendation för hållbarare verktyg: genom att övergå till en kretsloppsekonomi kan man börja betrakta avfallsprodukter som råvaror och återföra dem till ett resursneutralt kretslopp. Det blir allt tydligare att en kretsloppsekonomi kan vara både sund ur ett miljöperspektiv och lönsam för tillverkare.
Detta omfattar återvinning av solida hårdmetallverktyg – vi vinner alla på att utslitna verktyg hålls borta från deponier och skrotupplag. Både GC4415 och GC4425 innehåller en stor mängd återvunnen hårdmetall. Att tillverka nya verktyg från återvunnen solid hårdmetall kräver 70 % mindre energi än att tillverka dem från nya råmaterial, och det innebär också att koldioxidutsläppen minskar med 40 %.
Sedan har vi också Sandvik Coromants återvinningsprogram för hårdmetall, som är tillgängligt för alla våra kunder världen över. Företaget återköper utslitna skär och solida hårdmetallverktyg från sina kunder, oavsett fabrikat. Det är faktiskt nödvändigt, om du tänker på hur sällsynta och begränsade råmaterialen kommer att vara i ett längre perspektiv. Den beräknade totala reserven av volfram i världen är till exempel cirka sju miljoner ton, vilket motsvarar cirka 100 års förbrukning. Sandvik Coromant har nu uppnått en återvinningsgrad på 80 % genom sitt återköpsprogram för hårdmetallverktyg.
Trots den rådande osäkerheten på marknaden kan tillverkare inte glömma sina andra åtaganden, inklusive CSR. Tillverkare som har ett nytt sätt att se på verktyg och har rätt hårdmetallskär på plats kan förbättra sin hållbarhet utan att kompromissa med bearbetningssäkerheten – och stå emot de utmaningar som coronapandemin har skapat på marknaden på ett effektivare sätt.
Läs hela artikeln i vår E-Tidning, Klicka här
