auto’s:
DE TOEKOMST IS VAN PLASTIC
2/11 magazine voor bedrijf en techniek van sandvik coromant
vs:
land van reuzen het Nazcamysterie
GROOT-BRITTANNIË:
luchtvaartleverancier loopt voorop
virtuele perfectie
vliegende start in maleisië
Dave Rolley, projectingenieur, Paul Fabrications.
redactioneel kenneth V sundh President Sandvik Coromant
Doe als de indianen herbergt een van de grootste mysteries van de mens. Wat er op de grond uitziet als smalle kanaaltjes in het droge zand, blijken vanuit de lucht bekeken reusachtige afbeeldingen van dieren te zijn. Niemand weet hoe en waarom die lijnen zijn getrokken, en er is maar weinig bekend over de mensen die ze gemaakt hebben. Waarom zou ik in de inleiding van een bedrijfsmagazine stilstaan bij oude mysteries? Zoals onze nieuwe R&D-manager, Ingrid Reineck, uitlegt bij het verhaal over de Nazcalijnen op pagina 23, heeft het alles te maken met denken buiten bestaande kaders. Er zit waarschijnlijk een onconventioneel
De Nazcawoestijn in zuid-Peru
“Het is een kwestie van buiten bestaande kaders denken.” gedachtenproces achter de Nazcalijnen, en het is juist die manier van denken die uw bedrijf, het onze en de hele branche vooruit helpt. Sandvik Coromant investeert jaarlijks meer dan tweemaal het in deze bedrijfstak gebruikelijke gemiddelde aan onderzoek en ontwikkeling. Dat is iets waar ik trots op ben, want ik zie dagelijks de resultaten van de oplossingen die we creëren samen met enkele van de beste fabrikanten in een van ‘s werelds meest veeleisende bedrijfstakken. Composieten zijn daar een voorbeeld van. Deze lichtgewichtmaterialen worden al veelvuldig gebruikt in de aerospace- en energie-industrie en dringen nu ook door tot de wereld van de personenauto’s. Dat stelt nog
2
metalworking world
hogere eisen aan de efficiency van assemblagelijnen. Lees er meer over op pagina 7. R&D ligt ook ten grondslag aan virtueel bewerken, waarmee nu een flink stuk van een project gedaan wordt lang voordat het feitelijke bewerken op de werkvloer begint. Sandvik Coromant is altijd geïnteresseerd in het ontwikkelen van methodes om efficiency te verbeteren en ons milieu te beschermen. In ons hoofdartikel op pagina 14 leest u hoe Paul Fabrications in Groot-Brittannië met dit soort kwesties omgaat. In het komende jaar zult u veel van onze nieuwe innovaties en oplossingen aantreffen op vakbeurzen over de hele wereld. Zoals altijd zijn vakbeurzen een prima manier om samen uitdagingen te bespreken en te zien hoe we de business kunnen verbeteren. We zijn bijvoorbeeld al druk aan het plannen maken voor de EMO in Hannover, ‘s werelds grootste vakbeurs op ons gebied, die in september gehouden wordt. Ik hoop u daar te zien. Intussen wens ik u een aangename leeservaring.
Kenneth V Sundh President Sandvik Coromant
Metalworking World is een magazine voor bedrijf en techniek van AB Sandvik Coromant, 811 81 Sandviken, Zweden. Tel.: +46 (26) 26 60 00. Metalworking World verschijnt driemaal per jaar in in het Amerikaans en Brits Engels, Chinees, Deens, Duits, Fins, Frans, Hongaars, Italiaans, Japans, Koreaans, Nederlands, Pools, Portugees, Russisch, Spaans, Thai, Tsjechisch en Zweeds. Het magazine is gratis voor klanten van Sandvik Coromant over de hele wereld, en wordt uitgegeven door Spoon Publishing in Stockholm, Zweden. ISSN 1652-5825. Hoofdredacteur en verantwoordelijke onder de Zweedse publicatiewetge ving: Yvonne Strandberg. Account manager: Christina Hoffmann. Redactiemanagement: Johan Andersson. Art director: Emily Ranneby. Technisch redacteur: Christer Richt. Assistentredacteuren: Valerie Mindel, Geoff Mortimore. Coördinator: Beate Tjernström. Taalcoördinator: Sergio Tenconi. Lay-out taaledities: Eva Bengtson. Nederlandse vertaling en redactie: Jan Tazelaar/Wilma de Hoog. Prepress: Markus Dahlstedt. Omslag foto: Samir Soudah.Ongevraagde artikelen worden niet gepubliceerd. Tekst in deze uitgave mag uitsluitend na verkregen toestemming worden overgenomen. Verzoeken daartoe dienen te worden gericht aan de redactiemanager van Metalworking World. Redactionele uitspraken en opinies in Metalworking World zijn niet per definitie die van Sandvik Coromant of de uitgever. Alle correspondentie en vragen met betrekking tot het magazine zijn welkom bij: Metalworking World, Spoon Publishing AB, Kungstensgatan 21B, 113 57 Stockholm, Zweden. Tel.: +46 (8) 442 96 20. E-mail:
[email protected]. Vragen over distributie: Beate Tjernström, Sandvik Coromant. Tel.: +46 (26) 26 67 35. E-mail:
[email protected]. Gedrukt in Zweden door Sandvikens Tryckeri. Gedrukt op MultiArt Matt 115 gram en MultiArt Gss 200 gram van Papyrus AB, gecertificeerd conform ISO 14001 en geregistreerd bij EMAS. Coromant Capto, CoroMill, CoroCut, CoroPlex, CoroTurn, CoroThread, CoroDrill, CoroBore, CoroGrip, AutoTAS, GC en iLock zijn handelsmerken van Sandvik Coromant. Een gratis exemplaar van Metalworking World ontvangen? E-mail uw adres naar
[email protected]. Metalworking World is een informatief magazine. De aangeboden informatie is van algemene aard en dient niet te worden opgevat als advies of uitgangspunt bij het nemen van beslissingen in specifieke gevallen. Het gebruik van de verschafte informatie geschiedt op eigen risico van de gebruiker. Sandvik Coromant is niet aansprakelijk voor rechtstreekse, incidentele, gevolg- of indirecte schade van welke aard dan ook, die in verband kan worden gebracht met het gebruik van de in Metalworking World gepubliceerde artikelen.
inhoud metalworking world #2 2011
7
Composieten maken auto’s lichter
30
5
Het gaat goed met mijnshovelbouwer Bucyrus
CoroMill 170, precisie in focus
Metalworking nieuws..... 4 MVO op de markt............. 6 Lichter rijden.................... 7
Hoogvlieger Maleisië.... 24
Virtueel bewerken in de echte wereld........ 14
Big is beautiful...............30
Wat steekt er achter de Nazcalijnen?..............20
Nader bekeken..............36
20
Wat betekenen de Nazcalijnen?
De oplossing...................38
Technologie CVD-coating kan tegen een stootje
Een vaste hand
Gereedschappen bibliotheek
Heter werken met keramiek
De vraag naar betere prestaties en slijtvastheid heeft geleid tot de ontwikkeling van hoogwaardige CVD-coatings.
Hoe nieuwe snijgereedschappen de precisie en betrouwbaarheid van de boorproces met draagbare machines vergroten.
Een algemeen model voor informatie over snijgereedschappen vergroot effectiviteit en verbetert productiviteit.
Hoe keramiek een populair en effectief alternatief blijkt te zijn voor hardmetaal bij HRSA-bewerking.
12
19
28
35 metalworking world
3
Nieuws wat heb ik eraan? Vijf vragen over de nieuwe norm voor snijgereedschap
1
Wat betekent ISO-13399 voor een metaalbewerkingsbedrijf? “De norm biedt een snelle en nauwkeurige toegang tot informatie over snijgereedschap rechtstreeks van de leverancier.”
2
Moet ik mijn werkwijze veranderen? “Niet echt. De norm biedt neutrale informatie over snijgereedschap, onafhankelijk van enig systeem of bedrijf. Wie een systeem heeft dat aan ISO-3399 voldoet, hoeft niet langer met de hand gegevens uit papieren catalogi in een eigen systeem over te typen.”
3
Wat zijn de algemene voordelen? “Steeds vaker berust geavanceerde functiona liteit in moderne fabricagesystemen op toegang tot relevante informatie over de productiemiddelen. Met deze norm wordt het proces van gegevensverzameling efficiënter en van betere kwaliteit. Dit
bevordert een betere benutting van uw productiemiddelen. De norm bespaart dus tijd en biedt een extra kwaliteitsgarantie.”
4
Zijn er aspecten die een zekere invloed op de branche gaan krijgen? “De beschikbaarheid van informatie in een neutraal, gestandaardiseerd format biedt nieuwe kansen voor de samenwerking tussen de gereedschappenleverancier en de fabrikant – tussen mens en mens, tussen mens en machine en tussen machine en machine.”
5
Wat moet ik nu doen? “We beseffen dat onze klanten niet zelf de ISO13399 importinterface willen creëren. Onze benadering is de Tool Library Services (TLS) (zie pagina 28) te integreren met algemene platforms die onze klanten al gebruiken, zoals CAMsoftware. U hoeft dus niets te doen. Wacht op TLS en de gereedschappendata-importfunctie komt vanzelf naar u toe!” n
Martin Brunnander is senior manager voor technische marketing bij Sandvik Coromant. Lees meer over de nieuwe ISO-norm op pagina 28.
De kunst van het bewerken Moderne methodes tegen een klassiek decor
Groen licht voor nieuw event
Frezen Grote kunst kun je op veel manieren en plaatsen ondergaan. Onder dat motto heeft Sandvik Coromant Denmark de krachten gebundeld met de conservatoren van DieselHouse, een museum in Kopenhagen dat is gebouwd rondom een gigantische HC Ørsted dieselmotor. Dat was dertig jaar lang de grootste motor in zijn soort ter wereld.
bewerken ‘Green Light Machining’ is een andere manifestatie voor fabrikanten, gericht op het beter benutten van bewerkingsmachines. De eerste wordt medio augustus gehouden in Sandviken in Zweden. Daarna wordt het concept wereldwijd uitgerold. Kijk voor meer informatie op www.sandvik.coromant.com of neem contact op met uw plaatselijke Sandvik Coromant vertegenwoordiger. n
4
metalworking world
Het evenement voor klanten was gecombineerd met een seminar en werd druk bezocht. Sandvik Coromant organiseert wereldwijd dergelijke evenementen onder de titel ‘De moderne kunst van frezen.’ Er zijn lezingen over metaalbewerken gehouden en er zijn demonstraties van nuttige oplossingen voor klanten gegeven. n
De HC Ørsted dieselmo tor was 30 jaar lang de grootste in zijn soort ter wereld.
Frisse wind in Engeland
MEL STOUTSENBERGER
energie ‘s Werelds grootste offshore windmolenpark, met de naam Thanet, is voor de oostkust van Engeland in gebruik genomen. Volgens de Zweedse energieleverancier Vattenfall levert het park met honderd windmolens op 12 km voor de kust van Kent genoeg elektriciteit voor 200.000 huizen op. De 115 meter hoge molens staan over 35 vierkante kilometer verspreid. Het windmolenpark heeft 914 miljoen euro gekost en is in twee jaar gebouwd. Groot-Brittannië telt ruim 250 windmolenparken en bijna drieduizend windmolens. Toch leveren duurzame energiebronnen minder dan 3 procent van alle benodigde elektriciteit. Vattenfall is ook eigenaar van het Kentish Flats windmolenpark met dertig molens. Dat is vijf jaar oud en was een van de eerste offshoreparken van het land. n
Groen licht voor zonnecentrale zonnekracht De plannen voor ‘s werelds grootste zonnekrachtcentrale, het Blythe Solar Power Project, zijn goedgekeurd door de California Energy Commission. Het project in de Mojavewoestijn gaat 1000 mega watt leveren, evenveel als een kerncentrale of een grote moderne kolencentrale. De toestemming kwam in december en inmiddels is met de bouw begonnen. Het terrein wordt
Je kunt van alles opsteken over windmolens en carrières op het YouTube-kanaal van Sandvik Coromant: www.youtube.com/sandvikcoromant.
“Je moet een netwerk weten te creëren dat zich uitstrekt in de markt en in de productieorganisatie.” ingrid reineck, manager onderzoek en ontwikkeling bij sandvik coromant. >>> lees meer op pagina 23.
ontwikkeld door Solar Millennium LLC. De eerste twee installaties zullen naar verwachting in 2013 en 2014 operationeel worden. De voormalige gouverneur van Californië, Arnold Schwarzenegger, was zeer ingenomen met het besluit van de commissie om het Blythe-project goed te keuren. “Dit soort projecten zijn de toekomst van de economie van Californië”, zei hij. n
Nieuwe frees voor tandwielbewerking
FREZEN Sandvik Coromant presenteert de nieuwe CoroMill 170. In combinatie met de wisselplaatsoorten GC1030 en GC4240 minimaliseert deze frees de bewerkingstijd en het aantal nabewerkingen voor tandwielen. De CoroMill 170,
ontwikkeld voor een van de zwaarste metaalbewerkingen, is het effectiefst bij ruwfreestoepassingen die precisie en betrouwbaarheid vergen, zoals kruiringen van windmolens, kranen en ander zwaar materieel, en uitwendige en inwendige tandwielkransen. Er zijn twee wisselplaatgeometrieën leverbaar, voor
middelzware en zware bewerkingen. Het is een ideale oplossing voor de productie van in- en uitwendige tandwielkransen van windmolens. n
Koninklijke goedkeuring bezoek Hare majesteit de koningin van Engeland en haar echtgenoot, de hertog van Edinburgh, hebben op 18 november vorig jaar in Sheffield de bouw van een
nieuwe kernonderzoekslab ingeluid. Vertegenwoordigers van Sandvik Coromant, een van de sponsors van het Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre, waren erbij. n metalworking world
5
Chris Jackson
Tore Johannesen
Nieuw windmolen park voor Engeland
youR tube
Grote doorbraak voor zonne-energie in de woestijn van Californië
in het kort Tekst: geoff mortimore Foto: Justin Guariglia
nieuw denken. Chen Shu-chu (geboren rond 1951) neemt haar maat schappelijke verantwoorde lijkheid serieus. Ze doneert een groot deel van wat ze met haar groentekraampje op de markt in Taitung verdient aan goede doelen.
groente en goede doelen
Maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO) op de markt Als je op zoek gaat naar de meest vrijgevige mensen op aarde, denk je niet meteen aan Taitung op Taiwan. Maar de 60-jarige Chen Shu-chu is geen gewone vrouw. Als kind ging ze van school om haar zevenkoppige gezin te helpen onder houden toen hun moeder overleed. Ze werkte toen in een groentekraampje op de markt in Taitung, en dat doet ze nog steeds. Maatschappelijk verantwoordelijk ondernemen wordt steeds belangrijker voor grote organisaties, maar Shu-chu bewijst dat de omvang van je bedrijf er niet toe doet.
6
metalworking world
Ondanks haar bescheiden middelen van bestaan heeft ze bijna 10 miljoen Taiwanese dollar (320.000 USD) aan goede doelen geschonken, waaronder 32.000 aan een kinderfonds, 144.000 voor het bouwen van een bibliotheek van een school en 32.000 aan het plaatselijke weeshuis, waar ze ook drie kinderen ondersteunt. Ze heeft zich daarmee een plaats verworven op de lijst van honderd ‘helden’ van het blad Time in 2010, en ook op de lijst van 48 ‘filantropiehelden’ van Forbes Asia. Ze wil nu een fonds oprichten om de armen met onderwijs, voedsel en gezondheidszorg te steunen. n
Tekst: Tomas lundin
AUTO’S OP DE WEEGSCHAAL Composietmaterialen op koolstofvezelbasis gaan naar verwachting een hoofdrol spelen bij de zoektocht naar lichtere auto’s, maar de uitdagingen voor de seriebouw zijn enorm.
7
ICHIRO, LiseGagne
metalworking world
Ferdinand Dudenhöffer, hoogleraar aan de universiteit van Duisburg-Essen
bouwen waarvan de body als elektrochemische accu fungeert. Maar hoe ver ligt zo’n oplossing nog in het verschiet? Per-Ivar Sellergren, ontwikkelingsingenieur bij Volvo Cars Materials Center, is optimistisch. “Als alles volgens plan verloopt, hebben we eind 2012 een prototype”, zegt hij. De kostprijs is nog wel een punt, maar composieten voor elektrische en hybride auto’s hebben de toekomst, ook al kosten ze voor lopig veel meer dan staal en aluminium. Volgens de berekeningen van Volvo kan een motorkap van het nieuwe accumateriaal even duur worden als die van een normale motorkap plus een lithiumionaccu. “Als fabrikant kunnen we de motorkap van koolstofvezel wat duurder maken omdat de accu in feite gratis is”, zegt hij. Volgens Ulf Carlund, de composietexpert van Volvo Cars, is de productie tot op heden
24
Serieproductie vormt een grote uitdaging voor auto’s in de toekomst.
miljoen hybride of elektrische auto’s worden er in 2025 jaarlijks verkocht.
35 %
van de nieuwe auto’s rijdt volgens prognoses in 2025 nog uitsluitend op fossiele brandstof.
ICHIRO
8
metalworking world
Per-Ivar Sellergren, ontwikkelingsingenieur bij Volvo Cars
te traag geweest en moesten eerdere investeringen in traditionele autofabrieken eerst worden terugverdiend. Het heeft ook te maken met het feit dat traditionele bouwers van stalen auto’s het moeilijk vinden om met composieten te werken. Er bestaat echter een sterke neiging om te veranderen, en het publiek gaat dan ook meer en meer polymerenmaterialen aan de binnen- en buitenkant van nieuwe auto’s tegenkomen, aldus experts van Volvo. Audi heeft met de A2 van aluminium een voorloper op het gebied van lichtgewichtauto’s. In Audi’s ‘lichtgewichtcentrum’ in Neckarsulm, in Zuid-Duitsland, werken technici aan de koolstofvezeltechnologie die al wordt toegepast bij dochteronderneming Lamborghini, en aan de composiettechnologie en -expertise die is ontwikkeld voor de luxueuze Bugatti van moederbedrijf Volkswagen. In de R8 Spyder van Audi, een sportauto die ruim 120.000 euro kost en waarvan er maar vijftien à twintig per dag gebouwd worden, past Audi koolstofvezelversterkte Bill Pugliano
Ulrich Zillmann
Steeds strengere milieu-eisen en het nnn toenemende gebruik van auto’s in steden in ontwikkelingslanden dwingen de auto-industrie tot innovaties. Veel aandacht gaat uit naar nieuwe, lichte carrosserieën en accu’s met een lange levensduur voor hybride of volledig elektrische auto’s. Uiterlijk in 2014 zullen alle autobouwers een hybride model aanbieden, en dat is nog maar het begin. Professor Ferdinand Dudenhöffer, hoofd van het Center for Automotive Research aan de universiteit van DuisburgEssen in Duitsland, heeft het over een technologische verandering. “In 2025 zal het aantal nieuwe auto’s dat alleen op fossiele brandstof loopt, wereldwijd tot 35 procent zijn gedaald”, zegt hij. Volgens een andere prognose worden binnen tien jaar zo’n 24 miljoen hybride of elektrische auto’s per jaar verkocht. En dat is een conservatieve schatting, zegt Dudenhöffer. Alle autobouwers worstelen echter met hetzelfde probleem: het gewicht. De accu verhoogt het gewicht van een volledig elektrische auto met zo’n 250 kilo. Bij een ‘plug-in’ hybride is dat zo’n 200 kilo. Volvo Cars werkt aan een mogelijke oplossing. Samen met onderzoekers van de afdeling Aeronautics van het Londense Imperial College hebben ingenieurs in het Zweedse Gothenburg een composietmateriaal ontwikkeld van een mengsel van koolstofvezel en polymeren, dat energie kan opnemen en vasthouden. Volvo wil in de toekomst auto’s
polymeren toe in de flanken en het dak. Een voorwaarde om deze bouwwijze kosteneffectiever te maken voor goedkopere in serie geproduceerde auto’s, is dat een aantal aluminiumonderdelen vervangen kunnen worden door een enkel koolstofvezelonderdeel. “In plaats van vijf of zes verschillende gereedschappen heb je er dan misschien maar één nodig”, aldus Karl Durst, een ontwikkelingsingenieur in Audi’s Leichtbauzentrum. Hier worden onder andere vezels verpakt in een composietmateriaal om het gewichtsvoordeel ten opzichte van aluminium te vergroten van 17 à 18 procent tot circa 25 procent. Het gaat om een materiaal dat dezelfde belastbaarheid heeft als aluminium. Desondanks zijn er nog ettelijke grote en kleine problemen op te lossen, zegt Durst, bijvoorbeeld de corrosie in
Audi mediaservices
koolstofvezel Composieten in de aerospace- en auto-industrie bestaan grotendeels uit epoxy of vinylester, versterkt met koolstofvezel. De voordelen van deze composieten zijn hun lage gewicht en mechanische eigenschappen zoals een grote stijfheid. Koolstofvezels splijten gemakkelijk, maar kunnen grote hoeveelheden energie absorberen. Dat is nuttig in race auto’s waarbij altijd het risico bestaat op botsingen met hoge snelheden. Minder geavanceerde vezelver sterkte kunststoffen worden al sinds jaar en dag in de auto-industrie ge bruikt. De voormalige DDR produ ceerde ruim drie miljoen Trabants van duroplastic, een materiaal van Russisch katoen en fenolinehars uit chemische fabrieken.n
De Audi R8 Spyder sportauto heeft koolstofversterkte polymeren in de flanken en het dak.
de naden tussen composieten en andere materialen. Ook is er een geluidsfactor. Met elke kilo die de auto lichter wordt, neemt het geluid toe. Dat vergt isolatie, die het gewicht weer opdrijft. Een andere uitdaging wordt het vertrouwd maken van monteurs met het materiaal. “De auto moet in de kleinste Audi-werkplaats waar ook ter wereld gerepareerd kunnen worden”, zegt Durst. HET Fabricageproces moet worden verbeterd. Lars Herbeck, manager van dochteronderneming Voith Composites van de Duitse machinefabriek Voith, voorziet een grote vraag op tal van gebieden. Een daarvan betreft de geoptimaliseerde stroomprocessen voor materialen en een andere de productie van meer dan honderduizend onderdelen per jaar,
die ook een veel langere bewerkingstijd vergen. Vergeleken met aluminiumonderdelen, die per seconde worden gemaakt, kan een groot composietonderdeel 20 minuten tot een uur vergen. Dat werkt in de aerospace-industrie, maar niet bij de grootschalige serieproductie van de auto-industrie, waar per jaar ruim 55 miljoen auto’s gemaakt worden. Oliver Geiger, een onderzoeker van de afdeling composietmaterialen van het Fraunhofer-Institut für Chemische Techno logie in Pfinztal, Duitsland, onderzoekt manieren om grote bedrijven op diverse terreinen te laten samenwerken. Durst van Audi spreekt van de behoefte om een technologische sprong te maken in plaats van op tragere evolutiemechanismes te wachten. Ook Daimler, dat sinds 2004 koolstofvezel
voor zijn raceauto de SLR McLaren gebruikt, zet zwaar in op de nieuwe technologie. In april 2010 is het bedrijf een samenwerking aangegaan met het Japanse bedrijf Toray, ‘s werelds grootste producent van koolstofvezel. Binnen drie jaar wil het bedrijf onderdelen van koolstofvezel ontwikkelen voor modellen met een gemiddeld productievolume van 20.000 à 40.000 stuks per jaar. Aartsrivaal BMW toont intussen aanzienlijk meer lef. Samen met de Duitse partner SGL Carbon investeert BMW 100 miljoen US-dollar in een composietfabriek in Moses Lake, Washington, in de Verenigde Staten. Volgens CFO Friedrich Eichinger van BMW gaat de fabriek “grote volumes tegen concurrerende prijzen” maken. Ze willen de prijs reduceren tot minder dan de helft van de metalworking world
9
Randy Faris
technische achtergrond
Onzekerheid genoeg Composieten in de aerospace-industrie vormen al een groeimarkt. Sandvik Coromant heeft veel gereedschapsoplossingen op dat vlak te bieden, zoals PCD (polykristallijn diamant) en volhardmetaalboren. In de auto-industrie bestaat er echter nog veel onzekerheid over hoeveel vraag er naar composieten gaat ontstaan. Koolstofvezeltechnologie wordt al veel gebruikt in Formule 1-raceauto’s en in dure luxe- en sportauto’s. Maar die worden min of meer handmatig in zeer kleine aantallen vervaardigd. “De massaproductie verkeert nog in het ontwikkelingsstadium”, zegt Francis Richt, die bij Sandvik Coromant aan composietontwikkeling werkt. “Maar we rekenen erop dat we de nieuwe materialen spoedig kunnen gebruiken om het gewicht van elektrische en hybride-auto’s omlaag te brengen.” Richt voegt eraan toe dat de apparatuur in de aerospace complexer is dan bij auto’s, met een grotere nadruk op kwaliteit en gelijktijdige verwerking van composieten en andere materialen zoals titanium. “Auto’s zijn homogener dan vliegtuigen. Er hoeft veel minder geboord en gefreesd te worden”, zegt Richt. “We moeten wel voorbereid Francis Richt, zijn op nieuwe ontwikkelingen, maar we zien een Sandvik Coromant andere vraag in de auto-industrie dan in de zeer geavanceerde aerospace-industrie.” Er zijn al gereedschappen die de auto-industrie kan gebruiken. De diamantsnijkant van de CoroDrill-boren van Sandvik Coromant is gunstig voor de gatkwaliteit en de productiviteit van de bewerkingsmachines. n
10
metalworking world
Composieten worden al gebruikt in raceauto’s voor de Formule 1. Het is een uitdaging om de technologie van kleine series over te brengen naar de massaproductie van personenauto’s.
bron: Volvo Cars
Hoe maak je een accu van je auto Volvo Cars heeft een eenvoudige oplossing voor lichtere elektrische auto’s: In plaats van zware accu’s te installeren, wil het bedrijf de hele
auto in een accu veranderen. Dat kan tot 250 kilogram gewicht besparen, en elke kilo telt om van de elektrische auto een succes te
maken. Centraal in deze nieuwe technologie staat het gebruik van nieuwe composietmaterialen. Het werkt als volgt.
De nieuwste nanomaterialen van uiterst dunne en sterke koolstofvezel vervangen het stalen plaatwerk in het dak, de portieren, de motorkap en de vloer. Die panelen fungeren tevens als accu.
Het verwachte bereik is 130 kilometer wanneer de portieren, het dak en de motorkap zijn vervangen.
–15 %
Onzekerheid te over
Het gewicht van de auto kan met 15 procent worden verminderd, in theorie zelfs met nog meer.
130 km
Elektronen (–) Koolstofvezel Ionen (+) Het materiaal kan worden herladen door: 1) energie op te slaan die bij remmen vrijkomt. 2) de auto aan te sluiten op een oplaadpunt.
huidige prijs van koolstofvezel die momenteel in raceauto’s gebruikt wordt en die 22 à 55 US-dollar per kilo kost. De koolstofvezel wordt op twee productielijnen gemaakt met een jaarcapaciteit van zo’n 1500 ton, en zal worden gebruikt voor de nieuwe elektrische BMW, de Megacity, een vierzits hatchback met een lithiumaccu van 35 kWh, die na een keer opladen ruim 100 km kan afleggen. Een sportieve versie met een kleine dieselmotor en twee elektromotoren moet een topsnelheid van ruim 200 km/u kunnen halen. De Megacity zal naar verwachting in 2013-14 van de band rollen in Leipzig, waar
Glasvezel
Het plaatwerk wordt ontladen als de elektromotor wordt gebruikt.
Koolstofvezel
BMW ruim 400 miljoen euro heeft geïnvesteerd. Volgens BMW wordt dit de eerste serieproductie-auto met een volledige carrosserie van licht koolstofvezelcomposiet op een aluminiumchassis. De eerste schetsen die BMW heeft vrijgegeven tonen een auto uit een sciencefictionfilm, met een accu als een platte matras onder de hele coupé, buitenmodel wielen en een dynamische, bijna agressieve uitstraling. Het is de vraag wat het effect zal zijn op de werkvloer van een branche die al onder druk staat. “Het is een gok”, zegt een lichtgewichtspecialist bij een van BMW’s concurrenten. Manager Norbert Reithofer is zich de risico’s ten volle bewust. Op een autocongres
in Neurenberg in oktober 2010 zei hij: “Wellicht verdienen we tijdens de eerste productiecyclus niets met deze technologie, maar dan vullen we die aan met traditionele technologie.” n
ttle John Ra
metalworking world
11
technologie Tekst: Elaine McClarence
Uitdaging: Prestaties van snijgereedschap verbeteren door de ontwikkeling van slijtvastere coatings.
oplossing: Nieuwe, hoogwaardige coatings die slijtage aanzienlijk beperken.
CVD verbetert laag voor laag is de technologie voor het aanbrengen van hoogwaardige coatings, die de prestaties van snijgereedschap verbeteren. Coatings en coatingprocessen hebben de gereedschapsproductiviteit sterk verbeterd, en CVD heeft een cruciale bijdrage aan die groei geleverd. De geschiedenis van CVD van Sandvik Coromant begon in 1969, toen de eerste gecoate wisselplaatsoort werd ingevoerd. GC125 had een enkelvoudige titaniumcarbidecoating van een paar micron dik, die zorgde voor hogere snijsnelheden en een langere standtijd. CVD is een uiterst veelzijdige technologie die wordt gebruikt voor het aanbrengen van dunne of dikke coatings, van harde slijtvaste coatings zoals titaniumcarbonitride, aluminiumoxide en diamant tot coatings van halfgeleiderproducten. Het is een aanvulling op een andere veelgebruikte gereedschapcoatingtechnologie: physical vapour deposition (PVD). Bij hardmetalen wisselplaten worden met CVD dikke coatings (5-25 μm) van aluminiumoxide (Al2O3), titaniumcarbide (TiC), titaniumcarbonitride (TiCN) en titaniumnitride (TiN) aangebracht die zeer slijtvast zijn en geschikt zijn voor omstandigheden met een aanzienlijke abrasieve
Chemical vapour deposition (CVD)
12
metalworking world
belasting. De dunnere PVD-coatings hebben een hoge compressiestress en zijn daardoor geschikter voor verspaningscondities waarbij taaiheid de belangrijkste eis is. CVD-technologie evolueert doorlopend, mede omdat CVD technici in staat stelt om elke coatinglaag te optimaliseren. Het is nog steeds de enige coatingtechniek voor hoogwaardige kristallijne α-Al2O3-lagen. De nieuwste gecoate hardmetalen wisselplaten hebben coatings met soms tot tien afzonderlijke lagen, elk met een eigen functie. Bij meerlaags gecoate soorten wordt een dunne TiN-buitenlaag toegepast voor het detecteren van slijtage. Eronder zit vaak een Al2O3-laag voor chemische en slijtagebestendigheid. Deze laag wordt aangebracht op een stapel harde carbonitride- en nitridelagen, die zorgen voor een grote flankslijtvastheid. Het wisselplaatsubstraat bevat een basis van wolfraamcarbide en een kobaltbinderfase, en in een zone nabij de coating is het substraat verarmd op enkele kritische plekken voor een betere breukbestendigheid van de randen. Een van de eerste wissel-
Wisselplaten kunnen verschillende CVD-coatings hebben, elk met hun eigen functie.
VERKRIJGBARE CVD-SOORTEN SO5F CVD-gecoat hardmetaal voor nadraaien met hoge snelheid in HRSA of lange sneden bij lagere snelheden. GC3215 CVD-gecoat hardmetaal voor
veeleisende onderbroken snijomstandigheden. Geschikt voor alle soorten gietijzer. GC3210 Dik CVD-gecoat hardmetaal voor draaien met hoge snelheid van nodulair gietijzer.
Succesformule Slijtage die is opgetreden bij een verspaningsproef op kogellagerstaal. Een standaardcoating is vergeleken met een recent verbeterde coating. Het veel smallere witte gedeelte op de rechter wisselplaat duidt op minder slijtage. Kraterslijtage
GC4235 Met een stressarme MTCVDTiCN-coating voor draaien van staal en RVS. GC4215 MTCVD-TiCN-gecoate soort met
een dikkere stressarme aluminiumlaag voor maximale bescherming. GC2025 CVD-gecoat hardmetaal voor semi-nadraaien en voordraaien. GC3205 Dik CVD-gecoat hardmetaal voor draaien met hoge snelheid van grijs gietijzer.
STANDAARDCOATING Kraterslijtage bij een standaard TiCN/AI203-coating.
plaatsoorten van Sandvik Coromant met de geavanceerde CVD-technologie was GC3020, die bedoeld was voor het frezen van gietijzer. Deze soort werd in 1994 geïntroduceerd en bestond uit een basislaag van CVD (MTCVD) titaniumcarbonitride (TiCN) met een unieke, gepatenteerde deklaag van aluminiumoxide (Al2O3), die een uitstekende slijtvastheid en hechting garandeerden. De huidige ultramoderne technologie wordt vertegenwoordigd door de soort GC2025 voor roestvast staal. CVD op een hele serie processen waarbij een vast materiaal wordt opgedampt. De essentie van een CVD-systeem in zijn eenvoudigste vorm bestaat uit een verhit reactorvat (waarin de te coaten wisselplaten worden geplaatst), een gastoe-
In feite slaat
VERBETERDE COATING Kraterslijtage bij een recent verbeterde TiCN/AI203-coating.
voersysteem en een vacuümpompsysteem. De pomp wordt gebruikt om een lage reactordruk te handhaven en voor het verwijderen van overtollige, gasvormige bijproducten. Eerst stromen voorbereidende gassen, zoals aluminiumchloride, koolmonoxide, kooldioxide, waterstof, stikstof en titaniumtetrachloride voorverhit in het reactorvat. Bij aanraking met de verhitte wisselplaatoppervlakken slaan ze neer en vormen de harde coating. Procesparameters zoals gasstromen, druk en reactortemperatuur zijn kritisch. Voor het opdampen van Al2O3 worden temperaturen van circa 1 000 graden Celsius toegepast. Voor TiCN werkt het proces optimaal tussen 800 en 950 graden Celsius. Een CVD-proces kan tot 24 uur kosten. n
GC4225 CVD-gecoat hardmetaal met een breed toepassingsgebied
GC2015 CVD-gecoat hardmetaal voor nadraaien en voordraaien van RVS en hoge chemische weerstand.
Samenvatting CVD is niet meer weg te denken. De invloed op de prestaties van gereedschappen is zo groot geweest dat nu ruim 80 procent van alle wisselplaatsoorten voorzien is van coatings. CVD wordt gebruikt voor bijna 70 procent van de gecoate soorten van Sandvik Coromant. n
metalworking world
13
Tekst: geoff mortimore Foto: samir SOUDAH
virtuele bewerking van start DERBYSHIRE, UK. Een fabrikant van zeer gespecialiseerd maatwerk in het geografische en industriële hart van Engeland ontdekt een wereld van voordeel met virtueel bewerken.
14
metalworking world
Het aantal luchtreizigers groeit explosief, en daarmee ook de vraag vanuit de aerospace-industrie.
Natalie Flemming
De componenten voor de uitlaten van vliegtuigmotoren worden eerst virtueel bewerkt.
metalworking world
15
Lawaai kan een fors probleem zijn op de werkvloer.
nnn Lawaaiige vliegtuigen passeren boven de fabriek van Paul Fabrications in Castle Donington, Derbyshire, in de oostelijke Midlands in Engeland, waar de groeiende vraag vanuit de aerospace-sector goed voelbaar is. Deze hightech-precisiefabrikant van maatonderdelen, complexe werkstukken en hoogwaardige subsystemen heeft de storm van de recessie met succes doorstaan en heeft met 2010 een vruchtbaar jaar achter de rug. Toch bezorgde een bepaalde order – het vormen en bewerken van een onderdeel van een Rolls-Roycevliegtuigmotor – de nodige hoofdbrekens. De leveringen raakten achterop en de werkvloer kampte met problemen, tot computersoftware het project weer op de rails kreeg. Paul Fabrications gebruikte al CAD/CAM-technologie, maar toen een motorinspectiepaneel van titanium grote problemen opleverde, wendde projectingenieur Dave Rolley zich tot de plaatselijke Sandvik Coromant-verkooptechnicus Paul O’Brien voor hulp. “We nodigden Sandvik Coromant uit om ernaar te 16
metalworking world
Dave Rolley, projectingenieur Paul Fabrications
komen kijken omdat het een klus met een groot volume was”, aldus Rolley. “We liepen achterop met leveringen en we hadden milieuproblemen op de werkvloer. We wilden tijd besparen om onze levertijden te halen, maar het was ook nog een extreem lawaaiige bewerking.” Er waren verscheidene uitdagingen. Niet de minste daarvan was de intensieve bewerking die nodig was om een pocket in de plaat te frezen en de bodem daarvan vlak te krijgen binnen een tolerantie van 0,1 mm (de basis van de pocket is uiteindelijk 2 mm dik, dus minder dan de helft van de oorspronkelijke dikte van het materiaal, en bedekt 90% van de component). Een andere was dat de bewerkingstijd beperkt moest worden om capaciteit vrij te maken, terwijl de standtijd met het oog op de kosten verlengd moest worden. Omdat Paul Fabrications de eigen machine hard nodig had, kon Sandvik Coromant geen tests op locatie doen. Daarom werden tekeningen en
Door het uitgebreide gebruik van virtueel bewerken bespaarde het bedrijf veel tijd en geld.
Paul Fabrications maakt hoogwaardige subsystemen voor de aerospace-, de kernenergie- en de constructieindustrie.
Maatoplossingen kunnen het aantal benodigde gereedschappen halveren.
in een oogopslag
gegevens naar het Sandvik Coromant Aerospace Application Center gestuurd om daar te bepalen wat er te verbeteren viel. Met behulp van Vericutsimulatiesoftware van CG Tech werd het proces doorgrond en werden de problemen met de bewerkingsstrategie direct zichtbaar. O’Brien: “Dankzij onze ervaring en kennis van bewerkingsstrategieën en programmeermethoden konden we een maatoplossing bieden met behulp van de MasterCam X4 Cam-software. En door onze CoroMill 300- en CoroMill 490-concepten met PL-geometrie in de soort GC1030 toe te passen, konden we het aantal benodigde gereedschappen halveren van vier naar twee.” bij Paul Fabrications waren de resultaten direct zichtbaar. “De nieuwe plannen wezen uit dat we de bewerkingstijd met zeven minuten konden terugbrengen”, zegt Rolley. “Dat klinkt niet spectaculair, maar met meer dan 2500 componenten in een
Paul Fabrications, ruim zeventig jaar geleden opgericht, is een hightech-precisiefabrikant van maatcomponenten, complexe werkstukken en hoogwaardige subsystemen in de aerospace-, kernenergie- en constructieindustrie. Het bedrijf, dat gevestigd is nabij de luchthaven East Midlands nabij Derby in Engeland, levert niet alleen aan klanten in eigen land, maar in heel Europa, Azië en de Verenigde Staten.
periode van een jaar loopt het toch aardig op.” De tijdsbesparingen en het gebruik van andere gereedschappen die de kosten van wisselplawerknemers: 109 ten beperkten, beliepen dat jaar omzet: 12 miljoen euro uiteindelijk zo’n 30.000 euro. inventaris: vijfassige freesbanken, vierassige Bovendien werd zeven weken freesbanken, CNC-draaibanken en zesassige laser capaciteit gewonnen en waren machines en een CAD/CAM-systeem minder snijgereedschappen en klanten: onder meer Rolls-Royce, FACC en wisselplaten vereist. Meggitt & Pattonair. Een ander voordeel werd vooral op de werkvloer hartelijk verwelkomd. Colin Last, de eerste technicus die met de nieuwe gereedschappen te maken kreeg, zegt: “Het werk aan deze onderdelen is radicaal veranderd. Een van de lawaaiigste bewerkingen in de fabriek is een van de stilste geworden.” Virtueel bewerken biedt ook voordelen op het gebied van kwaliteit en betrouwbaarheid. “Wan-
metalworking world
17
neer je gaat bewerken, weet je voor 99 procent zeker dat je binnen de toleranties blijft”, zegt Rolley. “Omdat je het werk niet meer op de machine zelf hoeft te ontwikkelen, verspil je geen kostbare productietijd of componenten meer. Het verschroten van werkstukken bij het uitproberen van bewerkingsmethodes is duur, maar met virtuele bewerkingen kun je je strategie en je methode continu bijstellen en meteen op het scherm de resultaten zien.” Flexibiliteit is ook een vitale factor bij virtueel
bewerken, aldus O’Brien. “Op korte termijn”, zegt hij, “kunnen we de klant een zorg uit handen nemen. Op de langere termijn kunnen we dit proces, al is het vooral bruikbaar voor de aerospaceindustrie, toepassen op elke sector – auto-industrie, kernenergie, algemene constructietechniek en zelfs voor ontwerpers.” Hoe meer klanten zoals Paul Fabrications dit soort technologie gebruiken, hoe meer dat de betrokkenheid van Sandvik Coromant onderstreept, niet alleen bij R&D en nieuwe producten, maar ook bij de aerospace-industrie. n
illustraties: Marcelo Cáceres, Barney Boogles, DanLeap
Virtuele voordelen De Virtual Machine is een zuiver softwarematige oplossing die vrijwel elke functie van een echte machine omvat, en deze aanvult met extra componenten. Door kenmerken van de werkplek te kopiëren kan de gebruiker (in dit geval Paul Fabrications) met complete programma’s en programmawijzigingen experimenteren om de
productiviteit te maximaliseren en potentiële problemen tijdens een bewerkingscyclus te voorkomen. Intussen wordt geen productieve bewerkingstijd opgeofferd aan testprogramma’s op echte machines. Het programma kan op de machine of met een CAM-systeem draaien, maar in beide gevallen simuleert het de feitelijke bewerking.
niet-virtuele Methode Bewerken op een traditionele manier kan meer tijd kosten omdat er vaak meer pogingen nodig zijn. Ook leidt het tot ongewenste verspilling.
Ruw materiaal
Meer pogingen met traditionele bewerking
Verspilling van veel duur materiaal
Verspilling is een probleem
Het kan een tijdrovende kwestie worden
virtuele Methode Tijdbesparing: vijf dagen om een operator op te leiden
De virtuele methode garandeert bijna dat het werk correct wordt gedaan met een exacte berekening van de benodigde tijd en kosten.
Ruw materiaal
De specificaties worden ingevoerd in een computer
Besparing van tijd, materiaal en kosten
materialen De materialen moeten hittebestendig, sterk en licht zijn, dus veel werk heeft betrekking op titanium, Nimonics, Inconel en andere hoogwaardige hittebestendige legeringen en lastig te bewerken materialen. Dat maakt het bewerken ervan een zeer duur proces, dus de verspilling moet tot een minimum beperkt worden.
Bekijk het filmpje op www.youtube.com/sandvikcoromant 18
metalworking world
technologie Tekst: christer richt
Uitdaging: Verbeter het boren in composietmaterialen in de aerospace-industrie met behulp van draagbare machines.
oplossing: Nieuwe snijgereedschappen die geschikt zijn voor de variaties en eisen die draagbare toepassingen stellen.
Een vaste hand voor de luchtvaart
Een lange, scherpe aanschuinsnijkant zorgt voor een schone snede door alle vezels.
HANDGEREEDSCHAP is vaak
instabiel, met inconsistent werk als resultaat. De prestaties van het materieel en de ervaring van de gebruiker hebben direct weerslag op de kwaliteit van de gaten en op de productiviteit. Handboren hebben de neiging om vast te slaan, en als een grote drukkracht vereist is voor het maken van het gat, heeft dat negatieve gevolgen Bij aerospacefabrikanten die met composieten werken, is het voor de kwaliteit, de efficiency boren met handgereedschappen voor verbetering vatbaar. en het uithoudingsvermogen van de gebruiker. Die moet composiet/metaalbewerking met hand zich concentreren op het tegengaan van gereedschappen. Bij de composietboor de effecten van het handgereedschap en bevorderen combinaties zoals de linksdraaiis eerder geneigd om fouten te maken. ende spiraal en de rechtsdraaiende boorpunt Handgereedschappen zijn ook sterk een soepel boorproces met een minimale afhankelijk van hoe goed het snijgereedschap neiging tot vastlopen. Er is maar weinig functioneert. De bewerking zelf, de sterkte voedingskracht nodig en de boor treedt en richting van de snijkrachten, mogelijke geleidelijker en niet-destructief uit het snijgegevens en haalbare standtijd zijn factomateriaal. ren die veel invloed hebben op de kwaliteit Voor de metaalgestapelde versie is er keus en het economisch rendement. tussen een boor met of zonder een pilot om Boren voor draagbare machines moeten verschillen in stuweffect tussen de materiataaier zijn vanwege hun inherente instabililen te beperken en een grotere nauwkeurigteit. Daarom is een ongecoate hardmetalen heid te garanderen. Het gatverschil tussen de boor en ruimer de beste oplossing. De balans materialen is dan minimaal, en bramen rond tussen taaiheid en slijtvastheid moet het uittredingsgat worden geëlimineerd. De sterktegeoriënteerd zijn. boor zonder pilot heeft een snijkant met dubbele marge voor stabiliteit, die de prestaties en resultaten verder ten goede het CoroDrill 452 boorassortiment is geopkomt. n timaliseerd voor composiettoepassingen en
Een uniek ontwerp met gespleten punt zorgt voor een zeer nauwkeurige rondloop en minimaliseert het stuweffect.
Ongecoate hardmetalen boor voor optimale taaiheid en slijtvastheid.
Meer taaiheid vanwege de instabiliteit van de bewerkingen. corodrill 452
samenvatting De ontwikkeling van snijgereedschap geometrie speelt een hoofdrol bij het realiseren van een hoge kwaliteit, goede prestaties en productiviteit. Hardmetalen boren en ruimers met nieuwe patentontwerpen vormen de ruggengraat van een nieuwe serie snijgereedschappen voor handmatig gaten maken in composieten. n
metalworking world
19
inspiratie buiten de metaalbewerkingswereld Sommigen menen dat de reusachtige spin een anamorfe weergave is van het sterrenbeeld Orion.
Jacob Halaska
spin
Istockphoto.com/pawelcebo
Aap
Tekst: Stefan Sjödin, David Shamy
Raadselachtige vlakte Duizenden jaren geleden werd de Nazcawoestijn in ZuidPeru het terrein van gigantische schetsen. Niemand weet precies hoe en waarom. Metalworking World ging op zoek. Nazca in zuidelijk Peru is een van de droogste nnn gebieden op aarde. De zon brandt hier onbarmhartig op de zandduinen van honderden meters hoog. In het zand liggen de restanten van prehistorische walvissen met ruggengraten van 13 meter lang. De walvissen zijn onder een laagje zand blijven liggen toen de Stille Oceaan zich terugtrok. Onze jeep heeft een ingebouwde douche, die voor weldadige verkoeling zorgt. Soms stappen we uit om een messcherpe haaientand op te rapen. Haaien vielen hier ooit walvissen aan. Nu zijn alleen hun decimeter lange tanden nog van ze over. Er is hier de afgelopen tienduizend jaar heel weinig regen gevallen, maar juist als wij arriveren, gaan de sluisdeuren van de hemel open. De inheemse bevolking kijkt bezorgd naar de zwarte wolken. Ze verwelkomen de verkoelende regen, maar El Niño, het klimaatfenomeen dat nat weer langs de kust van Peru veroorzaakt, kan ook een economische ramp inluiden voor de bewoners van Nazca. Het slechte weer zou de Nazcatekeningen kunnen wegspoelen, oude artefacten die tot de grootste raadselen ter wereld behoren. De lijnen zijn gemaakt door roodbruine kiezelstenen opzij te vegen, waardoor de lichter gekleurde aarde eronder zichtbaar wordt. Wetenschappers zijn bang dat de toenemende regen de lijnen kan uitwissen. Noodweer 20
metalworking world
vergroot ook de kans op modderlawines en overstromingen. Als de lijnen verdwijnen, droogt de belangrijkste lokale bron van inkomsten, het toerisme, op. We besluiten de lijnen te gaan bekijken voor ze voorgoed verdwenen zullen zijn. Vanuit een vliegtuigje op een paar honderd meter boven de grond bezien vormen de lijnen tekeningen. “Kijk naar de kolibri”, roept de pilot als hij het toestel in een steile bocht gooit. “En daar kun je een hagedis zien.” We zien ook een spin, een condor, een walvis, een bloem en een aap. Sommige tekeningen zijn groter dan twee voetbalvelden. De hagedis bijvoorbeeld is meer dan 180 meter lang. Maar dat is niet alles. Behalve de circa vijfendertig dieren en planten strekken zich meer dan 1300 kilometer aan rechte lijnen en driehonderd geometrische figuren uit in het landschap. De lijnen zijn tussen 500 v.Chr. en 500 n.Chr. getekend door indianen van de Nazcastam, maar niemand weet precies hoe of waarom. Het blijft een raadsel hoe ze de lijnen zo exact recht hebben gekregen over zulke lange afstanden, zonder overzicht van bovenaf. Maar misschien hadden ze dat wel. Sommige theoretici menen dat de Nazca’s konden vliegen met luchtballonnen. Er zijn tekeningen van ballonachtige structuren op aardewerk, en grote ronde brandvlekken op de kliffen gevonden.
George Steinmetz
Er zijn meer dan driehonderd geometrische figuren en zo’n 1300 kilometer rechte lijnen.
metalworking world
21
inspiratie buiten de metaalbewerkingswereld
Andere oude mysteries
Jeff Overs
De Nazcalijnen zijn bepaald niet de enige onverklaarbare verschijnselen waarover toeristen en wetenschappers zich al sinds hun vondst verbazen. Hier zijn wat andere voorbeelden, van Groot-Brittannië tot de zuidelijke Stille Oceaan.
paaseiland Op Paaseiland in de zuidelijke Stille Oceaan staan meer dan achthonderd gigantische beelden, moai genaamd, die tussen 500 en 700 jaar oud zijn.
Museums Blaubeuren
gantija Twee oude tempels van meer dan 5500 jaar oud zijn te vinden op het eiland Gozo in de Middellandse Zee. Volgens de lokale overlevering zijn ze gebouwd door een reuzin en gebruikt als heiligdom. Sommige wetenschappers denken dat de tempels zijn gebruikt voor een vruchtbaarheidsrite. Kleine ronde stenen in de buurt van de tempels kunnen gebruikt zijn voor het verplaatsen van de uitzonderlijk zware bouwstenen.
GosecK De cirkel van Goseck in Duitsland, die bestaat uit aarde, kiezels en houten palissades, kan een van de vroegste voorbeelden van een zonne-observatorium zijn.
Nuno Silva Maria de la Iglesia
Stonehenge Het duizenden jaren oude Stonehenge ligt in de Engelse graafschap Wiltshire.
Claudio Colombo
Yonaguni Vijf meter onder water ligt voor de kust van Yonaguni in Japan een enorme rotsformatie van platforms en muren. Een duiker heeft ze in 1987 ontdekt. Het is niet duidelijk of de formatie door mensen gemaakt is, of door de natuur.
carnac Meer dan drieduizend prehistorische stenen in Bretagne.
op de langste dag van het jaar op een naburige berg staat, blijken de eerste zonnestralen precies een van de langste lijnen te volgen. Bij de winterzonnewende gebeurt er iets dergelijks langs een andere lijn. Veel lijnen eindigen in een smalle driehoek die naar wandschilderingen wijst. Elke lijn en elke driehoek zou informatie bevatten die naar meer informatie verwijst. De driehoeken kunnen gebruikt zijn om te berekenen in welk seizoen er water naar de rivieren
2000
Het aantal jaren dat enkele van de oudste lijnen oud zijn.
60
Het aantal jaren dat wiskundige Maria Reiche aan de Nazcalijnen heeft besteed. Bettmann/CORBIS
Het Nazcamysterie trekt allerlei soorten mensen aan, van wetenschappers tot mystici en dwazen, die hun inzichten vaak maar al te graag delen boven een glas bier in een van de lokale bars. De theorieën variëren van buitenaards (UFO-landingsbanen en hallucinaties) tot praktisch (kunstwerken en wiskunde). Hoewel de wetenschappers het niet eens zijn over het doel van de lijnen, erkennen de meeste dat ze meer dan alleen aardige plaatjes voorstellen. Maria Reiche, een wiskundige die de lijnen bijna zestig jaar bestudeerde, meende dat ze de posities van zon, maan, sterren en planeten weergeven. In haar standaardwerk, Mystery on the Desert, toont ze haar fascinatie voor de geometrische patronen. “Als je neerkijkt op de vlaktes, terrassen en tafelbergen, zie je op verschillende plaatsen driehoeken, rechthoeken en trapeziums netjes gerangschikt op het bruine oppervlak”, schreef ze. wanneer je
Maria Reiche
stroomt, wanneer er geoogst moet worden en wanneer er voorraden moeten worden aangelegd. De chaos die we vanuit het vliegtuigje zagen, is een optische illusie. De Nazcalijnen zijn zorgvuldig gerangschikt en lopen als zonnestralen uit vanuit diverse centra. Alle lijnen bevinden zich nabij water. Het lijkt logisch dat ze een kaart naar waterbronnen vormen (belangrijk voor woestijnbewoners). Ook kunnen de lijnen een astrologische gids vormen, maar tot nu toe is dat allemaal speculatie. Anthony F. Aveni, professor in de astronomie en de antropologie, heeft de lijnen jarenlang bestudeerd en dent dat ze verschillende doelen hadden. “We kunnen de Nazcalijnen niet langer zien als het enkelvoudige product van een bovenmenselijke krachtsinspanning”, schrijft hij in Archaeology Magazine. Aveni zoekt geen allesomvattende verklaring, maar gebruikt de lijnen liever om het dagelijks leven te begrijpen van de mensen die ze hebben gemaakt. “Er zit regelmaat, een patroon en een systeem achter de geogliefen, en dat zegt ons iets over de mensen die er leefden”, schrijft Aveni. Onderweg terug denk ik aan hoe de lijnen kunnen verdwijnen als El Niño dichterbij komt. Gedurende tweeduizend jaar hebben de lijnen de mensen wellicht geholpen te overleven in een van de droogste gebieden op aarde. Als de Nazcawoestijn natter wordt, verdwijnt misschien ook de reden waarom ze gemaakt zijn. n
creatief denken
Ingrid Reineck, manager R&D bij Sandvik Coromant, praat met Metalworking World over creatief denken en hoe oude wonderen zoals de Nazcalijnen een bewijs vormen voor de lange geschiedenis van het creatieve denken in de menselijke evolutie. 1 zijn er overeenkomsten tussen de creatieve aanpak van de tekenaars van de nazcalijnen en uw onderzoeks- en ontwikkelingsmethodes? De Nazcalijnen
moeten zijn gecreëerd door mensen die buiten het bestaande culturele kader van hun tijd dachten. Wij moeten tegenwoordig hetzelfde doen met onze R&D. Zo komen volslagen nieuwe dingen tot stand. Maar de R&D van nu moet zich baseren op feiten en niet alleen op vrije fantasie. Je bent misschien niet altijd in staat om alle details te verklaren, maar er moet een fundamentele, solide basis zijn. Anders kun je je experiment wellicht niet herhalen en kun je zeker je proces niet in productie nemen. En dat laatste is een must voor industriële R&D. Maar je weet het nooit, misschien wist de Nazcacultuur iets wat wij vandaag de dag niet begrijpen.
2 welke kwaliteiten zijn het belangrijkst bij het werken met R&D? Nieuwsgierigheid en
het geduld om onderzoeksresultaten om te zetten in producten. je hebt ook teamgeest nodig om je kennis en ervaring te delen, maar dat geldt niet alleen voor de R&D-groep. Verder moet je een netwerk weten te creëren dat zich uitstrekt in de markten en in de productie-organisaties. 3 Sandvik Coromant investeert jaarlijks ten minste tweemaal zoveel in onderzoek en ontwikkeling als het gemiddelde in de branche. Waarom? Investeren in nieuwe
technologie is belangrijk voor Sandvik sinds de dagen van Göran Fredrik Göransson in de jaren 1860. Zo overleeft het bedrijf op de lange termijn, en groeit en bloeit het als een van de meest succesvolle ondernemingen in de huidige wereld van de metaalbewerking.
Tekst: jason thoe Foto: Sash Alexander
hoogvlieger in Maleisië Shah Alam, Maleisië. In 2009 boekte Upeca Aerotech een groot contract voor diverse aerospace-componenten. Om die order uit te voeren had het bedrijf een strategische partner nodig. .co Istockphoto m/tang9024
Istock
photo
.com/
raclr
o
6
24
metalworking world
Maleisië is niet direct een voorloper in de aerospace-industrie. Toch heeft UPECA Aerotech Sdn Bhd (UAT), gevestigd in Shah Alam, zo’n 25 kilometer ten westen van de Maleisische hoofdstad Kuala Lumpur, een reputatie opgebouwd als belangrijke leverancier voor een aantal grote aerospacebedrijven over de hele wereld. Om dat te bereiken moesten er echter heel wat hordes genomen worden, waarover vooral de directeur bewerkingen van UAT, Kavan Jeet Singh, kan meepraten. Kavan, die sinds de oprichting van UAT toezicht houdt op het volledige bewerkingstraject, is trots op de positie die het bedrijf onder zijn leiding heeft bereikt. In 2009 veroverde UAT een belangrijk tienjaarscontract voor de fabricage van vleugel- en constructiedelen. De order kwam van de Europese divisie van Spirit Aerosystems, ‘s werelds grootste leverancier van onderdelen voor verkeersvliegtuigen. Het contract leidde tot uitbreiding en de ontwikkeling van een hele serie speciale procedures. Kavan wijst erop dat de risico’s altijd groot zijn bij het aanpakken van nieuwe aerospaceprogramma’s. “Je bent zo goed als je laatste mislukking”, zegt hij. Daarom zijn een nauwkeurige planning en risicoanalyse van cruciaal belang. “Van meet af aan”, aldus Kavan, “realiseerden we ons
dat we als organisatie die geloofwaardigheid in deze branche probeert op te bouwen, het stempel van gewone goedkope toeleverancier moesten vermijden. We moesten het bedrijf opbouwen op een fundament van innovatie.” Hij zegt dat de uitstekende infrastructuur van het land een ideale basis is voor UAT om de concurrentie in de wereldwijde aerospacetoeleveringsindustrie aan te gaan. “De arbeidskosten zijn hier nog steeds relatief laag en het scholingsniveau van de werknemers is toereikend”, zegt hij. “We moeten echter onderkennen dat we die lage lonen niet lang meer als concurrentiemiddel zullen kunnen blijven inzetten. De geïndustrialiseerde landen hebben fantastische technologische vooruitgang geboekt om hun hoge arbeidskosten te compenseren. Daar moeten we van leren. We moeten een optimale balans vinden tussen investering in technologie en de inzet van arbeid.” Maar niet alleen de uitstekende infrastructuur is belangrijk voor het succes. Het gaat er ook om dat je de juiste mensen voor de klus krijgt. “We hebben UAT ontwikkeld dankzij de juiste mensen met de juiste expertise. Daardoor kunnen we efficiënt en effectief leveren”, aldus Kavan. “Ondanks de miljoenen die we hebben geïnvesteerd in apparatuur,
Kavan Jeet singh leeftijd: 35 gezin: Echtgenote Manveet Kaur Bajaj en twee kinderen: zoon Nikhil Singh Khash (4) en dochter Natasha Kaur Khash (1). woont: In Bangsar, een voorstad van Kuala Lumpur, circa vier kilometer ten zuidwesten van het stadscentrum. opleiding: Graad in Aeronautical Engineering van Loughborough University in Groot-Brittannië houdt van: Intelligente films, goede humor, smakelijk eten en koud bier.
metalworking world
9
Upeca Aerotech
Raymond Tan, ingenieur productiviteits verbetering van Sandvik Coromant, met Ronnie Yong (links), Yew Seik Wai en manager productie Allan Tan
UPECA Aerotech Sdn Bhd in Selangor, Maleisië, is een grote speler in de Maleisische toeleveringsindustrie voor de aerospace-industrie. Als een van de zeer weinige Maleisische onderdelenleveranciers die door Airbus zijn goedgekeurd, produceert UPECA Aerotech een serie vliegtuigonderdelen, waaronder dragende delen, avionica en motoromkappingen. UAT biedt werk aan ruim 230 hoogopgeleide werknemers en wil in 2011 gegroeid zijn tot meer dan 300 werknemers. UAT heeft in 2007 de AS/EN-9100-accreditatie behaald voor Manufacturing of Precision Engineering & Aircraft Components. Het bedrijf vervaardigt onderdelen voor grote klanten, waaronder vooraanstaande aero spacebedrijven zoals Spirit, Honeywell, Goodrich en Meggitt.
Istockp hoto.c om/ra clro
26
metalworking world
Yew en Yong spraken met diverse leveranciers van snijgereedschap. “Veel leveranciers wilden met ons in zee toen het nieuws over onze order bekend werd”, zegt Yew. “Na een uitgebreide evaluatie gaven we Sandvik Coromant de gelegenheid om als strategische partner in frees- en draaibewerkingen de productie te helpen ontwikkelen. “Sandvik Coromant werd een uitbreiding van het Product Development Centre”, zegt hij. “Samen hebben we de cruciale eerste componenten vervaardigd en het eropvolgende productieproces geconceptualiseerd en ontworpen. We stelden veel vertrouwen in hun vermogen om met gereedschapsoplossingen te komen. Daardoor kon het PDC het meest efficiënte bewerkingsproces aan onze productieafdeling
wn
zijn de werknemers nog steeds onze voornaamste productiefactor.” Een belangrijk resultaat van dit inzicht was de oprichting van het Product Development Centre (PDC), onder leiding van Yew Seik Wai en met een team dat is toegerust voor ‘intelligent engineering’. Samen met Ronnie Yong, de manager logistiek van UAT, was Yew verantwoordelijk voor de technische ontwikkeling en aflevering van de eerste artikelen. Deze functies waren van vitaal belang voor de ontwikkeling van het fabricageproces. “Om het project succesvol uit te voeren”, aldus Yong, “moesten we snijgereedschappen vinden en aanschaffen die betrouwbaar en effectief genoeg waren om zoveel unieke onderdelen te kunnen produceren.”
Hoogwaardige aerospaceproductie vergt de beste gereedschappen.
Ken Bro
Ronnie Yong (links), Yew Seik Wai en Kavan Jeet Singh
onder leiding van Allan Tan leveren. “Ons succes is een resultaat van een gecombineerde en geconcentreerde inspanning”, zo benadrukt Yew. “De samenwerking tussen het PDC, de afdelingen Logistiek en Productie, en onze partner Sandvik Coromant is niet gestopt na de ontwikkelingsfase. Het partnerschap zal zeker voortdurende verbeteringen en hopelijk aanzienlijke kostenbesparingen opleveren.” aan boord werd de eerste partij onderdelen conform de specificaties binnen slechts negen maanden geleverd. “Er waren veel technische uitdagingen vanwege de schaal van het project en de strakke deadlines”, zegt Yew. “Iedereen heeft een enorme inspanning geleverd om een hoog-
Met Sandvik coromant
Een van de cellen van UAT voor de fabricage van aerospace-onderdelen.
waardig product met het meest efficiënte fabricageproces af te leveren.” Kavan voegt eraan toe: “In deze tijd moet een bedrijf zich continu blijven ontwikkelen. Dat kan niet alleen met interne expertise. We hebben sterke en capabele partners nodig om continu te verbeteren en concurrerend te blijven.” UAT werd in 2005 opgericht en heeft een stralende toekomst voor zich. Tot de klantenkring behoren reuzen zoals Spirit, Honeywell, Goodrich en Meggitt, en UAT verwacht de komende vijf jaar continu met ten minste 30 procent per jaar te groeien. UAT werkt geconcentreerd aan het ontwikkelen van zijn klantenbasis en uitbreiding van het huidige werkpakket. Naast het medeconceptualiseren en
Er werden zelfs een paar maatgeontwikkelen van het productiereedschappen voor ontwikkeld”, proces, moest Sandvik Coromant zegt Pulkit Datta, aerospacemanaeen economisch gereedschapsger voor Sandvik Coromant in pakket samenstellen om de Zuidoost-Azië. “Alles was gericht productiviteit van UAT te op het voorkomen van knelpunten verbeteren. Het betrof gereedbij de eerste testseries en de schappen voor de bewerking feitelijke productie.” van diverse materialen, zoals Sandvik Coromant was UAT titanium, roestvaststaal en ter wille met een team bestaande aluminium. De uitdaging was uit een werktuigbouwkundig des te groter omdat bestaande Pulkit Datta, ingenieur, een specialist beweroplossingen voor aerospacecomaerospacemanager, kingsinvesteringen en een ingeniponenten doorlopend verder ontSandvik Coromant eur productieverbetering. wikkeld werden. “Het succes van het project is te danken “Alle verschillende kenmerken van de aan het feit dat we de doelen van UAT goed componenten werden gedetailleerd besproken, begrepen en meteen vanaf het begin erbij tot we het eens waren over de optimale betrokken waren”, zegt Pulkit. bewerkingstechniek en programmeermethode. n metalworking world
27
technologie Tekst: turkka kulmala
Uitdaging: Bij de geautomatiseerde fabricage-omgeving met CAx- en CNCtechnologie is de overdracht van gereedschapinformatie inefficiënt.
oplossing: De ISO 13399-norm biedt een algemeen informatiemodel voor het beschrijven van snijgereedschappen en wisselt deze informatie efficiënt uit.
Nieuwe norm voor data-uitwisseling stel je een perfecte fabriek voor: aan de ene kant gaan er productspecificaties, informatie, gereedschappen en materialen in en aan de andere kant rolt het eindproduct eruit. Een utopie? Misschien, maar de nieuwe bibliotheekdienst voor gereedschappen op basis van een internationale norm brengt dit ideaal toch een stap dichterbij. De ISO 13399-norm(serie) beschrijft een informatiemodel voor het uitwisselen van gegevens over snijgereedschappen tussen verschillende fabricagesystemen. De informatiestroom van de CAD-omgeving van de ontwerper naar de CAM- en CNC-systemen op de werkvloer is redelijk goed gestandaardiseerd. Voor snijgereedschappen ligt dat anders. Informatie over gereedschappen, zoals afmetingen en geometrieën, wisselplaaten houdercombinaties en CAD-modellen is allang digitaal beschikbaar, maar alleen in merkgebonden formats. Omdat de meeste fabrikanten doorgaans meer merken gebruiken, moesten ze tot voor kort
28
metalworking world
De nieuwe ISO-norm is een algemeen model voor het uitwisselen van gegevens over snijgereedschappen.
verscheidene incompatibele software systemen naast elkaar gebruiken. Aangezien deze systemen en CAMsoftware slecht communiceren, kunnen snijgereedschapsgegevens niet makkelijk worden overgezet naar CNC-machines. Daarom zijn fabrikanten altijd terughoudend geweest met het gebruiken van functionaliteiten van gereedschapsbibliotheken. Dat leidt allemaal tot een flinke onbenutte productiviteitsreserve. Volgens CAM-sys-
teemleveranciers kan een geautomatiseerde input van snijgereedschapgegevens in CNC-systemen de productiviteit van een bewerkingsproces met wel 50 procent verhogen. Fabrikanten hebben grote belangstelling voor praktische oplossingen. Tijdens de International Manufacturing Technology Show 2010 (IMTS) in Chicago in september toonden tal van grote en kleine fabrikanten interesse voor de gereedschappenbibliotheekdienst van Sandvik Coromant. Er is een toenemende behoefte aan informatie over digitaal snijgereedschap in de markt. Juist daarvoor biedt ISO 13399 een oplossing (zie kader). Alle gestandaardiseerde gereedschapgegevens die door de leverancier zijn verzameld, worden beschikbaar gesteld voor elk van de CAx-, gereedschapsmanagement- en CNC-systemen van de klant. Magazijnpersoneel krijgt instructie voor het opbouwen van gereedschappen, met inbegrip van alle vereiste wisselplaten, houders en adaptors.
Vanuit het magazijn gaat het opgebouwde gereedschap naar de bewerkingsmachine, waar de operator ook toegang heeft tot de gereedschapsgegevens. Na de bewerking kan de operator eventuele noodzakelijke correcties of aanvullingen op de gegevens invoeren en de bestanden terugsturen naar het magazijn en andere systemen. Belangrijk is de kwaliteit van de informatie. Zo moeten de door de leverancier
opgegeven afmetingen van gereedschappen gedurende het hele proces ongewijzigd blijven. ISO 13399 biedt een relatief eenvoudig transferproces voor alle soorten informatie met betrekking tot snijgereedschappen. De ware uitdaging en ook het potentieel voor grotere efficiency bestaat echter in meer ambitieuze toepassingen zoals bewerkingssimulaties en procesoptimalisatie. n
Praktische oplossing De nieuwe norm verdeelt snijgereedschappen en componenten in vier hoofdgroepen:
ISO 13399 De ISO 13399-normserie Cutting tool data representation and exchange vormt een algemeen informatiemodel voor weergave van de hoofdcategorieën van snijgereedschapgegevens en de relaties daartussen, en omschrijft de principes voor het uitwisselen van zulke gegevens. Een openbaar toegankelijke programma-interface is ontwikkeld om te garan deren dat alle gebruikers informatie conform ISO 13399 kunnen creëren en/ of benutten zonder detailkennis van de norm. De norm is ontwikkeld door vertegenwoordigers van Ferroday Ltd, Kennametal Inc, Sandvik Coromant (projectleider) en het Royal Institute of Technology in Zweden. n
Gereedschapsitems.
Houders of gereedschappen die de wisselplaten ondersteunen. Snij-items. De wisselplaten of snijkanten die materiaal van het werkstuk verwijderen.
Assemblage-items.
Componenten voor het assembleren van gereedschap, zoals wiggen of schroeven.
Adaptieve items. Adapters die de verbinding vormen tussen een gereedschapsitem en het bewerkingsgereedschap.
Samenvatting De internationale ISO 13399-norm verbetert de productiviteit door CAx- en CNC-systemen efficiënt te koppelen. De norm voorziet in een open datatransfer tussen gereedschappenbibliotheken, gereedschapsmanagement-, CAx- en CNC-systemen. n
metalworking world
29
Tekst: Henrik ek, geoff mortimore Foto: martin adolfsson
groot nog groter Milwaukee, Wisconsin, USA. Het lijkt een kruising tussen een tank, een tractor en een kraan. Toen de vraag naar deze elektrische graafmachine in twee jaar meer dan verdubbelde, moest bouwer Bucyrus zijn capaciteit snel opvoeren. nnn In Alice in Wonderland van Lewis Carroll drinkt de heldin uit een flesje en krimpt vervolgens tot miniformaat. Je krijgt hetzelfde gevoel als je voor de elektrische graafmachine staat in de fabriek van het Amerikaanse bedrijf Bucyrus in Milwaukee, Wisconsin. Om een indruk te geven: Het complete toestel weegt bijna 1400 ton – evenveel als vijf tweedeks Airbus 380 verkeersvliegtuigen. De laadschop zit op 18 meter hoogte wanneer hij wordt uitgestrekt om gesteente op te scheppen. Hij is zo groot als een gebouw van zeven verdiepingen en hij heeft een laadvermogen van 120 ton, evenveel als twee volbeladen opleggers. Hier wordt in het groot gedacht. Sinds de oprichting in 1880 in Ohio gaat alles bij Bucyrus in de overtreffende trap. Bijna alle onderdelen voor de diverse mijnbouwmachines van het bedrijf, zoals assen, tandwielen, kabelschijven en constructieelementen, worden in de hoofdfabriek geproduceerd. Bij een wandeling door de fabriek vallen de gigantische stalen werkstukken direct op, al is niet altijd meteen duidelijk waar ze voor dienen. Een van de grootste is een swing rack, een reusachtige draaischijf die plat onder de bovenbouw van de graafmachine ligt. “Dit is ons grootste onderdeel, en een van de drie werkstukken die we efficiënter moesten maken”, aldus John Matysiak, productie-ingenieur bij Bucyrus. De elektrische graafmachine van het bedrijf heeft werkelijk ongekende afmetingen. Een enkel 30
metalworking world
John Matysiak, productie-ingenieur bij Bucyrus.
onderdeel ervan kan 5,5 meter in doorsnede zijn. De machine wordt aangedreven door een elektromotor, een van de weinige onderdelen die niet in eigen beheer worden gemaakt. Hij werkt even goed in de goud- en kopermijnen in de zinderende Australische woestijn als bij de teerzandwinning in het ijzige noorden van Canada. Door het gigantische formaat van de machines zijn ze erg moeilijk te verplaatsen. “Sommige onderdelen wegen zo’n 110.000 kilo”, zegt Matysiak. “We kunnen onmogelijk een hele geassembleerde machine vervoeren. We assembleren hier wel subgroepen, maar sommige mijnen liggen zeer afgelegen. We moeten alles in onderdelen versturen.” Alleen al het produceren van de drie grootste onderdelen moet in diverse stappen op verschillende locaties in het complex gebeuren. “We moesten de onderdelen voor het bewerken vaak verplaatsen”, zegt Matysiak. “We deden het draaiwerk op één plek, laadden dan het onderdeel met een kraan op een spoorkarretje om op een andere plek de tandkrans te frezen. Soms legde een onderdeel een paar kilometer af eer het klaar was.” Dit logistieke probleem kwam duidelijk naar voren in een studie die waarschuwde voor een mogelijk knelpunt in de capaciteit. In 2005, toen Bucyrus de eerste fase van een vele miljoenen kostende uitbreiding van de fabriek
in een oogopslag Opgericht: In 1880, in Bucyrus, Ohio eigendom: In 2010 gefuseerd met Caterpillar branche: Producent van mijnbouw apparatuur belangrijkste producten: Draglines, elektrische mijnbouwmachines, blastholeboren Aantal werknemers: 10.000 Omzet (2009): 2,65 miljard US dollar
Onderdelen kunnen 5,5 meter in diameter zijn en ruim 100.000 kilo wegen.
metalworking world
9
technische achtergrond
Grote jongens
Toen de vraag snel toenam, kon Bucyrus maar één ding doen: een nieuw en efficiënt bewerkingscentrum aanschaffen. Een studie wees uit dat het zwakste punt bij Bucyrus de grote draaierij was. Het bedrijf had een nieuw bewerkingscentrum nodig, maar wilde ook: • een voordeliger bewerkingsproces; • het transport van zware onderdelen overbodig maken, • een machine die zou passen in de grote draaihal. “Niet veel fabrikanten hadden een antwoord op die eisen”, zegt John Matysiak, productieingenieur bij Bucyrus. De Italiaanse bouwer van bewerkingsmachines Pietro Carnaghi wel. Tegelijkertijd moest Bucyrus nieuwe gereedschappen evalueren, en Sandvik Coromant werd meteen uitgenodigd om mee te denken over de optimale oplossing. “We hadden niet eerder met Sandvik Coromant gewerkt, maar we kenden hun reputatie”, aldus Matysiak. De machine van Pietro Carnaghi moest drie grote onderdelen kunnen bewerken: het swing rack, waarop de hele bovenbouw van de machine draait, de liertrommel voor de kabel van de machine en het liertandwiel dat de Lyle Schmaus, ver trommel laat draaien. kooptechnicus van De machine werd Sandvik Coromant. uitgerust met Coromant Capto C8-spanhouders van Sandvik Coromant voor alle OD- en ID-snijgereedschappen. Sandvik Coromant Italy bereidde het proces, de tijdstudie en de gereedschapslijsten voor. Bucyrus kreeg die informatie van Pietro Carnaghi en nam contact op met Sandvik Coromant US. Voor het proces en de
32
metalworking world
gereedschapskeuze trad Sandvik Coromant US op als tussenpersoon tussen Pietro Carnaghi, Sandvik Coromant Italy en Bucyrus. De Sandvik Coromant US group in Pontiac, Michigan, werd eveneens ingeschakeld. De voltooide lijst van gevraagde gereedschappen, waaronder Coromant Capto C8-spanhouders, CoroDrill 880-boren, Duobore en CoroBore kottergereedschappen en een scala aan frezen, werd door de klant en door Pietro Carnaghi goedgekeurd. Toen de machine op transport was gezet, bood Sandvik Coromant US dagelijks ondersteuning voor Pietro Carnaghi en Bucyrus. Er moesten tal van wijzigingen worden aangebracht aan gereedschapstypes, wisselplaats oorten, geometrieën en processen. “De mensen bij Pietro Carnaghi hadden alleen tweedimensionale tekeningen gezien. Soms moet je een onderdeel daadwerkelijk gezien hebben om precies te weten hoe je het moet bewerken”, zegt Lyle Schmaus, verkooptechnicus bij Sandvik Coromant. “Lyle en Sandvik Coromant boden ons vanaf de allereerste fase ondersteuning”, zegt Matysiak. “Lyle heeft hier zowat vijf weken gezeten.” De machine van Pietro Carnaghi werd in 2009 geplaatst en medio 2010 in bedrijf genomen. “Hij wordt zelfs intensiever gebruikt dan voorzien”, zegt programmeur Neil Cramer. “Hij werkt zo goed dat alle ingenieurs hun werk nu hier komen doen.” Volgens de cijfers heeft Bucyrus het op alle fronten goed aangepakt. Matysiak: “We wilden 25 procent kosten besparen, maar dat is gemiddeld 44 procent geworden. Op transport besparen we 66 procent en op doorlooptijd 19 procent. Dat zijn heel wat dagen.” n
Operator Jason J Reynolds van Bucyrus maakt een swing rack klaar voor de volgende bewerkingsfase.
metalworking world
33
De machine van Pietro Carnaghi kan in een enkele opspanning draaien, boren, kotteren, tappen en frezen.
DE UITDAGING IN HET KORT De uitdaging:
De bovenbouw van de elektrische graafmachine draait op rollers.
Tegemoet komen aan de groeiende vraag naar elektrische mijnbouwapparatuur en productieknelpunten bij drie hoofdonderdelen oplossen.
“Voorheen maakten we acht à tien machines per jaar. We hoorden dat dat aantal binnen twee jaar zou groeien naar 24.” John Matysiak, productie-ingenieur bij Bucyrus
in Zuid-Milwaukee aankondigde, leek het erop dat de vraag naar elektrische graafmachines de komende jaren aanzienlijk zou toenemen vanwege de groeiende wereldvraag naar kolen, koper, ijzererts, teerzand en andere grondstoffen. “Voorheen maakten we acht à tien machines per jaar”, zegt Matysiak. “We hoorden dat dat er binnen twee jaar 24 zouden zijn.” De huidige capaciteit voor elektrische graaf machines is iets meer dan dertig. Bucyrus maakt ook blasthole-boren, boren waarmee gaten gemaakt en explosieven geplaatst worden in hardere soorten gesteente. Af en toe bouwt het bedrijf ook een dragline. Naarmate de orders binnenstroomden, werd het duidelijk dat het bestaande proces niet snel genoeg werkte om aan de vraag te voldoen. 34
metalworking world
Het bedrijf nam knelpunten onder de loep bij drie hoofdonderdelen – het swing rack, de liertrommel en de tandwieloverbrenging van de lier. Zeer grote onderdelen, die op dezelfde tijdrovende manier werden vervaardigd op verschillende locaties. De oplossing was een tweekoloms 200 HP VTC van de Italiaanse bouwer Pietro Carnaghi, waarop in één opspanning gedraaid, geboord, gekotterd, getapt en gefreesd kan worden. Dat verminderde het aantal opspanningen per onderdeel en bespaarde aldus veel tijd en geld. Sandvik Coromant werd gevraagd de meest efficiënte gereedschapsoplossing voor de machine te ontwikkelen in samenwerking met de Italiaanse en Amerikaanse Sandvik Coromant-organisatie (zie kader).
De oplossing: Sandvik Coromant moest de meest efficiënte gereedschapsoplossing aandragen voor de machine, die deze onderdelen kon draaien, frezen, boren, kotteren en tappen. De machine is een tweekoloms, 5 meter grote 200 HP VTC van Pietro Carnaghi.
Het resultaat: De nieuwe machine beperkt het aantal opspanningen, wat leidt tot grote kostenbesparingen en 19 procent besparing op de doorlooptijd. n
Bucyrus bespaarde ook doorlooptijd, volgens Matysiak. Verminderde wachttijd en transportkosten vormden ook een besparing, evenals de betere kwaliteit van de componenten. Voor Sandvik Coromant was dit de eerste betrokkenheid bij een nieuw project van Bucyrus, en het vormt eveneens een succes voor de “Right from the Start”-campagne op internationaal niveau. n
technologie Tekst: turkka kulmala
Uitdaging: Wat te doen als hardmetaal niet voldoet bij HRSAbewerking?
Oplossing: Stap over op keramische wisselplaatsoorten, die bij correcte toepassing een krachtig alternatief vormen.
Keramiek houdt van heet zijn geschikte alternatieven voor draaien en frezen van hittebestendige superlegeringen (HRSA). Een subgroep is Inconel, dat veel wordt gebruikt voor hete toepassingen in vliegtuigmotoren en de energieproductie. Een andere groeiende toepassing vormen opgelaste harde materialen in de olie- en gaswinning. Keramiek blijft hard bij hoge temperaturen en is laagreactief met werkstukmaterialen. Het nadeel ervan is een geringere taaiheid vergeleken met hardmetaal. Daarom is een stabiel proces met minimale trillingen vereist. Uitsteeklengtes moeten kort blijven, en ‘vol slot’ moet bij frezen worden vermeden. Keramische draai- en freesbewerkingen Sialon en whiskerkeramiek
vertonen enkele grote verschillen. Bij draaien ligt de maximale snijsnelheid rond de 300 m/min, maar bij frezen kan die oplopen tot 1000 m/min. Keramiek draaien vergt een continue stroom koelmiddel, terwijl bij frezen geen koelmiddel mag worden gebruikt om thermische spanningen te vermijden. Ronde wisselplaten zijn optimaal voor draaien en frezen, en geringe snijdieptes worden aanbevolen. De voornaamste richtlijn voor keramisch frezen is het gebruik van lage voedingen (0,05-0,08 mm/tand) om tot zeer hoge snijsnelheden te komen. De hitte rond de snijzone verbetert de snijwerking en bevordert de afvoer van de kleine, roodhete spanen. n
keramische wisselplaten CC6060 en CC6065 voor sialon en CC670 voor whiskerkeramiek zijn aanwinsten voor een sterk keramisch wisselplaatprogramma voor draaien en frezen. Lees meer op www.coromant.sandvik.com.
praktijkstudie: Inconelcomponent
Wisselplaat:
Sandvik Coromant RNGN 12 07 00-E
Concurrent: hogesnelheisd frees Concurrent: hardmetaal
Snijsnelheid vc (m/min):
800
38
voeding per tand fz (mm):
0,13
0,71
tafelvoeding vf (mm/min):
2000
600
Snijdiepte ap (mm):
1,5
0,7
Gereedschap:
Sandvik Coromant S-R120R-051C6-12X4
samenvatting
Resultaten:
In totaal werd 42 uur bewerkingstijd per jaar bespaard. De productiviteit ging met 469 procent omhoog.
De hoge temperatuur helpt bij het verwijde ren van de roodhete spanen.
De extreme snelheid van keramische gereedschappen maakt aanzienlijk hogere verspaningssnelheden mogelijk bij veeleisende HRSA-toepassingen. n
metalworking world
35
nader bekeken
Zuidpoolrecord gebroken oplossingen Een expeditieteam onder Britse leiding heeft de eerste gemotoriseerde oversteek van Antarctica voltooid. Andrew Regan leidde het elfpersoonsteam, dat allerlei supergeavanceerde voertuigen gebruikte, waaronder het eenmans Bio-Inspired Ice Vehicle, tijdens de twintigdaagse trip eind november vanaf de Uniongletsjer. Bij het bereiken van de geografische Zuidpool keerden ze om en volgden ze dezelfde route terug naar de gletsjer. Na het afleggen van 4000 km keerden ze op 17 december terug naar huis. n MOON-REGAN ANTARCTIsChe eXPEDITIe
Deutsche Messe
42.287
megawatt was de totale windenergie-opbrengst van China in 2010. Daarmee is het land ‘s werelds grootste producent van windenergie en ligt het voor op de Verenigde Staten (40.180 MW).
wist u
Bron: Global Wind Energy Council
Composieten bewerken is veeleisend en complex. Maar het is ook een gebied met een enorm potentieel. Op de nieuwe blog www.compositemachining.org kunt u ervaringen en oplossingen delen.
Sterke focus op EMO appleuzr
praat mee op het composietforum
De weg op met de show tentoonstelling De 12e China International Machine Tool Show (CIMT) in Beijing gaf Sandvik Coromant een ideaal platform om de nieuwste technologie en diensten te demonstreren. De Smart Hub van dit jaar was de grootste stand in de geschiedenis van het bedrijf in China. De stand was opgezet als een Chinese stad, met traditionele architectuur en
36
metalworking world
moderne torens. De thema’s in de drie hoofdtorens waren tandwielfrezen, aerospace en energie opwekking, en omvatten toepassingen zoals de bewerking van harde onderdelen. Verder propageerde de stand diensten zoals CTLS (Coromant Tool Library Services) en trainingsop lossingen van de Sandvik Coromant Academy. n
emo De EMO Hannover is de grootste vakbeurs voor metaalbewerkers. Dit jaar presenteert Sandvik Coromant er de nieuwste oplossingen voor tandwielfrezen en de bewerking van harde onderdelen. n
vakbeurzen 2011
…dat ’s werelds grootste windmolen de 160 meter hoge Laasowturbine in Brandenburg, Duitsland, is?
illustraties: Hypergon, danleap
mei
sept.
okt.
metalloobrabotka
emo
23-27 mei Moskou, Rusland
19-24 september Hannover, Duitsland
toolex 2011
juni
sUBCONTRACTING TRADE FAIR
Canadian Manufacturing
13-15 september Tampere, Finland
17-20 oktober Toronto, Canada
itm polska
14-17 juni Poznan, Polen paris air show
20-26 juni Parijs, Frankrijk
Intl technical fair
26 september – 1 oktober Plovdiv, Bulgarije
5-7 oktober Sosnowiec, Polen
technology show
Foto: James King-Holmes
illustraties: Richard Baird, Gypsy Bytes, bubaone
Nobele superheld
Onorthodox Nobelprijswinnaars staan zelden bekend om hun connecties met Spiderman en het laten zweven van kikkers, maar Andre Geim, winnaar van de Nobelprijs voor fysica in 2010, gaat niet altijd even conventioneel te werk bij zijn onderzoeken. grafeen Andre Geim heeft de Nobelprijs gewonnen voor de ontwikkeling van grafeen, het dunste materiaal ter wereld, en ook een van de sterkste en hardste. Het materiaal heeft veel potentiële toepassingen en geldt als superieur aan het alternatief, siliconen. Het kan worden gebruikt in composie ten in vliegtuigen en auto’s, en ook als elektronicabestanddeel in computers en zonnepanelen.
kikkers De weinig conventionele onderzoe ker Geim deelde in 2000 een alternatieve prijs, de IgNobelprijs, voor het magnetisch leviteren van een kikker.
gecko-tape Geim heeft de supersterke Gecko-tape helpen ontwikkelen. Wie weet klimmen mensen ooit als Spiderman langs gevels en ramen.
Geims Gecko-tape kan Spiderman het nakijken geven.
met dank aan Columbia Pictures
metalworking world
37
de oplossing Tekst: GEOFF MORTIMORE illustratie: kjell thorsson
Krachtig groefsteken
De groeiende vraag naar schone en efficiëntere elektrische energie schept een vraag naar nieuwe gas- en stoomturbines met componenten van meer hooggelegeerde en lastig te bewerken materialen. Voor het bouwen van een stoomturbine zijn honderden verschillende gereedschappen nodig, en een van de meest voorkomende en uitdagende bewerkingen is groefsteken. Dit zijn enkele van de gebruikte gereedschappen.
Maanden van hard werk De dubbele uitdaging van tijd en precisie bij het fabricageproces is des te lastiger door de omvang van stoomturbineonderdelen, zoals de mantel, de kransen en de as. Bij een as van 70 ton, 10 meter lang en 2 meter in diameter kan het maanden van lastig werk vergen om 20 ton materiaal weg te werken. Groefsteken vertegenwoordigt een groot deel van het bewerkingsproces bij de bouw van stoomturbines. Het stroomlijnen van deze operatie kan de bewerkingstijd met enkele weken bekorten. n
38
metalworking world
Soort CC6060
HETE VUREN Keramiek wordt steeds populairder als materiaal voor gereedschappen om componenten van hittebestendige legeringen te bewerken, zoals gasturbinekransen. CC6060 is de eerste keus en is te gebruiken bij snijgegevens die vijf- à zesmaal groter zijn vergeleken met hardmetalen gereedschappen.
Wilt u meer weten? Bezoek www.sandvik.coromant.com/power Demperbladen trillingsvrij Bij het nadraaien van een stoomturbine-as, buitenhuis of turbinewiel is het van het grootste belang dat er geen trillingen optreden; die kunnen maanden werk teniet doen. Daarom heeft Sandvik Coromant een gepantenteerd dempingsmechanisme ontwikkeld voor trillingsgevoelige groefsteekbewerkingen.
Turbinewielen
Rotoras
CoroTurn SL en HP
Buitenhuis
oplossing op maat
CoroCut Betrouwbaar De nieuwe spaanbrekergeometrie (GM) beschikbaar voor R-wisselplaten van 15 millimeter breed, zorgt voor een perfecte spaanbeheersing en maakt het steken van diepe, brede sleuven mogelijk in een enkele passing zonder tijdrovende stops. Dit komt de productiviteit en procesveiligheid ten goede bij het groefsteken op 10 meter lange turbineassen.
Voor veel soorten groeven in een turbineas zijn speciale groefsteekgereedschappen nodig. Met het modulaire gereedschapssysteem CoroTurn SL is een gereedschap samen te stellen dat gemaakt is van standaard snijgereedschappen. De SL-snijgereedschappen zijn leverbaar met HP (high-pressure) koelmiddelvoorziening. Bouw uw eigen maatsysteem op op www.gereedschap-builder.com.
metalworking world
39
Print n:o C-5000:550 DUT/01 © AB Sandvik Coromant 2011:2
Deze tanden vragen om een ander soort tandarts. Een specialist die begrijpt hoe belangrijk duurzame kwaliteit en nauwkeurige prestaties zijn. Die productief en rendabel is en nauw met u samenwerkt om het beste uit uw gereedschapsoplossingen te halen. Die belang hecht aan een goede dienst na verkoop, met regelmatige controles en ideeën voor verdere ontwikkeling. Een specialist in een gele jas. Bel ons vandaag nog als tandwielfrezen uw ding is.
www.sandvik.coromant.com
