Niccolò Machiavelli, portalgestalten för den moderna politiska filosofin, menade att ”den som önskar ständig framgång måste ändra sitt beteende med tiden”. Vi lever verkligen i nya och osäkra tider med de pågående verkningarna av covid-19 på branschen. Här förklarar Rolf Olofsson, som är produktchef på Sandvik Coromant, varför detta är rätta tiden för verkstäder att övergå till en ny generation av verktygslösningar för att möta utmaningarna vid svarvning av ISO P-stål och få produktionen mer effektiv och produktiv.
Krönika: Rolf Olofsson Sandvik Coromant
För tillverkare finns det alltid en risk med att överge det invanda sättet att göra saker och ting – oavsett om det gäller en tillverkningsprocess, en kommunikationsmetod eller beprövade maskiner och verktyg. Inte konstigt att det är lätt att falla tillbaka på ”att inte laga det som fungerar”. Kan ett nytt verktyg eller en ny digitaliserad process skapa mer oreda än vad som lönar sig?
Det vilar dock ett större ansvar än någonsin på tillverkare att förändras med sin tid – alldeles oavsett om de står inför scenarier med mass- eller batchproduktion. En undersökning som utförts av den internationella advokatbyrån Pinsent Masons har identifierat tre huvudsakliga drivkrafter för förändring.
För det första, så framgår det av en enkät med 100 tyska tillverkare och tyska studenter att omvälvande Industri 4.0-teknik, som artificiell intelligens (AI) och intelligent automatisering, just nu ”utlöser en ny industriell revolution”. För det andra, så driver kraven på grön omställning tillverkarna snabbare mot affärsmodeller med lägre koldioxidutsläpp. För det tredje, så fann Pinsent Masons att ”makroekonomiska faktorer som Brexit, och nu även covid-19, kommer att splittra upp de globala försörjningskedjorna”.
Hur kan tillverkarna övervinna dessa tre hinder utan att tappa fokus på de två huvudutmaningarna: att öka produktionen och sänka kostnaderna? Och hur klarar de av detta vid bearbetning av en av de vanligaste och mest komplexa arbetsmaterialgrupperna, ISO P (stål)? Svaret ligger i nästa generations verktyg – även om den senaste generationens verktyg fortfarande fungerar.
Rätt utrustning
Låt oss börja med att ta en titt på de två ständiga målen för tillverkare som vill uppnå lönsam stålsvarvning, nämligen att öka produktionen och sänka kostnaderna. Tillverkare bör aktivt försöka sänka de nödvändiga produktionskostnaderna för sin specifika situation. Situationen beror på om de sysslar med mass- eller batchproduktion och är svårare att förutsäga i covid-19-tider, när tillverkarna ställs inför snabbt föränderliga scenarier med hög eller låg efterfrågan som de måste anpassa sig till.
Tillverkarna måste alltid sträva mot att maximera sin produktivitet vid bearbetningen. Något som, enligt vad Sandvik Coromant kommit fram till, kan sänka de totala komponentkostnaderna med 15 %. För att kunna upprätthålla en högre produktivitet vid bearbetningen är det även nödvändigt att öka spånavverkningshastigheterna och minska antalet komponenter som måste kasseras eller omarbetas, så att fler färdiga stålkomponenter kan tillverkas på kortare tid.
Av central betydelse är här tillverkarens val av verktyg, framför allt valet av skär. Det är därför som Sandvik Coromant rekommenderar att man väljer skärsorter för stålsvarvning som ger den mest förutsägbara och konstanta prestanda.
Håll formen
Sandvik Coromant har utökat sitt befintliga sortiment med två hårdmetallskärsorter med höga prestanda, GC4415 och GC4425. Skärens benämning refererar till P15 och P25, som visar vilka krav som olika arbetsförhållanden ställer på bearbetningsparametrarna – skärdata, ytjämnhet, skärdjup, bearbetade eller grova ytor, kontinuerliga eller intermittenta skärförlopp.
De två nya hårdmetallskären från Sandvik Coromant kan uppfylla dessa parametrar. Medan GC4425 ger ökad slitstyrka, varmhållfasthet och seghet, är GC4415 är utformad för att komplettera GC4425 när det krävs ännu bättre prestanda och varmhållfasthet.
Båda innehåller den andra generationens Inveio®-beläggningsteknik. Vad det är som gör Inveio unikt går att se på mikroskopisk nivå: materialets yta har en enhetlig kristallorientering. Varje kristall är riktad mot skäreggen, vilket skapar en stark barriär som förbättrar motståndskraften mot grop- och fasförslitning. Värmen leds också bort snabbare från skärzonen, vilket håller skäreggen i form under längre ingreppstid.
GC4415 och GC4425 kan alltså bearbeta ett större antal detaljer inom en riggning för mass- eller batchproduktion. De båda skären bidrar till utökad verktygslivslängd, eliminerar plötsliga brott och minskar antalet omarbetningar och kasseringar.
Med förmågan att bearbeta fler komponenter med endast en riggning, kan de nya skärsorterna minska både antalet produktionsavbrott som orsakas av återkommande skärbyten och tidsåtgången för att hitta rätt skär till olika applikationer och material. Dessa två faktorer hör till de värsta tidstjuvarna vid modern produktion.
Skärvätska kan förbättra skärens prestanda ytterligare, ge ännu bättre prestanda i alla avseenden och spela en avgörande roll för att sänka de totala produktionskostnaderna. När skärvätskan tillförs underifrån regleras värmen i skärzonen och därmed ökar skärlivslängden och bearbetningen blir mer förutsägbar. Detta gör att operatören kan öka skärhastigheten eller matningen, vilket möjliggör ökad produktivitet och maximerad produktion.
Dessutom är precisionstillförsel av skärvätska med förinställda munstycken riktade exakt mot skärzonen ett bra sätt att få god spånkontroll. Det är därför som korrekt applicerad skärvätska ger maximal produktivitet, högre bearbetningssäkerhet samt bättre verktygsprestanda och komponentkvalitet. Allt detta mycket viktiga beståndsdelar i en framgångsrik bearbetningsprocess.
Vi har undersökt hur faktorer som val av verktyg och användning av skärvätska kan ge påtagliga fördelar vid bearbetning – men vad kan tillverkare vinna på att tillämpa nya metoder vid stålsvarvning?
Specialisterna på Sandvik Coromant ställde sig frågan, och svaret blev ett nytt förhållningssätt som vi kallar PrimeTurningTM. Det har utformats för att utgöra ett bra val vid massproduktion eller vid tillverkning av komponenter som kräver täta omriggningar och verktygsbyten.
Om svarvning är en flaskhals, begränsar det främst antalet komponenter som företag kan tillverka per körning. Tillverkarna behöver därför tänka om när det gäller svarvningsprocessen för att kunna få ut maximal produktion av sina moderna maskiner, som för närvarande underutnyttjas.
Det är här som PrimeTurning kan ge stöd, genom att erbjuda flexibiliteten att svarva i alla riktningar. Med hjälp av PrimeTurning kan mekaniska verkstäder åstadkomma en flerfaldig produktivitetsökning utan att försämra bearbetningssäkerheten eller verktygslivslängden. Det har visat sig vara en mycket mer effektiv och produktiv metod än konventionell svarvning.
Beläggningstekniken Inveio® ger en enhetlig kristallorientering på mikroskopisk nivå, vilket förbättrar slitstyrkan. 
GC4425-skäret ger ökad slitstyrka, varmhållfasthet och seghet.
Positiv förändring
I ett fall ställde en tillverkare inom allmän verkstadsindustri GC4415-skäret mot ett skär från en konkurrent vid bearbetning av ett arbetsstycke av AISI/SAE CMC 02.1-stål med brinellhårdheten 220 HB.
Vid axiell, utvändig svarvning och lätt grovbearbetning av arbetsstycket körde kunden GC4415 med en högre skärhastighet (vc) på 300 m/min (984 fot/min) och en matningshastighet (fn) på 0,33 mm/varv (0,013 tum/varv) jämfört med konkurrentens skär, som kördes med en vc på 250 m/min (820 fot/min) och en fn på 0,25 mm/varv (0,009 tum/varv). Konkurrentens skär kunde bearbeta 200 detaljer per egg innan det gick sönder, medan GC4415 klarade att bearbeta 256 detaljer innan det ens började uppvisa några tecken på risk att gå sönder.
Genom att byta till GC4415 och öka skärdata lyckades kunden uppnå en produktivitet på 210 % och sänka kostnaderna med 53 %.
Som exemplet visar, gäller Machiavellis påstående att ”den som önskar ständig framgång måste ändra sitt beteende med tiden” även för dagens tillverkare.
För mer information: Sandvik Coromant
