3

Bilder

Fig. 2 – Ved boring forbedrer bruk av antivibrasjonsstenger ytelsen og reduserer strømforbruket. Foto: ISCAR

Av Joppe Næss Christensen 5. desember 2023 09:00

Begrepet "bærekraft" har blitt stadig mer populært de siste årene. Det er ofte sett i overskrifter, omtalt i former for nyhetsmedier, vitenskapelig forskning og praktiske seminarer. Er ordet bærekraft bare et trendord og et spørsmål i tiden, spør verktøyprodusenten ISCAR.

Vektleggingen av bærekraft stammer fra global økende bevissthet beregnet på kritiske miljøspørsmål og klimaendringer, hovedsakelig forårsaket av menneskelig aktivitet. Fokuset på bærekraft gjenspeiler vårt dype engasjement for å sikre en bedre fremtid for planeten og kommende generasjoner.

Følgelig har bærekraft blitt fremtredende på ulike felt, alt fra hverdagsliv og næringsliv til transport, byplanlegging og produksjon. Produksjon bør utvilsomt være bærekraftig. I dag er det utbredt anerkjennelse og enighet om dette. Produksjonsprosesser bruker naturressurser, forbruker energi, skaper avfall og forurenser miljøet. Vi kan dempe den negative miljøpåvirkningen bare ved å ta i bruk bærekraftige produksjonsteknologier.

Reduserer miljøpåvirkningen

Maskinering er fortsatt en primærmetode for å produsere deler av maskiner og mekanismer. Derfor er spørsmålet mer enn noen gang aktuelt om hvordan man gjør bearbeiding bærekraftig. Et skjæreverktøy er direkte i kontakt med det bearbeidede arbeidsstykket – former det, og fjerner overskuddsmaterialet i form av metallspon. Kan et skjæreverktøy være en nøkkelfaktor for å forbedre bærekraften? Svaret på spørsmålet ovenfor er utvilsomt, absolutt ja!

Til tross for sin beskjedne størrelse sammenlignet med andre elementer i et teknologisk system, kan skjæreverktøyet spille en sentral rolle for å oppnå bærekraftig produksjonspraksis. Sponavvirkning under maskinering er en energikrevende prosess. Imidlertid er skjæreverktøyet utformet for å være energieffektivt og kan derfor redusere energiforbruket betydelig.

Virkningen av sentrale verktøyegenskaper skal ikke undervurderes. Avanserte skjæregeometrier minimerer skjærekreftene, mens antivibrasjonsutforming reduserer sperring, som forårsaker kraftsvingninger. Progressive belegg forbedrer smøreevnen, reduserer friksjonen og effektive kjølingsmetoder reduserer effektivt varmeutviklingen. Til sammen reduserer disse verktøyelementene miljøpåvirkningen av maskineringsoperasjoner betydelig.

Viktig konsept

I mange tilfeller kan et skjæreverktøy hindre produktivitetsvekst, og begrense den fulle realiseringen og egenskapene til moderne maskiner. Derfor spiller verktøy som garanterer høyere produktivitet en avgjørende rolle for å redusere maskineringstid, maskinkraftforbruk og klimagassutslipp (GHG). Pålitelige skjæreverktøy med lang levetid reduserer hyppigheten av verktøybytte eller freser. Dette reduserer maskinens nedetid forbundet med verktøyskift, og forbedrer til slutt den totale produksjonseffektiviteten.

I tillegg kan bruk av skjæreverktøy som gir en bedre overflatefinnish redusere bearbeidingsmonn eller spon. Som et resultat oppnås en dobbel effekt som reduserer både bearbeidingstid og spon.

Derfor er begrepet "bærekraftig skjæreverktøy" ikke bare en forbigående trend, men et viktig konsept som gradvis blir integrert som et grunnleggende prinsipp for bærekraftig produksjon. Til syvende og sist er det ytelsen som angir hovedparameteren for å analysere et verktøy. Å forstå de ulike aspektene ved hvordan et skjæreverktøy kan påvirke bærekraft, former i stor grad kravene til moderne verktøy og styrer utviklingen av dem.

Redusert miljøavtrykk

En casestudie viser hvordan ISCARs verktøy forbedrer maskineringsbærekraft. Hvordan kan et skjæreverktøy forbedre bærekraften? En kort gjennomgang av utvalgte ISCAR-produkter hjelper til med å forstå dette. Designkonseptet verktøy med utskiftbare skjæredeler bidrar betydelig til bærekraftig utnyttelse av skjæremateriale.

ISCARs verktøysystemer med utskiftbare hardmetallhoder, som Multi-Master og Sumocham, gir et godt eksempel på dette konseptet ved å tillate rasjonell bruk av hardmetall. I tillegg til den tradisjonelle tilnærmingen med å spare materiale, gir de nevnte systemene ytterligere fordeler knyttet til bærekraft. Både Multi-Master- og Sumocham-familiene har høy repeterbarhet, noe som muliggjør realisering av «No-Setup-Time»-prinsippet. Dette betyr at utskifting av et slitt hode ikke krever ytterligere oppsettsoperasjoner for å justere verktøyparametere. Som et resultat reduseres maskinens nedetid betydelig.

LOGIQ-3-CHAM representerer neste trinn i utviklingen av boreverktøy med utskiftbare hoder, basert på egenskapene til forgjengeren Sumocham boreserie. En parameter som skiller LOGIQ-3-CHAM fra de andre boresystemene er dens tre skjær (fig. 1), i motsetning til de tradisjonelle to. Denne endringen muliggjør økt mating og hastighet på opptil 50 prosent. Ved siden av forbedret produktivitet, gir denne nye utformingen også bærekraftfordeler ved å redusere energiforbruk og klimagassutslipp. Boring av 16 mm diameter hull med 80 mm dybde, i en del laget av lavlegert stål, eksemplifiserer disse egenskapene godt. Med en verktøylevetid på 500 hull, sammenlignet med en konkurrents bor med et utskiftbart hode med to spor, resulterer bruken av ISCARs LOGIQ-3-CHAM-verktøy 26 prosent reduksjon i syklustid og 19 prosent reduksjon i energiforbruk. Følgelig reduseres CO2-utslippet med 19 prosent.

Kostnadsbesparelser

Antivibrasjonsutformingen til skjæreverktøy spiller en viktig rolle for å redusere strømforbruket, forlenge verktøyets levetid og forbedre overflatefinnishen. ISCAR har utviklet vibrasjonsdempende løsninger som bruker ulike prinsipper. Disse inkluderer vibrasjonsdemping gjennom spesialutviklete mekanismer, som i borestenger (fig. 2), samt utvikling av spesifikke vibreringsbestandige skjæregeometrier. Geometrien inkorporerer variabel helix og ulik vinkelstigning i flerskjærsfreser og hardmetallhoder, sammen med sponsplitter for effektiv sponsplitting i vendeskjær (fig. 3). I tillegg sikrer disse verktøyene og skjærene bedre sponhåndtering, noe som forbedrer ytelsen i maskineringsprosessen. Den smarte utformingen til lommereduksjonen gjør det mulig å montere skjær i mindre størrelse, noe som gir muligheten til å utvide bruken av eksisterende verktøykropper i stedet for å kjøpe nye. Dette reduserer ikke bare råvareavfall, men bidrar også til å redusere klimagassutslippene.

Additiv produksjon har introdusert nye bærekraftige funksjoner i verktøyutforming. For det første muliggjør additive teknologier produksjon av en verktøykropp som ligner den endelige formen, noe som minimerer behovet for ferdigbearbeiding, og reduserer forbruket av verktøymateriale betydelig. I tillegg gjør disse teknologiene det lettere å lage innvendige kjølevæskekanaler på en optimal måte, og forbedrer kjølevæskestrømmen gjennom verktøykroppen til skjæresonen.

Eksemplene i denne artikkelen illustrerer hvordan energi- og materialeffektive, slitesterke skjæreverktøy kan ha en betydelig innvirkning på teknologisk bærekraft. Slike verktøy bidrar ikke bare til å redusere energiforbruk og avfall, men bidrar også til kostnadsbesparelser og miljøforvaltning.

For mer informasjon se: www.iscar.com og www.svea.no

Kilde: ISCAR