Kies digitaal, kies de juiste boor

Hoe kunnen fabrikanten winstgevend en volgens hun eigen voorwaarden digitaliseren? James Thorpe, wereldwijde productmanager bij gereedschappenproducent Sandvik Coromant, legt het uit.

Hoewel de voordelen van Industrie 4.0 tegenwoordig goed worden begrepen, zijn er nog veel fabrikanten die hun processen nog niet digitaliseren. Eén perceptie is dat het toepassen van Industrie 4.0 op bestaande productieconfiguraties duur is, terwijl dat in feite niet zo hoeft te zijn. Een andere reden voor de trage acceptatie is dat fabrikanten geen reden zien om hun bestaande gereedschapconfiguratie en processen te upgraden. Waarom zouden ze het wijzigen wanneer er geen sprake is van ‘defecten’? Fabrikanten in deze categorie zijn wellicht onzeker hoe Industrie 4.0 past in hun gevestigde manier van werken.

De waarheid is dat geautomatiseerde Industrie 4.0 technologieën grote voordelen kunnen opleveren voor de resultaten. De ervaring van Sandvik Coromant is dat een 20% toename in de machinebezettingsgraad kan leiden tot een 10% hogere bruto marge en geautomatiseerde systemen kunnen de actieve tijd van een machine enorm verhogen. De hedendaagse Industrie 4.0 technologieën, waaronder sensoren en ‘machine learning’ kunnen ook gunstig zijn voor het minimaliseren van het aantal productiestops. Dit is inclusief stops die nodig zijn voor het vervangen van versleten gereedschappen, zoals boren.

Voorheen moesten operators vertrouwen op handmatige bewaking voor het detecteren van slijtage van bewerkingsgereedschappen. Een recent rapport van PWC wijst in de richting van het Industriële Internet of Things (IIoT) als een alternatief. Een voorbeeld hiervan is Sandvik Coromant’s CoroPlus Machining Insights platform.

Middels Machining Insights, kunnen CNC-machines verbinding maken via Ethernet en informatie in grotere volumes overdragen dan ze momenteel kunnen. Dit omvat productiedata voor het verbeteren van de efficiëntie van de werkplaats en de overall equipment effectiveness (OEE) (algehele doelmatigheid van de apparatuur). En dit is niet beperkt tot nieuwe machines. De meeste machines kunnen worden aangesloten op het netwerk, en er zijn adapters voor oudere machines om deze compatibel te maken. Met andere woorden: Industrie 4.0 kan gemakkelijk worden geïntegreerd, zelfs met bestaande hardware.

Voorspelbare slijtage

Machining Insights is ontworpen om fabrikanten een betere zichtbaarheid te bieden van bewerkingsprocessen en informatie te bieden voor het identificeren en elimineren van stilstandstijd en inefficiëntie. Dit omvat lange perioden van grotendeels of volledig geautomatiseerde processen.

Laten we eerlijk zijn, één van de grootste bedreigingen voor de productie is onvoorspelbare standtijd. Beheersbare slijtage en het elimineren van discontinue, onbeheersbare slijtage vormen de sleutel tot succes zodat een gereedschap geautomatiseerde productie goed kan ondersteunen. Sandvik Coromant had dit in gedachten bij de ontwikkeling van de CoroDrill 860 met verbeterde -GM geometrie, een volhardmetalen boor met nieuw ontwerp, die is geoptimaliseerd voor een breed scala aan materialen en toepassingen, voor alle sectoren van de industrie.

Unieke benadering qua ontwerp

Voor Sandvik Coromant’s specialisten is de sleutel tot een langere standtijd niet beperkt tot de hoeveelheid tijd die een gereedschap in gebruik is, maar ook het boorontwerp zelf. De CoroDrill 860-GM heeft een gepolijst spaangroefontwerp. Dit verbetert de spaanafvoer en resulteert in een betere gatkwaliteit, terwijl het ook helpt bij het reduceren van de hitteopbouw en snijkrachten tijdens het boren. Andere kenmerken van het boorontwerp zijn een versterkte kern en hoekaanschuiningen, snijkantvoorbereiding voor het verwijderen van micro-defecten en een dubbele geleiderand voor een verbeterde boorstabiliteit.

De punt van de boor is ook ontworpen met verfijnde vrijloophoeken en verbeterde oppervlaktewaarde. De CoroDrill 860-GM is geschikt voor alle toepassingen waar de gatkwaliteit van doorslaggevend belang is. Dit omvat onder andere lucht- en ruimtevaart, algemene techniek, olie- en gas, kernenergie en duurzame energie. Haar geoptimaliseerde betrouwbaarheid heeft zich ook bewezen in de automotive productie, waaronder het boren van motorblokken, flenzen en spruitstukken.

Gereedschapstechnologie in de praktijk

Met de toenemende automatisering van de productie, vormt de onvoorspelbare standtijd een steeds groter probleem. In Korea ervoer een automotive producent precies dit probleem en werkte samen met Sandvik Coromant om de standtijd te verbeteren. De toepassing maakte gebruik van de CoroDrill 860-GM voor het boren van doorgaande gaten voor connectoren voor automotive transmissies. Er werden in totaal acht doorgaande gaten met een diameter van 8,2 mm in elk onderdeel geboord met een diepte van 10 mm.

Het voorgaande gereedschap produceerde 200 componenten, 1600 gaten in totaal, met een snijsnelheid (Vc) van 80 m/min (3102 tpm) en een voeding (Vf) van 381 mm/min. De CoroDrill 860-GM produceerde 2300 componenten (18400 gaten) met een Vc van 100 m/min (3878 tpm) en Vf van 814 mm/min. Het resultaat was een significant verbeterde standtijd van 1150% en een productiviteitstoename welke de kosten per component significant verlaagde.

Behalve het realiseren van een langere standtijd, kunnen deze gereedschappen ook betere snijgegevens bieden en daarmee snellere snijsnelheden. Een machinebouwer in de VS was zelfs in staat een 57% snellere snijsnelheid te realiseren bij het gebruik van de CoroDrill 860-GM vergeleken met een boor van een concurrent. De toepassing gebruikte het gereedschap voor het boren van sensorbehuizingsonderdelen gemaakt van 304 roestvaststaal — 11 gaten in elk, 6,6 mm in diameter.

Sandvik Coromant en Autodesk Fusion 360 combineren expertise rondom CAM-software-oplossingen en gereedschapsdata

Ga online

Om de standtijd te verbeteren, moeten fabrikanten investeren in Industrie 4.0 technologieën, zoals Machining Insights om de slijtage te bewaken. Dat gezegd hebbende, moeten ze niet over het hoofd zien dat ze om te beginnen ook moeten investeren in performante gereedschappen. Sandvik Coromant’s CoroPlus^® Tool Guide vereenvoudigt de gereedschapskeuze. Door de online applicatie te openen via een webbrowser en het invoeren van het werkstukmateriaal en de toepassing, kunnen gebruikers het beste volhardmetalen ronde gereedschap en de snijgegevens vinden voor hun vereisten.

Ondertussen vormt samen met Machining Insights, de digitale bewerkingsportfolio van Sandvik Coromant CoroPlus Process Control, een procesbesturingsoplossing die bestaat uit zowel hardware als software. De oplossing bewaakt machines in real-time en handelt automatisch op basis van gedefinieerde regels, in plaats van het slechts bieden van een alarmering. Acties kunnen bijvoorbeeld het stoppen van een machine zijn in geval van een botsing, of het vervangen van een versleten gereedschap.

Er zijn talloze productiviteits-, winst- en onderhoudsvoordelen beschikbaar voor machinewerkplaatsen die bereid zijn hun weerstand tegen het omarmen van Industrie 4.0 te overwinnen. Dankzij het juiste gebruik van deze technologieën kunnen fabrikanten digitaal gaan op hun eigen voorwaarden — en tot de 30% van de fabrikanten gaan behoren die werden genoemd in het IoT Analytics rapport, die zijn voorbereid op een onvoorspelbare toekomst.

Sandvik Coromant en Autodesk combineren CAM-expertise

Sandvik Coromant gaat samen met Autodesk één van de meest voorkomende uitdagingen bij het werken in CAM aanpakken, namelijk de complexe taak om snijgereedschappen te specificeren om de meest effectieve manier te bepalen waarop ze gebruikt worden.

Met de introductie van meer dan 2.500 nieuwe producten per jaar, staat Sandvik Coromant bekend vanwege haar expertise op het gebied van bewerkingsoplossingen. Het samenwerkingsverband zal Sandvik Coromant is staat stellen deze kennis met nog meer CAM-gebruikers in Autodesk Fusion 360 te delen. “De hedendaagse wereld van de maakindustrie wordt steeds competitiever”, legt Jonas Ström uit, product manager bij Sandvik Coromant. “Materialen zijn lichter, harder en sterker, machines zijn geavanceerder, series kleiner en het ontwerp van het werkstuk wordt steeds complexer. Dit alles leidt tot een toenemende noodzaak voor CAM-programmering en bekwame CAD-gebruikers. Als ingenieurs ontdekken CAM-gebruikers graag nieuwe technologieën en testen ze graag oplossingen, maar ze zijn vaak beperkt door de tijdsrestricties die gepaard gaan met CNC-bewerking. Door hen met één druk op de knop toegang te geven tot gereedschapsinformatie, aanbevelingen en kennis van unieke bewerkingsmethoden, hopen we hun proces te vereenvoudigen.”

CAM-gebruikers vertrouwen doorgaans op het handmatig overdragen van gegevens uit gereedschapscatalogi en het invoeren van de parameters in de CAM-software. Dit proces is vaak arbeidsintensief. “Produceren en het verspanen van metaal zijn op zich al complexe processen en ze worden vaak moeilijker gemaakt door het handmatig beheren van de gereedschapsinformatie, hetgeen resulteert in vertraagde insteltijden en meer kans op bewerkingsfouten”, zegt Srinath Jonnalagadda van Autodesk. “Door het combineren van onze CAM-software-oplossingen met Sandvik Coromant’s kennis en expertise op het gebied van gereedschappen, helpen wij klanten tijd te besparen en efficiëntie te verbeteren in de voorbereidingsfase.”