Skärning i avancerade material
Fokus var bearbetning inom sektorn "aerospace", som väntas expandera kraftigt kommande år. Seminariet hölls vid Mori Seikis teknikcentrum i Roissy nära storflygplatsen Charles de Gaulle, med närvaro av top-management från båda företagen. Flygindustrin är en mycket speciell industrisektor. Oavsett låg- eller högkonjunktur finns en stor efterfrågan på flygtransporter. Nya krav på minskade utsläpp och bättre transportekonomi driver utvecklingen framåt, och behoven att ersätta åldrande flygplan växer för varje år. En sammanfattning från Sandvik Coromant UK sammanställer ordersituationen för Boeing resp Airbus och bilden är minst sagt spännande. Boeings uppskattning av totalmarknaden för kommersiella flygplan är att inom de närmaste 12 - 15 åren kommer ca 27 000 frakt- och passagerarplan att byggas. Boeing slog 2007 sin egen rekordnotering för erhållna order med fem veckor kvar på året och hade medio 2008 ca 3 000 plan i order. Vid nuvarande produktionstakt motsvarar detta över fem års tillverkning av 737, fyra år av 777 och nära sex år av 787-modellen! Airbus ökade under 2008 sin produktionstakt från 32 plan per månad till 44! Fler, större, bättre ekonomi, bekvämare - det finns många krav på nya flygplan, och det är stora och små komponentleverantörer som ska ta fram byggbitarna till dem. Och detta ställer krav på allt bättre produktionslösningar för att hålla uppe produktiviteten hos leverantörerna. En del av dessa lösningar kommer från företag som Mori Seiki och Sandvik Coromant, som nu gemensamt ville visa hur de båda företagen utvecklat och vidareutvecklar sin teknologi för att ge kunderna allt vassare redskap. Masahiko Mori, vd för Mori Seiki, inledde med att kort kommentera den ekonomiska krisen. Han väntade sig att den skulle kunna medföra en "störd affärssituation" som kan bli så långvarig som två till tre år framåt. Mori Seiki satsar ändå framåt, och han nämnde att en pågående utbyggnad av företagets "Iga Campus" ska stå klar i oktober 2009, med en tillbyggnad på 40 000 m2 yta till de befintliga. Mori Seiki har visat stort intresse för europamarknaden de senaste åren. Man har sålt 31 000 maskiner i Europa, och vi har förut berättat om företagets köp av det anrika schweiziska Dixi. Uppköpen av företag har fortsatt, med schweiziska Tobler, som tillverkar fixturer, chuckar, spännhylsor och medbringare, och man har ett samarbete med Sauter finmekanik på området revolvrar med drivna verktyg. Seminariet i Roissy gav också de ca 120 deltagarna möjlighet att se närmare på många nya Mori Seiki maskiner, däribland den nya horisontella fleropen NH6300 i dess andra generation. Den är ett exempel på Mori Seikis satsning på ökad energieffektivitet, med en genomsnittlig energiförbrukning som är 10 % lägre än dess första generation. Dr Mori framhöll den tillsammans med det nylanserade svarvcentrumet NT6600 som exempel på nyutveckling från Mori Seiki och avslöjade också att man under första halvåret 2009 kommer att lansera den nya vertikalfräsen Dura Vertical 7000 samt en svarv NZL 6000/2000 för upp till 2 m svarvlängd och med möjlighet att föra in stång med diameter över 0,5 m genom spindeln! Om Sandvik Coromants intressen inom aerospace talade vice vd Lennart Lindgren, som nu är ansvarig för Coromants globala marknadsföring. Han framhöll segmentet som det mest avancerade området för skärande bearbetning, med svårbearbetade material i gruppen HRSA, Heat resisting super alloys, samt lättmaterial som titanlegeringar. De kan ha en skärbarhet som är en fjärdedel av den för stål, och de är samtidigt mycket dyra med prisnivåer kring 100 USD per kilo, så misstag får inte förekomma. Geometrierna är komplexa (motordetaljer med bl a turbinskovlar) och tunna väggar och djupa fickor är vanligt förekommande när man fräser ur flygplansstrukturens skott och balkar. Sandvik Coromant har en strategi för arbete med aerospacerelaterade frågor, som kort kan beskrivas som att man vill tolka och förstå kraven tillsammans med kunden, utveckla avancerade lösningar och slutligen sprida den know-how som tas fram. Man har också skapat en organisation för arbetet med aerospace, med idag ca 300 utpekade specialister, berättade Lennart Lindgren: - Vi vill vara med tidigt i konstruktionsarbetet för att kunna ge råd om konstruktion för att nå bästa bearbetningsresultat! Sandvik Coromant har också länge haft ett "Application Research Centre" i Sverige, och med tillväxten av den engelska flygindustrin till en andraplats i världen efter den i USA, har Coromant också etablerat ett "Aerospace Application Centre" vid sitt engelska huvudkontor i West Midlands. Application Centres har man också satt upp i USA, och ett nytt centrum är på väg att startas upp i Orleans i Frankrike. Kunskap om de speciella kraven inom aerospace är alltså central för att lyckas, och Sandvik Coromant är också delintressent i AMRC i Sheffield. AMRC står för Advanced Materials Research Centre, som är ett samarbete mellan världens största företag inom aerospace och ett antal internationella akademiska institut. Mer om det senare, AMRC hade en egen punkt under seminariet. Före de direkt aerospace-inriktade programpunkterna presenterades några allmänna utvecklingstendenser för Moris Seikis maskinutveckling, vilka bör intressera alla produktionstekniker. Man talade om programmet för komplexa produkter, vilket speciellt gällde maskinerna ur serierna NMV, NMH och NT, och med komplexa avsågs här möjligheterna att integrera flera bearbetningsoperationer (fräsa, borra, svarva, slipa) i samma maskin tillsammans med följdoperationer som balansering och mätning. Den utvecklingen framhölls som bland det viktigaste för att nå målet snabba omställningar, och man deklarerade öppet att Mori Seikis mål är att integrera alla operationer i en maskin! Vägen dit går på flera spår: Mori Seikis styrsystem MAPPS III-plattformen, realtids kollisionskontroll, hårdvara för nätverksfunktioner och fjärrdiagnos. Men viktigt är också att ge CAM-programleverantörerna tidig information om maskinutvecklingen, så att de kan utveckla de CAM-program som krävs! De grundläggande byggelementen i Mori Seikis maskiner får fortsatt vikt i utvecklingen: DCG, dvs drivning med krafterna genom tyngdpunkten för berörda maskinelement, DDM direktdrivna motorer med hög dynamik, BMT drivna verktyg med motorn integrerad i revolvern (en utveckling man driver tillsammans med Sauter), samt DRC, den åttkantiga balken som leder spindelmotorns y-rörelser. Man pekade också på den Long Boring Bar för borrning i djupa fickor, som når upp till 1 270 mm med hållare typ Coromant Capto, ända upp till storlek 8. Efter gemensam genomgång visades några exempel på bearbetning av Inconel och titanmaterial. I en Mori Seiki NT 5400 visades svarvning av titan med mycket högt tryck, 80 bar. Här har Sandvik Coromant tagit fram verktygssystemet Coroturn HP med Coromant Capto hållare, som försetts med kanaler för att rikta högtrycksvatten mot skärzonen för att bilda en "kil" av vatten mellan verktyg och spåna. Man skyddar verktyget och därtill får man bort spånor från zonen så att man undviker störningar vid verktygsbyten eller växling av arbetsstycken. Högt tryck ökar avverkningen vid skärning i rostffritt stål, Inconel och titan, och delar upp långa spånor till lättrensade korta spån. Ännu högre tryck, uppåt 200 bar, är ofta optimalt men kan vara svårt att leda fram högre tryck från maskin till verktygsytan. Strömningen ska också vara laminär, trots det höga trycket! Många adaptrar med olika vinklar fanns att tillgå. I en följande demonstration visades skärning av en skiva i Inconel 718 med hårdhet 44 HRC, som skulle förses med en kraftig underskärning m m. Det utfördes i en NT 4300 och verktygsmaterialet var keramik. En ny sorts finkorning karbid, GC 1115, nämndes även. Man pekade på keramikens högre skärhastighet på 1 000 m/min att jämföra med hårdmetallens 30 m/min. Det ger produktivitet, med matning på 0,07 – 0,11 mm men med många skär och korta delar av periferin i ingrepp. Nästa praktiska moment gällde bearbetning av ramverk m m, med ofta djupa fickor och avverkning av stora volymer material. Det visades i en NH 6300 och verktyg till dessa operationer har Sandvik Coromant tagit fram till en växande "produktportfölj" för aerospace. Det gällde bl a Coromill 690, en valsfräslikande kropp med kylning till varje skär, i-lock under vändskären för att ge stabila fästen, fyrsidiga skär med långa sidor och rombiska ändskär. Även Coromill Plura med små hörnradier, där en nyhet var Plura high feed cutter med 4 – 20 mm diam, samt Plura Finishing Endmill. För denna typ av bearbetning hade man utformat en strategi som i korthet går ut på att särskilja alla den bearbetade detaljens särdrag (features) och bestämma sig för hur vart och ett av dessa ska bearbetas och dessutom analysera hur bearbetningen av ett särdrag påverkas av de angränsande. En betydande del av seminariet behandlade sådana resultat som kommit fram från den forskning som drivs vid institutet Advanced Manufacturing Research Centre i Sheffield, där många företag med intressen inom aerospace är medlemmar, vilket framgår av vår bild. Både Sandvik Coromant och Mori Seiki är med. Två anföranden behandlade arbeten från AMRC, det första om "Produktionsutveckling inom aerospace". Där tog man upp trender som globalisering och outsourcing, minskning av antalet underleverantörer som en möjlighet till rationalisering (vilket ofta leder till att det ställs större krav på de som återstår). Vidare på tekniksidan förutsågs mer svårarbetade material komma i bruk, till ökande kostnad. Detta åtföljs av mer komponenter enligt principen "near net"-formgivning, för att ge ökat utbyte och mindre arbete med bearbetning. Inga exempel gavs dock på detta. Och så siades om den koldioxidfria fabriken som ett framtida mål. AMRC arbetar i integrerade grupper med olika inriktningar och med tillgång till en stödorganisation för t ex labb och mätningar. Bedömningar, "Objective Assesment", är viktiga, för att t ex finna gränser för stabila förhållanden vid bearbetning och bestämma skärdata som är stabila men effektivare än de hittills använda. Andra insatser har gällt optimering i användningen av multitasking (kombinationsmaskiner för t ex fräsning och svarvning). Här gavs exempel på olika detaljer där AMRC hade funnit många och stora möjligheter till snabbare bearbetning. Ett gällde bearbetning av propellernav i en multitaskingmaskin, där man kunnat minska tiden med spånskärning med 45 %, och tiden i maskin då spån inte skars minskades från tre tilmmar till under en halvtimme. Alla operationer kunde göras i samma uppspänning och ledtiden minskade därmed från tre veckor till ett skift! Resultaten av arbetet vid AMRC används av partnerföretagen i deras egen kundnära utveckling. Av t ex Sandvik Coromant vid det egna Aerospace Application Centre, men även omsatt i olika handböcker. Vid seminariet delade man ut application guides med titlar som Milling – Good Practise, Heat Resisting Super Alloys eller Milling Methods, böcker som måste vara mycket viktiga för produktionstekniker inom de flasta områden. Handboken om HRSA innehåller t ex en omfattande jämförelsetabell över HSRA-materials egenskaper. Det avslutande föredraget kunde med hänsyn till dess nyhetsvärde lika gärna varit det första. Det handlade om en webbaserad operatörsutbildning, "Education-on-demand", utvecklad av Mori Seiki i USA och uppdelad i ett grundläggande utbildningssteg före installation av en maskin, ett mellansteg i en maskinnära miljö, och ett avancerat avslutande steg i en skolliknande miljö med maskinoperationer och programmering. Men allt sker över internet. Tillgängligheten är 24 timmar per dygn, alla dagar i veckan. Nio språkversioner fanns att välja mellan. Ett exempel från NT-maskiner visar elva kapitel att lära in, där t ex det sjätte handlar om ATC-systemet och det tionde om förebyggande underhåll. Varje avsnitt avslutas med kunskapsprov och man får inte gå vidare förrän man fått godkänt! Det här är en alldeles färsk utveckling. Vid Mori Seiki University var man vid tiden för seminariet färdiga med utbildning på maskinserierna NL, NH, Duraturn, Duravertical, NT och NMV. I början av 2009 skulle också komma utbildning på t ex NV- och NZ-serierna. För att prova på utbildningen måste man kontakta Mori Seiki och få användarnamn och lösenord.