Pulverteknik för kritiska detaljer
Detaljer som passar för pulverpressning kan normalt också tillverkas genom bearbetning av ämnen, smidas eller gjutas. Bearbetning är en universell metod, mycket kunskap finns och med dagens verktygsmaskiner kan praktiskt taget alla formande operationer utföras. Men det tar tid och kostar pengar, och utbytet blir ofta onödigt lågt. Men säkerheten i kalkyler och operationer gör ändå ofta att man väljer bearbetningsvägen. Med gjutna eller smidda produkter kan man förforma ämnena till "nära netto"-dimension och därmed minska den spånskärande bearbetningen till några få operationer och nå höga materialutbyten. Men processvägen är energikrävande och lång, delvis svår att automatisera och kräver uppmärksamhet på varierande materialegenskaper i olika riktningar. Pulvermetallurgisk tillverkning slutligen ger högt utbyte, oftast med få efteroperationer. Ett stort urval av pulvermaterial finns som kan ge de materialegenskaper som behövs. Kompressionen av pulvret i pressverktyget medför vissa begränsningar i vilka former som kan fås. Det gäller alltså för konstruktören att finna lösningar där man kan utnyttja pulvermetallurgins möjligheter. Genom vänligt tillmötesgående från Atlas Copco kan Verkstäderna visa ett aktuellt exempel från tillverkningen av handverktyg i företagets Tierpsfabrik. I Tierp möts vi av Lisa Larsson och Göran Rohdén. De arbetar båda på företagets inköpsavdelning, med att tillgodose produktionens behov av olika material. - Vi delar in materialbehoven i tre grupper, där A-gruppen tillverkas i våra egna produktionsavdelningar, medan B- och C-gruppen är detaljer som går att lägga ut på externa leverantörer, förklarar Göran Rohdén, som arbetar med "nya projekt" vid Atlas Copco Tools i Tierp. Inköpsavdelningens uppgift är att se till att inköpta detaljer har rätt kvalitet och levereras i rätt tid till rätt pris. Kostnadsmässigt är andelen köpta detaljer cirka 55 procent och tenderar att öka, berättas vid vår rundtur senare i produktionen. - En viktig uppgift är också att söka och prova nya vägar för att ta fram kritiska detaljer, t ex detaljer med hög produktkostnad, förklarar Lisa Larsson, som arbetar strategiskt med utveckling av leverantörsbasen för gjutgods till Atlas Copco Tools. En sådan detalj av stor betydelse är den sammanbyggda planetväxel/koppling som ingår i vissa luftdrivna handverktyg. Där reduceras lamellmotorns höga varvtal på flera tiotusentals varv per minut till normalt användningsvarvtal för verktyget. I detta fall gäller det en mutterdragare, och planetväxeln är sammanbyggd med en koppling för fram- eller backgång. Förut tillverkades den kopplingen genom bearbetning i SS2541 i flera delar som sammanfogades. Man startade då ett samarbete med FJ Sintermetal med mål att i stället tillverka kopplingens tre delar i sintrat material. - Kortfattat beskrivet så började arbetet med en genomgång av konstruktionen tillsammans med våra och FJ Sintermetals konstruktörer. Redan där såg vi nya möjligheter, som att vi kunde få fler kuggar i kransen, vilket är fördelaktigt. För att kunna prova och säkerställa uthålligheten i sintrat utförande, utan att ta fram dyra pressverktyg, pressades "kutsar" i sintermaterial, som sedan bearbetades på vanligt sätt. Kopplingar som tillverkats på detta sätt långtidsprovades i vårt laboratorium i Nacka med hundratusentals start/stopp, berättar Göran Rohdén. - Vi blev klara med växellådan för cirka två och ett halvt år sedan efter bland annat mycket arbete med att nå tillräcklig precision i bearbetningen, säger Göran Rohdén. Som exempel nämner han en kugghjulskrans med diameter 28,022 mm, där toleransen för delningslinjen i kuggkransen är +0,015 mm och -0,00 mm. - Men nu görs kopplingen i sintrat utförande. Vi frågar förstås om effekten på produktkostnaderna, och får ett klart positivt svar: - Besparingen i inköpspris vid övergång till sintrade detaljer är 50-80 procent i de bästa fallen. Kopplingen var ett sådant exempel, berättar Lisa Larsson. Därmed får vi nöja oss. Men det framgångsrika exemplet har haft andra positiva effekter: - Intresset har ökat från Atlas Copcos konstruktörer och produktion att lära mer om pulvertekniken. Vi tror att användningen av pulvermetallurgiskt tillverkade detaljer kommer att öka. Pulvermaterialen visar en jämn och stadig förbättring i sina egenskaper. Vid konstruktion av nya produkter kan man ta till vara pulverteknikens möjligheter. En viktig faktor i sammanhanget är att finna en leverantör som kan få ekonomi i tillverkningen även vid mindre serier. FJ Sintermetal har med en maskinpark byggd för snabba omställningar möjlighet att producera serier om 5 000-10 000 detaljer per år, och där ungefär ligger också Atlas Copcos behov.