Gereedschappen online op maat maken helpt fabrikanten bij diversificatie-uitdagingen

Maatwerkproductie — het proces van het ontwerpen, berekenen en produceren van goederen op basis van de unieke specificaties van een klant — vormt unieke uitdagingen voor fabrikanten. Bij de productie van hoge aantallen, is het doel van de werkplaats om duizenden — of miljoenen — producten te maken tegen lage kosten per eenheid. Ontwerp- en fabricagemethoden stellen bedrijven in staat goederen te leveren tegen prijzen die acceptabel zijn voor de klanten, met een kleine winstmarge per eenheid die zich vermenigvuldigt over de hele productie-run.

Unieke maatwerkcomponenten

Maar het is een heel ander verhaal bij unieke maatkwerkcomponenten, of kortere productieseries. De operator moet de snijgegevens en de keuze van het gereedschap aanpassen om de kwaliteit en productiviteit te garanderen en om te waarborgen dat de hierboven genoemde prijspunten worden gehaald. Deze parameters moeten snel worden geïmplementeerd, om een producttype te produceren waar een operator wellicht nog nooit mee heeft gewerkt. Daarnaast kan er bij het proces sprake zijn van het bewerken van moeilijke werkstukmaterialen, zoals geharde staalsoorten, ongelegeerde staalsoorten of hittebestendige superlegeringen (HRSA).

Dit vormt al een behoorlijke uitdaging voor werkplaatsen die al gewend zijn om, op dagelijkse basis, allerlei maatwerkproducten te produceren uit verschillende moeilijke materialen.Maar nu is het nodig voor andere fabrikanten om ook deze weg in te slaan. Omdat de aanhoudende Covid-19 pandemie onvoorspelbare effecten heeft op de industrie, met name in relatie tot vraag en aanbod, worden fabrikanten aangemoedigd om nieuwe inkomstenbronnen, leveranciersbestanden en producten te verkennen.

Herstel naar vóór Covid-19 niveaus

Een recent Make UK report toonde aan dat het wel tot 2022 zal duren voordat de productiesector in het VK zich herstelt naar de niveaus van vóór Covid-19, hetgeen mogelijk dit jaar alleen al £35,7 miljard kost in bruto toegevoegde waarde. Het rapport onderzoekt ook ’s werelds meest gevestigde productielanden, waaronder de VS en Duitsland. De bevindingen van Make UK onderschrijven dat fabrikanten hun klantenbestanden moeten diversifiëren om te helpen groei te realiseren, vraag te handhaven en een overmatige afhankelijkheid van één specifieke markt of klant te vermijden.

Maatwerk gereedschapoplossingen

Dus, werkplaatsen die ooit gespecialiseerd waren in één gespecialiseerd productiegebied stellen hun CNC-draaibanken en -freesmachines nu open voor een breder scala aan moeilijke en uitdagende materialen, met geminimaliseerde wisselingen tussen productiebatches. Dit komt neer op nieuwe componenten, gereedschapsgeometrieën en specificaties; en operators hebben in real-time instelbare besturings- en datasystemen nodig die hierop zijn afgestemd. Het is ook waarschijnlijk dat standaard gereedschappen niet altijd optimaal zijn uitgerust om de beste resultaten te bieden. In plaats daarvan moeten fabrikanten maatwerk gereedschapsoplossingen overwegen voor een continue productkwaliteit — maar hoe kunnen ze dit snel en winstgevend doen?

De CoroDrill 860 met -GM-geometrie is ontworpen voor alle toepassingen waar productiviteit en gatkwaliteit van doorslaggevend belang zijn.

Waarom maatwerk maken?

Laten we eerst eens kijken wat er nodig is om een maatwerk boor te maken en waarom dit belangrijk is. De spaangroefgeometrie, de kern, de snijkanten en de aanschuiningen van de boor zijn allemaal intrinsiek gerelateerd aan de eindresultaten zoals gatkwaliteit, productiviteit en gereedschapsslijtage, alsmede operationele factoren zoals de niveaus van de snijkracht en het koppel dat kan worden uitgeoefend op de boor.

Voor Sandvik Coromant’s gereedschapsspecialisten, is het ontwerp van de boor alles. Dit wordt met name duidelijk in haar geoptimaliseerde programma van volhardmetalen boren, met verbeterde ontwerpen waaronder geavanceerde geoptimaliseerde punt- en spaangroefgeometrie, versterkte kern en hoekaanschuiningen, snijrandvoorbewerking voor het verwijderen van micro defecten van de snijkant en een dubbele geleiderand voor het verbeteren van de boorstabiliteit.

Populaire boor

Een goed voorbeeld is de CoroDrill 860 met -GM geometrie. Deze boor is vooral populair bij fabrikanten in de algemene techniek of gemengde productie, omdat hij is ontworpen voor alle toepassingen waar productiviteit en gatkwaliteit van kritisch belang zijn. De CD860-GM wordt ook in verschillende andere industriesectoren gebruikt zoals in de lucht- en ruimtevaart, olie en gas, kernenergie en hernieuwbare energie. Haar geoptimaliseerde ontwerp is tevens beproefd in de automotive productie, waaronder het boren van motorblokken, behuizingen, flenzen en spruitstukken. In Korea gebruikte een automotive fabrikant de CoroDrill 860-GM voor het boren van doorgaande gaten voor connectoren voor automotive transmissies.

Een boor van een concurrent produceerde in totaal 200 componenten en 1600 gaten met een snijsnelheid (Vc) van 80 m/min (3102 TPM) en een voeding (Vf) van 381 mm/min. De CoroDrill 860-GM daarentegen, produceerde 2300 componenten (18400 gaten) met een Vc van100 m/min (3878 TPM) en een Vf van 814 mm/min. Het resultaat was een significant verbeterde standtijd van 1150% en toont het belang aan van het combineren van het boorontwerp en snijgegevens op manieren die leiden tot optimale prestaties.

Net dat beetje extra

Maar wat wanneer een werkplaats extra prestaties nodig heeft van haar gereedschapsoplossing welke de standaard leverbare opties niet kunnen bieden? De meeste operators zullen wel eens in een positie zijn geweest waar een kortere boor, of een andere diameter betere resultaten zou hebben opgeleverd.

Hier komt het op maat maken van gereedschap om de hoek kijken, hetgeen dankzij de moderne technologie kan bestaan uit het op maat maken van bestaande standaard gereedschappen of het ontwikkelen vanaf nul van een nieuw gereedschap. In dit geval verwijst ‘moderne technologie’ naar Sandvik Coromant’s Tailor Made, een online hulpmiddel waarmee gebruikers op maat gemaakte gereedschappen kunnen specificeren overeenkomstig hun eigen specifieke behoeften voor het produceren van een bepaald onderdeel.

Inloggen en configureren

Kort samengevat kunnen gebruikers inloggen en hun eigen configuraties in de software invoeren, hetgeen bijvoorbeeld het op maat maken van een bestaande boor kan betekenen — zoals de CoroDrill 860-GM. Stel dat ze een 18 mm diameter willen met 36 mm bruikbare lengte en Weldon schacht. Al deze parameters kunnen worden toegevoegd, hetgeen de gebruiker de vrijheid geeft om hun eigen afmetingen en vereisten op te geven. De software kan ook parameters aanbevelen, zoals boorlengte.

Het Tailor Made hulpmiddel is een voorbeeld hoe ingenieurs en fabrieksmanagers in toenemende mate hun toevlucht nemen naar online hulpmiddelen om concrete voordelen in de dagelijkse praktijk te realiseren. Maatwerk gereedschap is vooral nuttig bij het bewerken van componenten met veel gaten en vele toepassingen, zoals automotive motorblokken.

Tijdsvoordelen

Er zijn ook tijdsvoordelen, omdat de eindgebruiker niet hoeft te wachten op een offerte. Want Tailor Made is 24 uur per dag, 7 dagen per week toegankelijk; een voorbeeld hoe fabrikanten in toenemende mate online gaan om met leveranciers te communiceren. Volgens onderzoek door Sana, koopt 19% van de fabrikanten tenminste 90% van hun producten online.

Een voordeel hier is de snellere doorlooptijd. Dit is vooral handig wanneer fabrikanten zich snel moeten aanpassen aan nieuwe orders voor unieke maatwerkcomponenten, zonder tijd te verliezen of qua kwaliteit in te boeten.

Met slechts één muisklik

De belangrijkste voordelen van een maatwerk gereedschapsontwerp hebben echter betrekking op de bewerking en de prestaties.  Neem bijvoorbeeld een fabrikant die op zoek was naar het realiseren van productiviteitsverbeteringen voor één van haar productlijnen. De klant had twee gereedschappen gebruikt om een kenmerk te produceren, om precies te zijn een gat en een verzinking voor een M10 bout met fijne schroefdraad. De geproduceerde componenten hadden 45 gaten, en in sommige gevallen tot wel 90 gaten.

De standaard oplossing van de klant, een trapboor met de boor en verzinking gecombineerd, bleek niet geschikt. Dit werd veroorzaakt door de geometrie van het kenmerk en dat de twee bestaande gereedschappen niet een voldoende grote verzinking zouden produceren.

In plaats daarvan kon de klant, middels Sandvik Coromant’s Tailor Made, online gaan en een nieuw gereedschap ontwerpen. Binnen enkele minuten had de software een 2D DXF bestand gegenereerd, en ook een 3D-weergave, samen met de prijs en doorlooptijd. De klant kon zien dat een paar kleine wijzigingen nodig waren in de geometrie van het gereedschap.

Dit duurde enkele momenten, en het gereedschap werd opnieuw ingediend en de software presenteerde direct de bijgewerkte modellen en tekeningen. Enkele weken later werd de oplossing aan de klant geleverd en het nieuwe gereedschap werd geïmplementeerd in haar productieprocedure.

De klant zei dat hij onder de indruk was hoe gemakkelijk het was om een nieuwe oplossing te creëren en hoe snel de Tailor Made software de resultaten toonde. Daarnaast werd de nieuwe cyclustijd, die werd gerealiseerd met dit proces en behaald met Tailor Made, vergeleken met de oude cyclustijd. De uitkomst was dat door online te gaan, de klant haar cyclustijd met 10% had gereduceerd.

Fabrikanten kunnen voortbouwen op deze prestaties met andere online hulpmiddelen, zoals Sandvik Coromant’s CoroPlus Gereedschapsgids, waarmee gebruikers optimale snijgegevens voor hun vereisten kunnen berekenen en deze kunnen afstemmen met het juiste gereedschap.

Daarnaast beslaan deze online gereedschappen productgroepen binnen alle gebieden van metaalbewerking: draaien, frezen en het maken van gaten zijn alle beschikbaar voor maatwerk. De voordelen voor fabrikanten zijn tweeledig. Ten eerste helpt het hen bij het snel aanpassen naar het produceren — wanneer ze er niet bekend mee zijn — van unieke- of maatwerkcomponenten. Ten tweede kan het fabrikanten helpen bij het beheren van de praktische aspecten van de diversificatie, zoals het van de ene op de andere dag verwerken van een grotere variëteit aan moeilijke materialen of data in hun CNC-machines.