11 wie niet Rusland: Italië: india: magazine voor bedrijf en techniek van sandvik coromant

De wereldWATERCRISIS

tijd voor actie! 1/11 magazine voor bedrijf en techniek van sandvik coromant

Rusland:

de titaniumstad igcc belooft schonere kolencentrales Italië:

wie niet waagt...

Shivani Jatiley, assistentmanager inkoop van JCB India.

india:

marktleider blijven

meer produceren

redactioneel Tom erixon President Sandvik Coromant

Meer en nieuwer, sneller en schoner de wereldvraag naar elektriciteit zal in de komende twee decennia naar verwachting met 83 procent toenemen. Momenteel wordt dit vooral veroorzaakt door de economische groei in Azië, waar veel nieuwe krachtcentrales in aanbouw zijn, bestaande centrales worden gemoderniseerd met nieuwe turbines en het gebruik van hoogwaardige materialen stijgt. Intussen zal naar verwachting de totale windenergiecapaciteit in 2014 verdrievoudigd zijn ten opzichte van nu. Over tien jaar kan

“Deze uitzonderlijke groei stelt nieuwe en hogere eisen aan de fabrikanten van onderdelen voor de energiesector.” windenergie wellicht voorzien in 8 procent van de wereldvraag naar elektriciteit. Deze uitzonderlijke groei stelt nieuwe en hogere eisen op het gebied van productiviteit aan de fabrikanten van componenten voor de energiesector: er moeten meer onderdelen van een hogere kwaliteit voor minder geld worden gemaakt, er wordt meer rendement en vakkennis verlangd en voor de modernste turbines zijn nieuwe en lastig te bewerken materialen nodig. en lastig te bewerken materialen zijn specialismen van Sandvik Coromant. Al tientallen jaren steunen we de aerospace-industrie, voldoen we aan de hoogst mogelijke kwaliteitseisen en vinden we nieuwe snijkantoplossingen. In de energiesector gelden soortgelijke eisen en leggen

Nieuwe technologie

2 

metalworking world

klanten steeds meer nadruk op productiviteit en hoogwaardige oplossingen. Neem de nieuwe, zeer efficiënte turbines voor de kern- en kolencentrales van morgen. Wist u dat momenteel zo’n 40 procent van ‘s werelds elektriciteit in kolencentrales wordt opgewekt en dat dit percentage de komende twintig jaar nog zal toenemen? Het is van groot belang dat die krachtcentrales schoner worden, maar de vereiste nieuwe technologie stelt onderaannemers voor nieuwe uitdagingen. Op pagina 20 leest u meer over schonere manieren om kolen te stoken.

De kruiringen in een windturbine dienen om de kop in of uit de wind te draaien. De ringen zijn gemaakt van smeedstaal en moeten met gespecialiseerde gereedschappen bewerkt worden tot zeer nauwkeurig bewegende delen, delen die een diameter van zes meter kunnen hebben. Op pagina 38 bekijken we enkele van de tijdbesparende gereedschappen voor de fabricage van deze kruiringen. Het potentieel van snijgereedschappen in de energiesector wordt steeds groter, dankzij investeringen in windenergie en condensatieenergie. Het zijn uitdagende en spannende tijden! Ik wens u veel leesplezier toe.

tom erixon 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 publicatiewetgeving: Yvonne Strandberg. Accountmanager: Christina Hoffmann. Redactiemanagement: Johan Andersson. Art director: Erik Westin. Technisch redacteur: Christer Richt. Assistentredacteur: Valerie Mindel. Coördinator: Beate Tjernström. Taalcoördinator: Sergio Tenconi. Layout taaledities: Eva Bengtson. Nederlandse vertaling en redactie: Jan Tazelaar/Wilma de Hoog. Prepress: Markus Dahlstedt. Coverfoto: Peter Jönsson Ongevraagde artikelen worden niet geaccepteerd. 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: mww@spoon. se. Vragen over distributie: Beate Tjernström, Sandvik Coromant. Tel.: +46 (26) 26 67 35. E-mail: mww. [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, CoroDrill, CoroMill, CoroTurn, T-Max zijn handelsmerken van Sandvik Coromant.

Een gratis exemplaar van Metalworking World ontvangen? E-mail uw adres naar mww. [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, welke in verband kan worden gebracht met het gebruik van de in Metalworking World gepubliceerde artikelen.

inhoud metalworking world #1 2011

14 4

De Switchblade Multi Mode Vehicle – een vliegende motor.

Dinesh Sharma plaatst een transmissiehuis bij JCB India.

8

Luca Giordano, een moedig man.

Metalworking Nieuws..... 4

Schoner kolen stoken....20

Partnerschap stimuleert vrije geesten..................... 8

Eeuwige roem.................26

Functionele kunst.......... 13 De productie opvoeren......................... 14

Vloeibare oplossingen...32 Nader bekeken................ 36 Totale oplossing.............38

32 Een tekort aan schoon water is een oplosbaar probleem.

Technologie Sterke concurrentie Hard part-bewerking wordt wenselijker dan slijpen. Voordelen zijn onder meer een hogere productiviteit, geringere kosten en meer flexibiliteit.

6

Titanium bewerken en tijd besparen Hardmetalen vingerfrezen en specifieke freestechnieken besparen tijd en verbeteren de kwaliteit van de bewerking van aerospace-onderdelen.

19

Snijkant­ geometrieën

Groene turbines voor de toekomst Moderne en milieuvriendelijke stoom- en gasturbine-onderdelen vereisen specifieke gereedschapsoplossingen en -methodes.

Een groot gereedschapsprogramma, bewezen technische capaciteiten en een applicatiecentrum voor het ontwikkelen en testen van oplossingen tillen de diepgatbewerking naar een nieuw niveau.

24 30

metalworking world  

3

Nieuws Haász Dezső is operations manager van een van de fabrieken van Linamar in Hongarije.

“Met behulp van onze ervaring maken wij windmolenonderdelen.” 1. Linamar is vooral bekend als

onderaannemer in de autobranche. Waarom bent u onderdelen voor windturbines gaan maken? “In 2007 wilde Linamar Hungary profiteren van de groei van de windenergiesector, aangezien we al ervaring hadden met het zeer nauwkeurig bewerken van auto-onderdelen.”

2. Hebt u uw fabrieken moeten aanpassen aan deze nieuwe productie? “Ja. We hebben onze bewerkingscapaciteit opgevoerd voor het maken van 4 meter lange, 2,5 ton zware assen, en we hebben geïnvesteerd in nieuwe CNC-draai-, frees- en slijpmachines.” 3. Hoe benut u de steun van het

Sandvik Coromant Productivity Center? “We werken al zeven jaar samen met Sandvik Coromant en hebben daar zelfs een handleiding voor geschreven. We gebruiken Sandvik Coromant voor het

opleiden van onze technici en operators om onze processen te verbeteren en onze kosten omlaag te brengen.”

4. Herstelt de auto-industrie

zich? “We draaien momenteel op 90 à 95 procent van onze capaciteit. In 2009 was dat 75 procent, dus ja, er is een grotere vraag naar onze producten, met name assen, flenzen, brandstofpomphuizen en turbo-aanjagers.”

over linamar Het Canadese Linamar is een ontwerper en fabrikant van metalen precisie-onderdelen en systemen voor de auto-, energie- en mobieletelefoonsector. Het bedrijf heeft drie fabrieken in Hongarije, waarvan er twee zeer nauw hebben samengewerkt met het Sandvik Coromant Productivity Center in Roemenië.

>>> Lees meer over de Linamar Corporation op www.linamar.com.

Stabiele snede

Eindelijk bij elkaar

draaien. Als u weer een draaibank verkrijgbaar, maar is nu ook onderdeel bestelt, neem er dan een met de nieuwe van het wereldwijde productassortiment Sandvik Coromant CDI-turret. en is een standaard catalogusproduct De turret heeft meer stabiliteit en van Sandvik Coromant geworden. een kortere gereedschapshouder, hetgeen leidt tot een langere levensduur, betere snijprestaties en een betere oppervlakte-afwerking. CDI is de interface tussen de turret en de Coromant Capto quick-change klemunit, en is oorspronkelijk ontwikkeld voor de automobielindustrie voor applicaties waar een VDI-turret niet stabiel genoeg was. Met de nieuwe turret zijn snelle gereedschapwisselingen mogelijk en daarom is hij zeer geschikt voor het produceren van kleine partijen. Hij is De nieuwe CDI-turret is stabiel en stijf en is geschikt voor oorspronkelijk ontwikkeld voor de auto-industrie. statische en roterende applicaties. De CDI-turret is al een tijdje in Europa

productiviteit. Een nieuwe gereedschapsbibliotheek biedt informatie over alle snijgereedschappen, ongeacht merk of leverancier. Tot nu toe sloegen de verschillende softwareprogramma’s data altijd op verschillende manieren en onder verschillende namen op, wat tijdrovend en onbetrouwbaar was. Sandvik Coromant en TDM, dat het kenniscentrum voor gereedschapsgegevens beheert bij Sandvik Tooling, hebben een catalogus ontwikkeld op basis van de ISO 13399 datastructuur, die gemakkelijker, sneller en visueel beter georganiseerd is. Alle soorten werkplaatsen, klein of groot, die bewerkingsge-

4 

metalworking world

reedschappen moeten programmeren, kunnen voortaan via een intuïtieve interface assemblagegegevens naar elke softwareapplicatie overbrengen. De gereedschapsbibliotheek bevat drie hoofdsecties: Catalogusgedeelte: Voor gegevens over producten van snijgereedschappenleveranciers. Mijn artikelen: Voor het kopiëren van gegevens uit de catalogus kopiëren naar het gedeelte van de fabrikant zelf. Mijn assemblages: Voor de assemblage door gebruikers, waarbij dimensiegegevens, 2D-tekeningen en 3D-modellen, gemakkelijk zijn op te slaan en terug te vinden.

Sopronyi Gyula

Vier vragen aan Haász Dezső van de Linamar Corporation, Hongarije:

We snijden een stukje af over de bomen

beurzen. IMTEX/Tooltech, een zeer populaire beurs voor de fabricage-industrie wordt in januari 2011 gehouden in Bengaluru, ook wel het Silicon Valley van India genoemd en trekt naar verwachting bezoekers uit de hele wereld. De gebeurtenis vindt sinds vijftien jaar elke twee jaar plaats en is een podium voor machines en metaalbewerkingsgereedschappen. Sandvik Coromant maakt van de gelegenheid gebruik om nieuwe producten te laten zien en nieuwe partnerschappen aan te gaan. “Onze hele stand wordt een geelgeschilderd Smart Event”, aldus Gunnar Nälsen, waarnemend algemeen manager marketing van Sandvik Coromant in Pune, India. “We willen het moment benutten, nu de markten in India en China in volle hevigheid losbarsten.” De manifestatie wordt georganiseerd door de Indianl Machine Tool Manufacturers Association en vindt van 20 tot 26 januari 2011 plaats in het International Exhibition Centre in Bengaluru.

beurzen 2011 •Tooltech, 20–26 januari, Bengaluru, India •TECMA, 8–11 maart, Mexico City, Mexico •CIMT, 11-16 april, Beijing, China •EMO, 19-24 september, Hannover, Duitsland

“De behandeling en bewerking van titanium is zeer duur, en gereedschappen hebben een grote invloed op de kosten.” Alexander Litvinov, hoofdprocestechnicus van de Russische titaniumproducent VSMPO. >>> lees meer op pagina 26.

samson motorworks

IMTEX/Tooltech in 2011

Vliegfiets R&D. Bent u het filerijden ook zo zat? Binnenkort kunt u op een nieuwe vliegende driewiel-motorfiets stappen. Samson Motorworks, een een klein constructiebedrijf aan de voet van de Sierra Nevada in Californië, bouwt

een prototype van een vliegende motorfiets met de naam Switchblade Multi Mode Vehicle. Het voertuig zou in 2011 op de markt moeten komen als een doe-het-zelfpakket à 100.000 dollar, inclusief

avionica en een 120-pk motor. De Switchblade, een kruising tussen een Ferrari, een motor en een vliegtuig, heeft intrekbare vleugels en biedt plaats aan twee personen en een golftas.

App-etijtelijk! economiE. Voortaan kunt u de prestaties van uw draai-, frees- en boorapplicaties optimaliseren met uw telefoon. De nieuwe, gratis Tooling Calculator App is beschikbaar voor iPhones en Android smartphones en stelt u in staat om met uw mobieltje de optimale instellingen te Bereken de beste parameters voor een klus berekenen voor de specifieke met uw mobieltje. gegevens van een werkstuk.

De app heeft een help-knop die extra informatie over de berekening en over de vereiste input biedt. Hij bevat ook een proceskostenvergelijker die bepaalt hoe de optimalisatie van de gereedschappen kosten en tijd bespaart. De app is verkrijgbaar via www.sandvik.coromant.com/ machiningcalculator of via iTunes van Apple.

Diamanten deal oplossingen. De Amerikaanse firma Precorp maakt boorgereedschappen van polykristallijn diamant (PCD) en hardmetaal. Deze geavanceerde technologie wordt nu ter beschikking gesteld aan fabrikanten over de hele wereld via het product- en ondersteuningsnetwerk van Sandvik Coromant.

U vindt de PCD-oplossingen van Precorp en ook de reeds bestaande bewerkingsoplossingen voor randen en oppervlakken voor veeleisende composietmaterialen via uw normale verkoopkanaal. >>> Lees meer over deze oplossingen op www.sandvik.coromant.com/composite. metalworking world  

5

technologie tekst: elaine mcclarence

Uitdaging: Voldoen aan de eisen

voor toleranties en oppervlakteafwerking van hoogwaardige werkstukken.

Oplossing: Stap bij harde werk-

stukken over van slijpen op draaien en benut de nieuwste wisselplaatgeometrieën en CBN-soorten.

Overstappen van slijpen op draaien Draaien is een goede oplossing voor het bewerken van werkstukken waarvan de hardheid tussen de 55 en 65 HRC ligt. Dankzij wisselplaatsoorten die zijn gebaseerd op kubisch boronnitride (CBN) en aluminiumoxidekeramiek heeft het draaien van harde werkstukken veel terrein op slijpen gewonnen. Het proces kan leiden tot meer productiviteit, lagere productiekosten en kosten per onderdeel, een grotere flexibiliteit en een eenvoudiger productieproces. Bovendien kunnen harde werkstukken worden gedraaid zonder koelvloeistof, zodat het een milieuvriendelijk alternatief voor slijpen is. Sandvik Coromant gaat door met de ontwikkeling van CBN en keramische wisselplaattechnologie ter ondersteuning van de groei van de bewerking van harde werkstukken, vooral het draaien. het CBN wisselplaat-programma kent nu

soorten voor zware, onderbroken omstandigheden, zoals CB7525, CB7025 en het binnenkort te verwachten CB7035, en voor

6 

metalworking world

continue, stabiele omstandigheden, zoals CB7015. Bovendien heeft het bedrijf het ongeëvenaarde, gemengde keramische CC6050, een voordelig alternatief voor toepassingen met een matige hardheid. Wisselplaatgeometrieën hebben ook

invloed op de bewerkingsresultaten en de oppervlakteafwerking. De Wiper- en Xcel-geometrieën voldoen voor de meeste bewerkingseisen en snijstrategieën. De WH Wipers zijn de werkpaarden van de bewerking van harde werkstukken. Ze

Praktijkvoorbeeld

Een fabrikant van kroonwielen verbeterde zijn productiviteit 2,9 maal m.b.v. Xcel-wisselplaten.

Een fabrikant van hardstalen kroonwielen schakelde over op de Xcel-wisselplaat en kon zijn snijsnelheden verhogen van 150 m/ min tot 200 m/min, wat een hogere productiviteit opleverde. De productiviteit van het bedrijf werd 2,9 maal hoger, terwijl het gereedschap 1,3 maal langer meeging. De gereedschapsoplossing: Wisselplaten: Xcel-wisselplaat, soort CB7015. opspanning Machine: Snijsnelheid: 200 m/min. Voeding: 0,34 mm/omw.

Kenmerken van hard part-bewerking De best mogelijke CBN-soort voor elke toepassingen kiezen.

CB7015

De beste keus voor continue, stabiele omstandigheden bij hoge snelheden.

CB7025

Aanbevolen voor lichte, onderbroken sneden bij middelhoge tot hoge snelheden.

CB7035

De beste keus voor onderbroken sneden bij middelhoge snelheden.

CB7525

De oplossing voor lastige, onderbroken sneden bij lage tot middelhoge snelheden.

Snijsnelheid Hardheidseis

De Safe-Lok-technologie is de ideale manier om de CBN-punt op de hardmetalen schacht te bevestigen. De technologie bestaat uit een mechanische messing koppeling, die sterk en betrouwbaar is. laag

hoog

Dit werkstuk geeft een idee van enkele typische toepassingen met de bijbehorende soort.

bieden meer productiviteit en een uitstekende oppervlakte-afwerking en dimensionale kwaliteit in vergelijking met standaard wisselplaatontwerpen. Als een werkstuk er de ruimte voor biedt, kan de Xcel-geometrie veel productiviteit bieden. Een ander alternatief voor profieldraaien is de CoroTurn TR-wisselplaat, die een uitstekende stabiliteit heeft. De CoroTurn TR CBN-wisselplaat heeft een unieke pocket voor meer stabiliteit en zal binnenkort op de markt verschijnen. Veiligheid is bij elk bewerkingsproces een eerste vereiste, en dat geldt zeker ook voor de bewerking van harde werkstukken. Het Safe-Lok-systeem voor het bevestigen van de CBN-punt op de hardmetalen schacht vormt een mechanische koppeling die borg staat voor sterkte en betrouwbaarheid bij een grote snijdiepte. De Safe-Lok garandeert een grotere

procesveiligheid en een geringer risico van overbelasting en het losraken van de CBN-punt. Draadsnijden, groefsteken en frezen van geharde delen is eveneens mogelijk dankzij de CBN -wisselplaten uit het Sandvik Coromant-productprogramma. bewerken van harde werkstukken is meestal geen koelvloeistof nodig. CBNen keramische wisselplaten zijn bestand tegen hoge snijtemperaturen en sparen dus koelvloeistofkosten uit. Waar de thermische stabiliteit van het werkstuk moet worden gegarandeerd, kan hogedrukkoelvloeistof (tot 70 bar) in combinatie met de juiste CBN-wisselplaat worden gebruikt voor een optimale spaanafvoer. Bewerking van harde onderdelen wordt in de auto-industrie toegepast voor de fabricage van onderdelen zoals tandwielen, differentiëlen en assen, maar is ook geschikt voor tal van andere producten zoals kogellagers.

Voor het

Samenvatting De unieke wisselplaatgeometrieën en ‑soorten van Sandvik Coromant bevorderen de ontwikkeling van het draaien van harde delen als een zeer effectief alternatief voor slijpen als nabewerking. Het productassortiment omvat Wiper- en Xcel-wisselplaatgeometrieën. Daar komen binnenkort de CoroTurn TR CBN-wisselplaten voor profieldraaien bij. De CBN-soorten CB7015 en CB7025 worden gevolgd door de nieuwe soorten CB7525 en CB7035. Bovendien komen er hogedrukkoelvloeistofoplossingen bij voor een betere spaanbeheersing.

metalworking world  

7

tekst: massimo condolo

foto: Maurizio Camagna

een gewaagde onderneming Borgo San Dalmazzo, Italië. Het was een enorme uitdaging voor een klein bedrijf, maar Costruzioni e Lavorazioni di Precisione durfde het aan om een reusachtig onderdeel van een kernreactor te bewerken. “Verkoop de huid van de beer niet voor je hem geschoten hebt”, is een populaire uitdrukking in de provincie Cuneo in noordwest-Italië. Toch is het al lang geleden dat hier beren werden geschoten. Tegenwoordig is de streek gespecialiseerd in voedingsmiddelen zoals Castelmagno (kaas), de wijnsoorten Barolo en Barbaresco en het vlees van de vette Carrù-koe. Niettemin haalt Luca Giordano, directeur van Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP) in Borgo San Dalmazzo het gezegde graag aan als hij begint over zijn nieuwe project: de fabricage van een enorm onderdeel voor een kernreactor. Eigenlijk ging het bedrijf, dat zo’n 80 kilometer ten zuiden van Turijn ligt, dwars tegen de wijsheid van het gezegde in toen het deze taak op zich nam. Giordano: “We verkochten de huid van de beer voordat hij dood was.” Het was een beslissing die heel wat moed vergde, én een sterke partner in de vorm van Sandvik Coromant. CLP heeft geen standaard productassorti8 

metalworking world

Horizontale kotterbank met het huis van een pomp voor een kernreactor.

Vlakfreeskop die CLP hielp 30.000 euro te besparen op elke bewerkte partij onderdelen.

ment. Het bedrijf werkt als aannemer voor diverse bedrijven die zich bezighouden met bijvoorbeeld energie, kernonderzoek, weg- en waterbouw, fabricage van bewerkingsgereedschap en de luchtvaart. Het bedrijf is gespecialiseerd in staalconstructies en de hoogwaardige mechanische bewerking van grote onderdelen. Toleranties

van honderdsten van millimeters worden bereikt bij onderdelen die zo groot zijn dat ze worden aan- en afgevoerd met speciale transporten – vaak ‘s nachts om het verkeer niet te hinderen. Pomphuizen voor kernreactoren, componenten voor een experimentele fusiereactor en graafmachines voor het graven van sluizen of metrotunnels zijn voorbeelden

Luca Giordano Leeftijd: 35 Woont: In het centrum van Borgo San Dalmazzo in de Italiaanse provincie Cuneo Gezin: Getrouwd met een lerares kunstgeschiedenis; heeft twee kinderen van 5 en 2 Opleiding: Bedrijfskunde en economie aan de universiteit van Turijn Hobby’s: Wandelen, hardlopen metalworking world  

9

CLP in het kort Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP) is gevestigd in Borgo San Dalmazzo in de provincie Cuneo in noordwestItalië. Het bedrijf is in 1973 opgericht en is gespecialiseerd in staalconstructies. In de afgelopen paar jaar heeft CLP zich ontwikkeld op

het gebied van hoogwaardige mechanische bewerkingen. Momenteel is zo’n 60 procent van de werkplaatstijd van het bedrijf gewijd aan de precisiebewerking van grote mechanische onderdelen. In de resterende tijd worden staalconstructies vervaardigd. Naast de fabricage

van nieuwe onderdelen onderhoudt het bedrijf gebruikte apparatuur. CLP heeft 21 werknemers: 13 machineoperators, vijf constructeurs en drie directeuren. In 2009 was de omzet van het bedrijf 3 miljoen euro en in 2004 1,4 miljoen.

Het vervangen van de schijffrees met de hoogwaardige R300, die wisselplaten van 20 mm diameter heeft.

Aurora Baracco, kwaliteitsmanager van CLP (rechts), geeft aanwijzingen aan operator Francesco Altanese.

10 

metalworking world

van de recente projecten waar CLP hand in heeft gehad. Bij elk nieuw project is de voorbereidende fase van cruciaal belang. De duurzaamheid van de wisselplaten, het pad dat de gereedschappen volgen in gedeeltes van het werkstuk waar weinig bewegingsruimte is, de kenmerken van materialen zoals roestvast staal en gietijzer of de aanwezigheid van kiezelachtige insluitingen (een uiterst hard smeltresidu waar wisselplaten snel van slijten)

in de gietvormen zijn allemaal factoren die veel invloed kunnen hebben op de tijd en de kosten van het productieproces. Vooral hierbij, aldus Giordano, komt de tienjarige relatie van CLP met Sandvik Coromant tot zijn recht. “De aanwezigheid van een partner die ons technische productiepersoneel vanaf de eerste projectevaluatie terzijde kan staan, is zeer belangrijk”, zegt hij. “Alleen door de gereedschappen gezamenlijk te kiezen en

CLP is gespecialiseerd in staalconstructies en hoogwaardige mechanische bewerking van grote onderdelen, en werkt sinds tien jaar samen met Sandvik Coromant.

“De aanwezigheid van een partner die ons technisch productiepersoneel vanaf de eerste projectevaluatie bijstaat, is zeer belangrijk.” Luca Giordano, directeur van Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP)

eventueel speciale gereedschappen te ontwerpen, kunnen we ‘de huid van de beer verkopen voordat we hem geschoten hebben’.” CLP heeft onlangs het externe pomphuis voor een kernreactor bewerkt. Het onderdeel, 3,5 meter in diameter, arriveerde als halffabrikaat en moest van binnen tot de gewenste specificaties gefreesd en gedraaid worden (de buitenkant zou de klant zelf afwerken zodra het werkstuk röntgentests en drukproeven doorstaan had).

In de werkplaatsen van CLP in Borgo San Dalmazzo werd het onderdeel driemaal bewerkt – tweemaal met een portaalbewerkingscentrum en eenmaal met een kotterbank (zie kader). Technisch personeel van Sandvik Coromant bood ondersteuning bij elk van die processen, maar werkte vooral nauw met CLP samen aan het tweede proces.

Het vervangen van een wisselplaat van slechts 20 mm diameter.

Bekijk het filmpje op www.youtube.com/sandvikcoromant metalworking world  

11

“Toen CLP ons advies inwon over de draaitafel van het portaalbewerkingscentrum, stelden we de (handmatige versie van de) Coromant Capto C8 klemunit voor. Die kon worden geïntegreerd met de ram van de machine om de gewenste interne en externe draaibewerkingen uit te voeren”, legt Giorgio Signori, manager Noordwest van Sandvik Coromant in Italië, uit. “We veranderden het centrum in een verticale draaibank.” In deze fase werd het pomphuis gedraaid en

tegelijkertijd uitwendig gefreesd – een bewerking die werd bemoeilijkt door het soort materiaal, de korsten van het gietstuk en de vorm van het werkstuk. Lokale specialist Simone Guglielmetto van Sandvik Coromant vertelt dat met de technici van CLP werd afgesproken dat zij een R300 frees met een 20 mm wisselplaat zouden gaan gebruiken, waardoor de contacttijd van het gereedschap en de werkparameters beter uitvielen dan verwacht. Na de voltooiing van dit stadium werd het pomphuis op een Lazzati-freesmachine gezet voor het frezen van de inwendige onderdelen. De Lazzati is echter slechts gecertificeerd voor het gebruik van frezen tot 160 mm diameter, en voor dit bewerkingsproces was een frees van 550 mm diameter vereist.

Giorgio Signori, Simone Guglielmetto en Valter Angius van Sandvik Coromant.

“We adviseerden CLP om een N331 speciale schijffrees van 550 mm diameter te gebruiken”, herinnert technisch verkoper Valter Angius van Sandvik Coromant zich. “Die heeft positieve geometrieën die de stabiliteit van de machine niet beïnvloeden.” Dankzij de verlengde contacttijd en de langere levensduur van de wisselplaten was CLP in staat om 30.000 euro te besparen op elke partij bewerkte onderdelen.

“Dit bewijst andermaal hoeveel belangrijker de geboden service is dan de kosten van het gereedschap zelf”, zegt Giordano. “De waarde van het advies van de technici van Sandvik Coromant verleent hun product een uitstekende kwaliteit/prijsverhouding, ook al lijkt die prijs aanvankelijk hoog. Daarom gebruiken we Sandvik Coromant-producten voor meer dan 80 procent van onze projecten en voor 100 procent van onze bewerkingen van reactorpomphuizen.”

technische inzichten

Onconventionele methodes, uitstekende resultaten CLP vroeg de technici van Sandvik Coromant om een manier te helpen bedenken voor het frezen en draaien van een groot gietstukhalffabrikaat (van circa 3,5 meter diameter) van een pomphuis. Verschillende aspecten van het verzoek van CLP vergden een onconventionele benadering. Het bedrijf wilde een bewerkingscentrum als draaibank gebruiken (ook al waren de prestaties daarvan minder dan die van een echte draaibank) en wilde een frees van 550 mm diameter gebruiken – veel

12 

metalworking world

groter dan waar het bewerkingscentrum voor was goedgekeurd – zonder afbreuk te doen aan de bewerkingsprecisie. CLP wilde bovendien de productie opvoeren door de doorlooptijd te verkorten. “Samen met de technici van CLP waren we in staat om het gereedschapspad op driedimensionale modellen te testen”, zegt lokaal specialist Simone Guglielmetto van Sandvik Coromant. “We besloten korte frezen met een grote diameter te gebruiken om te voorkomen dat trillingen afbreuk

zouden doen aan de precisie.” Een R200 toroïdale frees met ronde wisselplaten werd gebruikt voor het eerste bewerkingsstadium (frezen op het bewerkingscentrum), en werd in september 2009 vervangen door de hoogwaardige R300 met een wisselplaat van 20 mm diameter, zodra die op de markt verscheen. Voor de tweede fase werd een Coromant Capto C8 kleminrichting gebruikt, waarmee enkele van de in- en uitwendige vlakken op de draaitafel konden worden gedraaid. Sandvik

Coromant hielp ook bij deze tweede fase, waarin met een frees diverse inwendige oppervlakken werden bewerkt. “De machine was door de fabrikant goedgekeurd voor frezen met een maximale diameter van 160 mm”, zegt Guglielmetto. “Met CLP experimenteerden we met de toepassing van een speciaal ontworpen schijffrees, de N331, met een diameter van 550 mm. Dat leverde uitstekende resultaten op, ruim binnen de gevraagde precisietolerantie.”

Tussendoor tekst en foto: Toby Selander

Metaalkunstenares

Carrol Boyes verandert metaal in kunstzinnig keukengerei In de jaren ‘90 ging in Kaapstad in Zuid-Afrika het gerucht dat metaalkunstenares Carrol Boyes een geheime formule had ontwikkeld voor peauter, een zachte metaallegering waarmee ze naar eigen zeggen ‘functionele kunst’ goot: apart gevormd keukengerei. Er schuilt een kern van waarheid in

het gerucht. Boyes: “Peauter bestaat voor 90 procent uit tin. De rest is koper en antimoon. Ik gebruik ook 90 procent tin, maar de rest van mijn formule is geheim.” Het mengsel wordt gesmolten en gemengd bij ongeveer 320 graden Celsius en wordt dan in Boyes’ unieke gietvormen gegoten. Ze werkt ook met

aluminium en roestvast staal, en binnenkort komt daar brons bij. Boyes begon in 1991 met het maken van metalen werkstukken in haar kelder. Inmiddels heeft ze een fabriek in Tzaneen, Zuid-Afrika, en produceert ze 900.000 voorwerpen per jaar. Wat begon als voorliefde voor ontwerpen en

metaalbewerking, heeft zich ontwikkeld tot een succesvol internationaal bedrijf. Boyes produceerde aanvankelijk voor de lokale markt, maar heeft inmiddels klanten over de hele wereld, onder wie Whoopi Goldberg, Samuel L. Jackson en aartsbisschop Desmond Tutu.

zakenvrouw Carrol Boyes, 55, ontwerpt unieke kunstvoorwerpen van peauter, een zachte metaallegering. Haar bedrijf biedt werk aan 500 mensen, vooral vrouwen. Die werken in haar fabriek in Tzaneen, Zuid-Afrika.

Mahinder Narang, hoofd assemblage bij JCB in India, naast een graafmachine in de fabriek van Ballabgarh in Haryana, India.

tekst: Jean macfarlane foto: Christina Sjögren

gouden tijden in India Ballabgarh, India. De plotselinge hausse in de bouwwereld in India plaatste marktleider JCB voor een grote uitdaging: meer machines produceren met de beschikbare middelen of omzet verliezen. 14 

metalworking world

Over jcb JCB is een van de grootste fabrikanten van bouwmaterieel ter wereld. Het bedrijf, dat als familiebedrijf in 1945 in Groot-Brittannië door Joseph Cyril Bamford werd opgericht, produceert tegenwoordig meer dan driehonderd modellen bouw- en landbouwappara-

tuur op vier verschillende continenten. JCB India Limited, een volledige dochter van JCB UK, is in 1980 in India opgericht en is nu ‘s lands grootste producent van bouwmaterieel. Het bedrijf heeft drie fabrieken – een in Ballabgarh, Haryana, en twee

Er is dezer dagen niet één hoek in India te vinden waar niet voortvarend wordt gebouwd. Wegen, viaducten, woonwijken en winkelcentra lijken van de ene op de andere dag te verrijzen in grote en kleine steden in het hele land. Logisch dus dat bedrijven die de voor deze bouwhausse benodigde machines leveren, met een grote toename van de vraag te maken hebben. Eén van die bedrijven is JCB India, een dochteronderneming van JCB UK. JCB is in 1980 in India begonnen en produceert momenteel de helft van al het bouwmaterieel dat daar verkocht wordt. De fabriek van JCB in Ballabgarh, Haryana, is gespecialiseerd in de productie

in Pune, Maharashtra – die een groot assortiment graafmachines, wielladers, draglines en shovels produceren. Samen hebben ze 1900 werknemers in dienst en een jaarlijkse omzet van 30 miljard Indiase roepies (ruim 530 miljoen euro).

Utkarsh Agarwal, waarnemend algemeen manager van de business unit transmissie in de fabriek te Ballabgarh, weet uit eigen ervaring hoe groot de vraag naar bouwmaterieel in India is.

graafmachines, en Utkarsh Agarwal, waarnemend algemeen manager van de business unit transmissie van de fabriek te Ballabgarh, herinneren het zich nog. “De vraag schoot omhoog”, zegt Agarwal. “Het aantal graafmachines dat we per maand produceerden, verdubbelde. In heel India zat de infrastructuur in de lift, en er viel veel werk te doen in de aanloopfase naar de Commonwealth Games (in oktober 2010) in Delhi. We beseften al snel dat we de productie hoe dan ook moesten opvoeren.”

van twee van de grote wereldwijde bestsellers van het bedrijf, de 3DX en de 4DX graafmachines – multitaskingreuzen die in drie minuten even veel werk verzetten als veertig man in evenzoveel uur zouden doen. Het bedrijf voert momenteel de Indiase markt voor graafmachines aan met een aandeel van 75 procent. Subir Kumar Chowdhary Eind 2009 kreeg de fabriek JCB besteedt soms de productie problemen met het bijhouden van van carrosserieonderdelen en de vraag. India was bezig de crisis te boven te panelen uit, maar de hoogwaardige versnelkomen en het orderboek stroomde snel vol. lingsbakken worden altijd in de eigen fabriek Subir Kumar Chowdhary, vicepresident gemaakt. Om de vraag bij te houden heeft de van JCB en hoofd van de business unit fabriek zich geconcentreerd op uitbreiding metalworking world  

15

Pooja Varshney(links) en Ashmita Mishra, beiden assistent-manager productontwikkeling, buiten de assemblagehal van de fabriek van JCB India in Ballabgarh.

Dinesh Sharma, juniormanager van de business unit transmissie, plaatst een transmissiehuis bij JCB India.

Afwerking van een graafmachine. Eind 2009 werd de vraag naar graafmachines van JCB bijna verdubbeld.

van de productie van gietijzeren mantels. Dat was niet eenvoudig, aangezien vier van de twaalf horizontale bewerkingscentra van de fabriek in gebruik waren voor een nieuw project en JCB niet wilde investeren in nieuwe bewerkingscentra. Om toch de gestelde doelen te halen, moest een manier worden gevonden om de onderdelen sneller en liefst voordeliger te produceren. De fabriek in Ballabgarh had ook nog met

een andere uitdaging te maken. De frezen in de bewerkingscentra belastten de spindels zo zwaar dat ze ernstige slijtage veroorzaakten

en de levensduur van de spindels bekortten. Agarwal was een paar maanden eerder in de fabriek in Ballabgarh komen werken. Bij andere bedrijven had hij met Sandvik Coromant aan een aantal projecten gewerkt en hij besefte dat hij het bedrijf opnieuw moest inschakelen. “Ze hebben me sinds 1994 in India op tal van manieren gesteund”, zegt hij. “Ik was er zeker van dat ze ons zouden kunnen helpen met deze uitdaging.” Sandvik Coromant kwam inderdaad met een oplossing. Specialisten adviseerden dat JCB zou investeren in een van de nieuwste

freesproducten: CC6190 wisselplaten van keramisch siliciumnitride, een uitzonderlijk hard synthetisch materiaal dat ideaal is voor snelle gietijzerbewerking, in plaats van de hardmetalen wisselplaten die JCB tot dan toe gebruikte. “We waren voorzichtig”, herinnert Agarwal zich. “We hadden onze bedenkingen bij het gebruik van keramiek omdat we dachten dat dat zo broos was dat het snel zou breken.” Verkoopmanager Amit Raina van Sandvik Coromant in Delhi, zegt: “We wisten dat ze eerst de kat uit de boom wilden kijken en dat we de voordelen van deze nieuwe technologie

Driemaal sneller dan hardmetaal Soumik Sarkar is productiviteitsverbeteringstechnicus bij Sandvik Coromant India en lid van het team dat de technische oplossing voor de uitdagingen van JCB presenteerde. “Toen we de doelstellingen van JCB in beeld hadden gebracht, maakten we een gedetailleerde analyse, die uitwees dat die het best te verwezenlijken waren met keramische frezen in plaats van de

tot dan toe gebruikte hardmetalen wisselplaten,” zegt hij. “Daarna hebben we een praktijktest gedaan op de werkvloer.” “Keramiek is een ultrahard materiaal, dat geschikt is voor snijsnelheden van 900 tot 1000 meter per minuut, driemaal zo hoog als hardmetaal. Dat leverde dus een veel sterker freesgereedschap op.” Voorheen kostte het voorfrezen van een transmissiehuis met een

frees met veertien hardmetalen wisselplaten ongeveer 1,1 minuut. Het team toonde aan dat dezelfde bewerking in 30 seconden kon worden uitgevoerd met slechts vijf keramische wisselplaten. Dat is ook gunstig voor het bewerkingscentrum. Met veertien hardmetalen wisselplaten draagt de spindel zo’n 80 procent van de belasting. Met vijf keramische wisselplaten wordt

die belasting teruggebracht tot minder dan 40 procent. “Minder wisselplaten betekenen een geringere spindelbelasting”, aldus Sarkar. “Dat betekent minder slijtage, minder onderhoud en een langere levensduur. “Hoewel keramische wisselplaten meer kosten dan hardmetalen wisselplaten, betekent het gebruik van vijf stuks in plaats van veertien een forse besparing.”

metalworking world  

17

Van links naar rechts: Soumik Sarkar, productiviteitsverbeteringstechnicus, Utkarsh Agarwal, waarnemend algemeen manager van de business unit transmissie, en Dinesh Sharma, juniormanager van de business unit transmissie, bespreken het probleem waarop JCB India stuitte bij het frezen.

eerst moesten demonstreren. Daarom hebben we een team samengesteld met mensen van JCB en van ons, en zijn een tijdje met de frezen op de werkvloer aan de slag gegaan. De eerste tests verliepen niet zo gunstig, maar daarna brachten we wijzigingen aan in het gereedschapspad en optimaliseerden de parameters op de machines. Toen bereikten we de verhoopte resultaten.” De hardheid van keramiek en het vermogen om veel hogere snijsnelheden te bereiken dan met hardmetaal mogelijk zijn, leverde indrukwekkende resultaten op. Vijf keramische wisselplaten konden het werk van veertien hardmetalen doen. Daardoor gingen de kosten van de wisselplaten per frees omlaag, verminderde de slijtage aan de spindels en werd de fabricagetijd per onderdeel gehalveerd. In februari 2010 steeg het aantal geprodu18 

metalworking world

ceerde graafmachines in de fabriek van Ballabgarh tot het hoogste niveau van alle JCB productielijnen waar ook ter wereld. De indrukwekkende toename in productiviteit was in de hele fabriek onderwerp van gesprek. “Ik moest continu meer en meer gietijzer voor de versnellingbakhuizen bestellen”, zegt assistent-inkoopmanager Shivani Jatiley. naar aanleiding van het succes van de

samenwerking heeft Agarwal Sandvik Coromant gevraagd om met JCB Ballabgarh te werken aan een Productivity Improvement Program. “We werken als team samen aan een gemeenschappelijke oplossing”, zegt hij. Subir Kumar Chowdhary, vicepresident van JCB en hoofd van de business unit graafmachines, is het daarmee eens: “Ze brengen innovatie in, ondersteunen ons bij het herkennen van zakelijke kansen en ondersteunen onze mensen ook. Ze informeren ons over de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van snijgereedschaptechnologie. De voordelen zijn enorm.”

DE UITDAGING IN HET KORT De uitdaging: De productie van transmissiehuizen opvoeren en tegelijkertijd de slijtage van de spindels van de freesmachine en de productiekosten per onderdeel verminderen.

De oplossing: Vervang de veertien hardmetalen wisselplaten in de frezen door vijf nieuwe keramische wisselplaten van Sandvik Coromant, waardoor de frezen met veel grotere snijsnelheden kunnen werken.

het resultaat: De kosten van de wisselplaten per frees gingen omlaag, de slijtage van de spindels nam af en de bewerkingstijd per component werd gehalveerd.

technologie tekst: turkka kulmala

Uitdaging: Het nafrezen van aeros-

pace-onderdelen van hoogwaardige legeringen kost heel veel bewerkingstijd.

Oplossing: Hardmetalen

vingerfrezen en doelgerichte technieken zijn een sterke oplossing.

Sneller HRSA en titanium eindfrezen Een vliegtuigonderdeel kan tot 80 procent lichter worden tijdens het bewerken. De bewerkingstijd kan dan ook zeer lang zijn. Tijd is dus belangrijk. Bij het voorbewerken gaat het vooral om de maximale verspaningssnelheid. Meestal worden frezen en wisselplaten met een grote diameter gebruikt en met toeslag voor de eindbewerking. Omdat die bewerkingen veel tijd kosten, kunnen hierbij grote besparingen bereikt worden. Het restmateriaal wordt bewerkt met hardmetalen vingerfrezen. Aan de voornaamste eisen – lange levensduur, korte bewerkingstijd, goede oppervlaktekwaliteit en veiligheid – wordt voldaan door het radiale contact en de snijbreedte laag te houden, maar het aantal tanden, de snijsnelheid en de snijdiepte hoog. Aanbevolen technieken zijn plungefrezen in de hoeken en trochoïdaal frezen in sleuven. Vliegtuigonderdelen hebben vaak dunne wanden om gewicht te besparen. Ze worden zigzag gefreesd, eerst met een beperkte snijdiepte aan één kant en daarna op de normale diepte heen en weer tussen de wanden. Voor hardmetalen vingerfrezen zijn een stijve machine en een CNC-regelsysteem met uitstekende look-ahead-mogelijkheden vereist. Ook zijn nauwkeurige houders met geringe uitloop onontbeerlijk (bij 100% meer uitloop neemt de levensduur van het

gereedschap met 50% af). Koelvloeistof moet worden gebruikt bij titanium en superlegeringen (HRSA) voor de spaanbeheersing en om de snijtemperatuur te beperken. Voor optimale prestaties wordt een interne hogedrukaanvoer aanbevolen. Een goede hardmetalen vingerfrees heeft een spiraalhoek van 50°, een spaangroefontwerp dat is aangepast aan het aantal groeven, scherpe snijkanten met positieve hellinghoeken, een klein ondersteuningsvlak, een hoekstraal in plaats van afschuining en een hoogwaardige coating. Voor een betere toegankelijkheid met gecontroleerd materiaalcontact zijn halsfrezen te gebruiken om trillingen tegen te gaan. Het radiale contact en de snijbreedte laag houden en het aantal tanden, de snijsnelheid en snijdiepte juist hoog, is de beste manier om af te werken met hardmetalen vingerfrezen.

samenvatting De wanden worden zigzag gefreesd, eerst met een verminderde snijdiepte aan één kant en daarna op de normale diepte heen en weer tussen de wanden.

Hardmetalen vingerfrezen en een doelgerichte freestechniek vormen een veilige en productieve oplossing voor het bewerken van aerospace-onderdelen.

metalworking world  

19

tekst: maria bengtsson

Schonere kolen voor een betere toekomst

Wereldwijd wordt hard gewerkt aan het terugdringen van de kooldioxide-uitstoot en aan de winstgevendheid in de energiesector. Met de toenemende weerzin tegen kooldioxide-uitstoot is er een sterke wens om kolen te vervangen door duurzame energiebronnen. Maar we zullen waarschijnlijk nog lang afhankelijk blijven van kolen. Vandaag de dag leveren kolen meer dan 40 procent van alle elektriciteit ter wereld. Vanwege de snel stijgende olie- en gasprijzen, een groeiende wereldeconomie en ‑bevolking zal het aandeel van de kolen in de elektriciteitswinning in 2030 opgelopen zijn tot 44 procent. Daarom stellen veel deskundigen dat we nog niet kunnen stoppen met het gebruik van kolen. Wel moet het proces schoner worden. 20 

metalworking world

Onderzoeksinstituten, bedrijven en overheden in diverse landen werken samen aan het reduceren van de koolstofuitstoot en het rendabeler maken van kolencentrales, met China en de VS in de voorhoede. “Dat zijn de grootste vervuilers ter wereld, maar ze spelen ook een hoofdrol in de nieuwe groei-industrie van schone energie”, aldus klimaateconoom Rachel Cleetus van de Union of Concerned Scientists in het blad US News & World Report. Er bestaan momenteel drie grote systemen voor schone-kolentechnologie (Clean Coal Technology, CCT). Twee ervan zijn gebaseerd op het verbranden van verpulverde

kolen, waarmee stoom wordt geproduceerd die elektriciteit genereert. De ene is ‘oxyfuel’, waarbij kolen met zuurstof worden verbrand waardoor een geconcentreerde stroom CO2 wordt geproduceerd die niet vervuild is met stikstof. De andere is ‘post-combustion capture’, waarbij het rookgas met chemicaliën wordt behandeld om de CO2 te verwijderen. De derde, minst onderzochte methode is de ‘integrated gasification combined cycle’ (IGCC). Dit systeem combineert een kolenvergassingsinstallatie met een gasgestookte combined-cycleturbine. (Zie pagina 23 voor een beschrijving van IGCC.)

Een van de voordelen van IGCC is dat de brandstof niet volledig verbrand wordt. Bovendien worden gas- en stoomturbines gebruikt, waardoor meer energie uit minder kolen wordt gewonnen. Voor IGCC is ook 20 tot 50 procent minder water vereist, en verschillende soorten brandstof kunnen worden gemengd. Wat de verschillende opties met elkaar gemeen hebben, is de mogelijkheid om hij hogere temperaturen en drukwaarden te werken. Dat leidt tot een rendementsverbetering en een gemakkelijkere en minder dure manier om kooldioxide af te vangen en op te slaan (Carbon Capture and Storage, CCS). De vraag is welke van de drie technologieën

de beste is. Vergeleken met de nieuwere soorten verbrandingscentrales, die een rendement van 50 procent hebben en ruim een derde minder CO2-uitstoot, heeft het IGCCsysteem vermoedelijk het potentieel om

getty images

Met nieuwe technologie wordt de CO2-uitstoot van krachtcentrales met ruim een derde verminderd.

Waar de elektriciteit vandaan komt Vandaag de dag komt meer dan 40 procent van ‘s werelds elektriciteit uit kolencentrales, en dat percentage zal voorlopig alleen maar groeien. In 2030 zal naar schatting ruim 44 procent van alle elektriciteit met kolen worden opgewekt. Bron: IEA 2008. *Andere zijn zonne-energie, windenergie, duurzame brandstoffen, aardwarmte en afval.

60 procent rendabel te zijn en de vervuiling met 40 procent terug te dringen. Ondanks die positieve prognose is de keuze voor John Deutch, hoogleraar scheikunde aan het Massachusetts Institute of Technology en schrijver van een recent MIT-rapport over de kwestie, nog geen uitgemaakte zaak. “Al deze benaderingen zijn veelbelovend”,

waterkracht 16% kernenergie 15% gas 20%

andere 2%

kolen 41%

olie 6%

zegt hij in Technology Review, “en in staat om kooldioxide af te vangen. We zien geen reden om nu al een technologische winnaar uit te roepen. Er zijn verschillende wegen om te bewandelen.” Ondanks de toenemende moeite die het kost om vergunningen te krijgen voor de bouw van nieuwe kolencentrales en de onzekerheid metalworking world  

21

“We zien nog geen reden om een technologische winnaar aan te wijzen. Er zijn diverse wegen die bewandeld moeten worden.” John Deutch, hoogleraar scheikunde, Massachusetts Institute of Technology

over de toekomstige wetgeving ten aanzien van het afvangen van kooldioxide, worden overal ter wereld IGCC-testcentrales gebouwd. Voor China, waar de energievraag explosief

groeit en de CO2-uitstoot onlangs die van de VS is voorbijgestreefd, is het gebruik van efficiëntere en meer milieuvriendelijke krachtcentrales een noodzakelijke stap om aan de voorwaarden van het Kyoto-verdrag te voldoen. Het GreenGen-project – een haalbaarheidsstudie van het IGCC-systeem die gesteund werd door de Chinese overheid en betaald werd door reusachtige kolenbedrijven en enkele investeringsgroepen – leverde dermate positieve resultaten op dat de grootste aandeelhouder, de China Huaneng Group, nu

Mijnbouw in de Guston dagmijn even buiten Star City, West Virginia, in de VS. Kolen stoken geldt als een vuile manier om elektriciteit op te wekken, maar met nieuwe technieken wordt die wat schoner.

22 

metalworking world

een IGCC-centrale van 250 megawatt bouwt in het Chinese Tianjin. President Cao Peixi van de CHNG: “We moeten dit project niet puur vanuit financieel perspectief beschouwen”, zegt hij. “Het vertegenwoordigt de toekomst.” Sinds 2009 wisselen CHNG en het Amerikaanse Duke Energy informatie en onderzoeksgegevens uit over schone-energietechnologie. Dit partnerschap is het resultaat van een sterke aandrang van de Amerikaanse en Chinese overheden om gezamenlijk onderzoek te doen naar technologieën die energie besparen en de lucht schoner maken. Duke EnergY bouwt momenteel een 630-me-

gawatt IGCC-kolencentrale in Edwardsport, Indiana. De centrale, die een half miljoen huishoudens van stroom gaat voorzien, zal de

grootste en meest geavanceerde commerciële IGCC-centrale ter wereld worden. “Het belang van deze onderneming is de klanten voorzien van betaalbare, betrouwbare en schone energie”, aldus communicatiemanager Lew Middleton van Duke Energy Indiana. “Omdat dit de eerste IGCC-centrale in zijn soort is, ontdekten we pas tijdens de constructie dat de omvang ervan moest worden vergroot. We hadden meer pijpen, bedrading, pompen, constructiestaal en andere materialen nodig dan we aanvankelijk dachten.” Middleton zegt dat de inwoners van het gebied waar de centrale verrijst, uiterst positief reageren. “Gelukkig is de publieke opinie een obstakel dat we niet hebben hoeven overwinnen”, zegt hij. Middleton heeft reden om te vinden dat zijn bedrijf geluk heeft, want veel mensen in de wereld maken zich grote zorgen over de vervuiling door kolengestookte centrales. De critici zijn niet tevreden met de huidige oplossingen en zien het liefst dat het gebruik van kolen volledig wordt gestopt en vervangen door duurzame energiebronnen.

40%

Potentiële afname van kooldioxide met een IGCC-kolengestookte krachtcentrale.

IGCC: Hoe het werkt Kolen gaan een heet reservoir in (1) en worden vermengd met stoom en zuurstof. Aldus ontstaat synthesega. Het gas wordt gekoeld (2) en toxische bestanddelen zoals kooldioxide

en zwavel worden verwijderd, afgevangen en bij voorkeur ondergronds opgeslagen (carbon capture storage, CCS). Het schone gas wordt verbrand in een conventionele gasturbine (3)

voor de productie van elektriciteit. Het hete uitlaatgas wordt gebruikt om water te koken, waardoor stoom ontstaat voor een stoomturbine (4), die eveneens elektriciteit produceert.

Een IGCC stoot theoretisch tot 40 procent minder kooldioxide uit en is 60 procent rendabeler. Gekoppeld aan een CCSsysteem is de uitstoot vrijwel verwaarloosbaar.

Kolen

zuurstof

1

synthesegas

2 co2-opslag (CCS)

gasturbine

stoomturbine

generator

Elektriciteit

Elektriciteit

3 4

stroomnet

Een andere uitdaging bij de bouw van hoogwaardige kolencentrales is, naast tegenwerking van milieu-activisten, de noodzaak om turbines te ontwikkelen die bestand zijn tegen zeer hoge temperaturen en drukwaarden. Het rapport Clean Coal Roadmaps to 2030 van het IEA Clean Coal Centre, onderstreept de rol van turbines: “Nieuwe turbines en andere verbeteringen aan het IGCC-systeem zullen leiden tot een rendementsverhoging zonder het afvangen van CO2 van meer dan 50 procent netto.” “Voor het maken van dit soort turbines zijn efficiënte gereedschapsoplossingen nodig”, zegt hoofdprogrammamanager Per Forssell van Sandvik Coromant.

Sandvik Coromant helpt verscheidene turbinefabrikanten hun productietijd en kosten terug te dringen. GE Energy, een van de klanten van het bedrijf, heeft onlangs twee hypermoderne turbines aan de IGCC-installatie in Edwardsport geleverd. als in 2012 de Edwardsport-centrale energie

gaat opwekken voor bijna een half miljoen mensen, zal dit het grootste commerciële IGCC-systeem ter wereld worden, maar niet het enige. Soortgelijke initiatieven worden overal ter wereld ontplooid. Een ervan is het 125-MW IGCC National Commercial Demonstration Project van het Vijayawada Thermal Power Station in de Indiase deelstaat Andhra Pradesh.

Een andere techniek om het rendement te verbeteren en de CO2-uitstoot te verlagen, wordt door E.ON getest in de Scholven-energiecentrale in Duitsland, die deel uitmaakt van een door Europa betaald project, COMTES 700 genaamd. De centrale maakt gebruik van turbinetechnologie die geschikt is voor temperaturen van meer dan 700°C en drukwaarden van ruim 300 bar, waarmee hij tweemaal zo rendabel wordt als de gemiddelde centrale in de wereld (lees meer op pagina 24). Er wordt dus hard gewerkt aan schonere kolencentrales en geïntegreerde technologie, zo lang de wereld snakt naar schonere lucht en goedkopere energie. metalworking world  

23

technologie tekst: TURKKA KULMALA

Uitdaging: Nieuwe turbinetechno-

logie voor warmtekrachtcentrales levert extreme fabricage-uitdagingen op.

Oplossing: Geavanceerde

applicatiekennis en gereedschappen bevorderen de productiviteit zonder concessies te doen aan kwaliteit en veiligheid.

Ultra-superkritisch en verder De maatschappij roept om schonere energie en leveranciers benutten de nieuwste technologie om aan de vraag te voldoen, zoals is te lezen op pagina 20. Het project COMTES 700 van de EU betreft turbinetechnologie die de normen van de huidige ultrasuperkritische stoomgeneratie (USC) overtreft – met drukwaarden van meer dan 300 bar en temperaturen van meer dan 700 °C – om een nettorendement te halen van 50 tot 52 procent (lagere hittewaarde, LHV). Het rendement van veel verouderde warmtekrachtcentrales komt soms niet boven de 25 procent. E.ON, een energieleverancier die aan het project deelneemt, wil in 2015 zijn eerste USCcentrale in gebruik nemen. Een andere manier om de duurzaamheid van op kolen gebaseerde energieproductie te verbeteren, is de integrated gasification combined cycle-technologie (IGCC), waarbij kolen pas na omzetting in synthesegas worden verbrand. Dat levert een hoger rendement en minder emissie op. Voor de leveranciers van installaties zijn beide technologieën zowel een fabricage-

24 

metalworking world

Dubbel functioneel Sandvik Coromant werkt nauw samen met fabrikanten van turbine-onderdelen om gereedschapsoplossingen voor veel­ eisende bewerkingen te optimaliseren. Sandvik Materials Technology maakt turbineonderdelen met near net shape poedermetallurgische componenten met hete isostatische druk. Deze technologie biedt grote voordelen bij diverse turbine-toepassingen, zoals kortere levertijden en betrouwbare materiaal­ eigenschappen.

uitdaging als een kans om deel te hebben aan de energietechnologie van morgen. Turbineonderdelen – assen, kransen, schoepen – moeten voldoen aan nauwe afmetingstoleranties en een uitstekende oppervlakteafwerking hebben. Complexe ontwerpen vergen een goede toegankelijkheid en gereedschappen met vaak grote uitsteeklengtes. Assen en turbinekransen worden

vooral gedraaid, terwijl huizen en schoepen voornamelijk worden gefreesd en gekotterd. In hogedrukturbines zijn geavanceerde hittebestendige legeringen zoals legering 625 vereist. Deze materialen kunnen de levensduur van gereedschappen maar liefst achtvoudig bekorten vergeleken met traditionele bewerkingstechnieken. Er wordt daarom gewerkt met geringe snijsnelheden, een goede stabiliteit en overvloedig gebruik van koelvloeistof. Zowel stoom- als gasturbines zijn voorzien

van zeer grote, unieke onderdelen, maar ook van standaard productieonderdelen. Het kost maanden om assen en huizen te produceren. Voor zo’n waardevol werkstuk moet de procesbetrouwbaarheid ongekend hoog zijn. Turbinebladen zijn een typisch voorbeeld van de tweede categorie: kleinere werkstukken in grotere aantallen. Ook die moeten uiteraard aan extreem hoge eisen voldoen, maar er staat minder op het spel dan bij de enkelvoudige onderdelen. Turbineassen doorlopen een hele serie bewerkingen, van zwaar draaiwerk tot

Praktijkstudie

Praktijkstudie

Een stoomturbine-as kan meer dan 10 meter lang zijn en vergt veel bewerkingen met gereedschappen met grote uitsteeklengtes.

Uitdaging: Kopieerbewerking met een grote uitsteeklengte van een grote (circa 10 meter lange) stoomturbine-as. De nabewerking is cruciaal bij dit soort zeer dure componenten. Trillingen zijn slecht voor de oppervlaktekwaliteit en kunnen ertoe leiden dat het hele onderdeel moet worden afgekeurd. Oplossing: Het dempingsmechanisme van Sandvik Coromant elimineert trillingen en garandeert een stabiel en betrouwbaar snijproces. Voorbeeld: Materiaal: Laaggelegeerd staal, CMC 02,2 Gereedschap: Q-Cut gedempt blad Wisselplaat: Rond 6 mm, geometrie -5P, soort GC 1125 Voeding, fn (mm/r): 0,05 – 0,30 Snijsnelheid, vc (m/min): 120 Snijdiepte, ap (mm): 0,3 Oppervlakteafwerking: Ra 1,6 μm

De gepatenteerde dempinrichting elimineert trillingen tijdens de kritieke nabewerking.

Uitdaging: De hittebestendige materiaallegering 625, die wordt gebruikt in de nieuwe stoomturbines (700 °C en 350 bar), stelt extreme eisen aan de snijkanten, leidend tot een kortere en onvoorspelbare levensduur van het gereedschap. Oplossing: Een voorbeeld van een succesvolle oplossing bij hoekfrezen is de nieuwe soort S30T, die zeer goede resultaten oplevert in vergelijking met andere geteste hardmetaalsoorten. Voorbeeld: Gereedschap: CoroMill 390 Voeding, fz (mm): 0,06 Snijsnelheid, vc (m/min): 27 Snijdiepte, ap (mm): 3 Resultaten: De nieuwe soort S30T zorgt voor een verbeterde en voorspelbare levensduur en een betrouwbaar freesproces.

Resultaten: De oppervlakteafwerking bleef ruim binnen de toleranties.

nadraaien volgens zeer strenge toleranties. De eerste bewerking voor turbinehuizen is het frezen van de mantelhelften in een portaalmachine. Als beide helften zijn samengevoegd, wordt het complete werkstuk verder bewerkt op een verticale draaibank. Groefsteken is een typische bewerking voor

stoom- en gasturbinecomponenten, vooral assen. Voor productief groefsteken is een efficiënte spaanafvoer vereist om verstoppingen te voorkomen. Efficiënte spaanafvoeroplossingen zijn een getrapte geometrie met een spaanscheider, het gebruik van ondersteboven

gemonteerd gereedschap en een zeer nauwkeurige dosering van koelvloeistof. Gedempte afsteekbladen vormen een oplossing voor trillingsproblemen, vooral bij grote uitsteeklengtes. Haakse inwendige groefsteekwisselplaten van het ‘hockeysticktype’ zorgen voor toegankelijkheid vooral bij in- en uitloopdraaibewerkingen. Turbinebladen worden bijna als massaproducten vervaardigd, via geavanceerde NC-programma’s op vier- tot vijfassige machines. Maximale productiviteit zonder concessies te doen aan de kwaliteit wordt bereikt via specifieke gereedschapssoorten, geometrieën en methodes.

De freessoort S30T is geoptimaliseerd voor de bewerking van hittebestendige legeringen.

Samenvatting De hoogwaardige legeringen in moderne stoom- en gasturbinecomponenten vergen speciale gereedschapsoplossingen en bewerkingsmethodes. Demping, specifieke geometrieën en soorten, en een zeer nauwkeurige toevoer van koelvloeistof bieden productieve oplossingen.

metalworking world  

25

Het verplaatsen van roodhete titanium ingots in de gieterij van VSMPO-AVISMA, ‘s werelds grootste producent van titanium.

tekst: nick holdsworth foto: Jeremy Nicholl

alles draait om titanium Verchnaya Salda, Rusland. Het gebruik van titanium neemt over de hele wereld gestaag toe en VSMPO-AVISMA blijft marktleider. 26 

metalworking world

De werknemers lijken nietig naast de grootste metaalpers ter wereld.

Verchnaya Salda is een doorsneestadje in het industriële hart van Rusland in het Oeralgebergte. De blokhutten langs de stadszoom maken dichter naar het centrum toe plaats voor betonnen woontorens en enkele kantoorgebouwen en winkels. Maar Verchnaya Salda onderscheidt zich in één opzicht van alle andere plaatsen in de regio, want hier is ‘s werelds grootste producent van titanium gevestigd, de VSMPO-AVISMA Corporation, en de processen die plaatsvinden in de enorme fabriek van het bedrijf, spelen een hoofdrol in de wereldeconomie. In Verchnaya Salda draait alles om titanium. VSMPO-AVISMA werkt samen met meer dan 300 bedrijven in 48 landen over de hele wereld, waaronder multinationale giganten zoals Boeing, Airbus, SNECMA, General Electric, Rolls-Royce en Pratt & Whitney. Een hoofdactiviteit van het bedrijf is de productie van halffabricaten en afgewerkte onderdelen voor de aerospace-industrie. Grote onderdelen van de Airbus 380 en de Boeing 777 zijn hier gesmeed, gedraaid en gefreesd. Titanium is lichter en sterker dan staal en is zeer corrosiebestendig. Naarmate de kosten

van vliegtuigbrandstof toenemen en luchtvaartmaatschappijen meer belang hechten aan steeds sterkere en lichtere materialen wordt titanium een steeds belangrijker element in de aerospace-industrie. “Elke kilo telt mee bij de vliegtuigbouw”, zegt Alexander Litvinov, hoofdprocestechnicus van VSMPO-AVISMA. “Titaniumlegeringen en composietmaterialen zijn de toekomst van de luchtvaart.” Titaniumonderdelen – zoals dragende

onderdelen voor de bevestiging van de vleugels aan de romp, rompspanten en onderstelpoten – maken momenteel ongeveer 3 procent uit van het gewicht van een verkeersvliegtuig. Dat loopt de komende paar jaar waarschijnlijk op tot 20 procent. Een joint venture die in juli 2009 werd gesloten tussen Boeing en VSMPO-AVISMA – Ural Boeing Manufacturing (UBM) – voor de productie van onderdelen voor de nieuwe langeafstands-Boeing 787 Dreamliner getuigt

over VSMPO •VSMPO-AVISMA, wereldleider in de productie van titanium, is een verticaal geïntegreerd bedrijf, dat titaniumproducten van grondstoffen tot eindproducten fabriceert. •Het maakt producten voor de aerospace-industrie, waaronder hoofdonderdelen voor Airbus en Boeing, zoals

vleugelliggers en onderstelpoten, en voor de energiewinning, chemische industrie, civiele industrie, scheepsbouw, kernenergiewinning, medische industrie en sportwereld. •Het bedrijf heeft 23.000 werknemers, waarvan de meesten werken in Verchnaya Salda, een stad 180 km ten

noorden van Ekaterinberg in de Russische Oeral. •De VSMPO-AVISMA-fabriek werd in de jaren 1930 in de buurt van Moskou opgericht, maar werd in 1941 naar de Oeral verplaatst. •VSMPO-AVISMA heeft een jaarlijkse omzet van 29 miljard roebel (circa 700 miljoen euro).

metalworking world  

27

Werkplaatsmanager Sergei Jevstegnejev.

technische inzichten

Uitdagend partnerschap Sandvik Comorant werkt nauw samen met technici van VSMPO sinds het bedrijf zich vanaf 2003 is gaan toeleggen op eindproducten. De twee uitdagingen waaraan Sandvik Coromant recentelijk heeft gewerkt, betreffen knelpunten in de efficiëntie van de productie. In Werkplaats nr. 22, waar onderdelen voor vliegtuigmotoren van gesmeed titanium Ti6Al4V worden geproduceerd, heeft Sandvik Coromant de geometrie van zijn hardmetalen wisselplaten veranderd. De nieuwe ontwerpkenmerken zorgen ervoor dat het metaalafval dat bij het draaien overschiet, wordt verdeeld in kleine spanen die samen te persen zijn tot elektrodes die geschikt zijn voor omsmelten en hergebruik. “Onze oplossing optimaliseert de levensduur van het gereedschap en

zorgt dat spanen op de juiste manier breken”, aldus Konstantin Loginov, regiomanager Oeral van Sandvik Coromant. “Als ze te klein zijn, verbranden de spanen en als ze te groot zijn, kunnen ze niet tot elektrodes worden samengeperst.” Dit soort verbeteringen helpen de productie te versnellen en verlengen de levensduur van gereedschappen. “De behandeling en bewerking van titanium is zeer duur, en gereedschappen zijn een van de grote kostenposten daarbij”, zegt Alexander Litvinov, hoofdprocestechnicus van VSMPO. In Werkplaats nr. 54, waar grote vormgeperste onderstelpoten voor diverse vliegtuigen worden gefreesd, bestond de uitdaging voor Sandvik Coromant uit het maximaliseren van de productiesnelheid en de levensduur van de gereedschappen.

Werkplaatsmanager Sergei Jevstegnejev zegt dat ongeveer een derde van de gebruikte gereedschappen van Sandvik Coromant afkomstig zijn. Hij zegt dat de hogere prijs van Sandvik Coromantgereedschappen wordt goedgemaakt door de langere levensduur van de snijkanten. In de werkplaats wordt gebruik gemaakt van Coromill 390-freesgereedschappen die zijn opgewaardeerd met de nieuwe hardmetaalsoorten S30T en S40T. De tweezijdige wisselplaten hebben een levensduur van circa acht uur op topsnelheid. Draaibankoperator Alexej Psjelnikov, die werkt aan de onderstelpoot van een Airbus 380, merkt op: “We zijn blij met Sandvik Coromant-gereedschappen. Ze zijn iets beter dan onze andere

gereedschappen en gaan langer mee bij hogere snelheden.” De technici van VSMPO zijn veeleisende klanten, die resultaten verwachten. “Sandvik Coromant heeft veel werk gemaakt van de vorm van de wisselplaten, maar de tijd is gekomen om meer aandacht te gaan schenken aan betere legeringsoorten”, zegt Boris Egorov, de belangrijkste expert van VSMPO voor bewerking en conditionering. “De vliegtuigindustrie creëert steeds meer legeringen en materialen”, zegt hij. “Er zijn nieuwe technieken vereist om die te bewerken.”

grondstof gebruikt en dus minder kosten. Dit aspect trok de aandacht van Boeing. “Al het materiaal dat van de smeedstukken wordt verwijderd gaat naar VSMPO”, zegt directeur Alexander Romanov van UBM. “Boeing en VSMPO hebben vastgelegd dat de geretourneerde spanen een korting op de smeedprijs opleveren.”

Konstantin Loginov van Sandvik Coromant Rusland, Alexander Litvinov, hoofdprocestechnicus van VSMPO en Boris Egorov, VSMPO’s belangrijkste expert voor bewerking en conditionering.

28 

metalworking world

van de plek van titanium in de vliegtuigbouw. Titanium is lastig om te bewerken en zo’n 75 procent van het gewicht van gevormperste precisieonderdelen eindigt als afval. In de VSMPO-AVISMA-fabriek worden spanen hergebruikt. Dat betektent minder

Sandvik Coromant is een van de gereedschappenleveranciers die samenwerken met VSMPO-AVISMA en oplossingen bieden voor de technische uitdagingen van het werken met titanium. Topfreessnelheden voor legeringen zoals 5553 (een legering van titanium, aluminium, molybdeen, vanadium en chroom) liggen momenteel tussen de 20 en 24 meter per minuut. Bij die snelheid zijn de geometrie en de samenstelling van de wisselplaten cruciaal voor de levensduur van de gereedschappen. De jaarlijkse vervangingskosten voor een multiwisselplaatsnijkop kunnen tienduizenden dollars belopen. Het vinden van de juiste balans tussen snelheid en duurzaamheid is een

Het draaien van grote vormgeperste onderstelpoten voor vliegtuigen. De uitdaging was het maximaliseren van de productiesnelheid en de levensduur van de gereedschappen.

belangrijke kostenfactor bij de productie van titaniumcomponenten. Konstantin Loginov, de regiomanager Oeral

voor Sandvik Coromant, zegt dat het feit dat de technici van VSMPO werken met een groot aantal gereedschappenmakers, de innovatie bevordert. “Sinds 2003 heeft VSMPO ons de meest complexe technische problemen voorgelegd”, zegt hij. “We hebben alle snij-, draai- en freesgereedschappen die het titaniumproces vereist, onderzocht om oplossingen aan te dragen. Elk jaar sturen we Zweedse technici om de resultaten te controleren en nieuwe prioriteiten en streefdoelen vast te stellen.” Het is een uitdaging die Sandvik Coromant altijd met graagte is aangegaan. “Dankzij het werk voor VSMPO kunnen we werken met nieuwe concepten bij het frezen en produceren van nieuwe gereedschappen zoals de Coromill 690-langesnijkantfrees”, aldus Loginov. De Coromill 690, ontwikkeld met het oog op het frezen van 5553, een legering die veel lastiger te

bewerken is dan Ti6Al4V (titanium met 6 procent aluminium en 4 procent vanadium), combineert snelheid met duurzaamheid. Zorgen voor een efficiënte afvoer van afvalmetaal van frezen en draaien, is een andere uitdaging geweest. Sandvik Coromant heeft de wisselplaten SNMG19 en SNMG25 met SM-geometrie voor draaigereedschappen ontwikkeld, waarbij er geen lange, onhandelbare spiralen, ontstaan, maar kleine spanen die gemakkelijk kunnen worden samengeperst om te worden omgesmolten voor hergebruik. Litvinov, hoofdprocestechnicus bij VSMPO, zegt dat Sandvik Coromant een positieve rol speelt bij het oplossen van de uitdagingen van het bewerken van titanium. “We zijn partners”, zegt hij. “Zij leveren niet alleen, maar zorgen ook voor technische ondersteuning, en al hun mensen zijn zeer competent. Het is belangrijk voor ons om te weten dat we op Sandvik Coromant en op hun oplossingen voor technische problemen kunnen vertrouwen.”

Titanium •Titanium werd in 1791 ontdekt door de Engelse geoloog William Gregor. Het is sinds 1940 industrieel toepasbaar dankzij het raffinageproces van Kroll. •Het is het op zes na meest voorkomende metaal en zit in de meeste soorten gesteente. Het is altijd met andere mineralen verbonden, wat de winning lastig en kostbaar maakt. •Grote hoeveelheden titaniumhoudend ilmeniet zijn ontdekt in Australië, Canada, Zuid-Afrika, Noorwegen en Oekraïne. •Titaniumspons – de grondstof voor titaniumproductie die wordt gebruikt door VSMPO-AVISMA – is afkomstig uit de stad Berezniki (Perm), die in het Europese deel van de Oeral ligt. •Jaarlijks wordt wereldwijd ongeveer 90.000 ton titanium geproduceerd. •Titaniumgebruik voor militaire toepassingen, in de luchtvaart en onderzeebootbouw is in de jaren 1950 in de Sovjet-Unie ontwikkeld. Het eerste titanium werd in 1957 in Verchnaya Salda geproduceerd.

metalworking world  

29

technologie tekst: christer richt

Uitdaging: Op de meest efficiënte

wijze het grootst mogelijke aantal opties voor het bewerken van diepe gaten leveren.

Oplossing: Een nieuw Global

Application Center for Deep Hole Machining, waar geavanceerde R&D op het gebied van snijgereedschappen en specialistische kennis voorhanden is.

Een nieuwe dimensie in diepgatbewerking De vraag naar diepe gaten in componenten groeit gestaag, maar dat geldt ook voor de kwaliteitseisen en de complexiteit ervan. Dat schept nieuwe uitdagingen. Diepgatboren wordt al decennia lang op verschillende manieren efficiënt gedaan: geringe diameters met traditionele gun boren, het zelfaangedreven uitworpsysteem en het veelzijdige enkelebuissysteem voor de meer veeleisende toepassingen. Van oudsher worden gaten nabewerkt met andere bewerkingsgereedschappen: opboren, kotteren, ruimen, honen, polijsten en aanvullende bewerkingen zoals draadsnijden en groefsteken. Voor de huidige eisen is echter een andere benadering met nieuwe technologie nodig om aan de specificaties te voldoen en om de groeiende productievolumes bij te houden die in veel bedrijfstakken te voorzien zijn. De behoefte aan complexe diepe gaten bestaat vooral bij de aerospace- en energieindustrieën, waar gewichtsbesparing en procesontwikkeling belangrijke ontwerpfactoren zijn. Daarnaast stellen bewerkingsgereedschap en opspanning voorwaarden aan nieuwe bewerkingsmethodes. Multitaskmachines voeren meer bewerkingen aan diepere

30 

metalworking world

Het Sandvik Coromant Global Centre for Deep Hole Machining in Groot-Brittannië steunt de industrie op allerlei manieren bij het ontwikkelen van processen voor componenten. Het is een centrum voor de ontwikkeling van oplossingen met een netwerk van lokale specialisten en de R&D van Sandvik Coromant, en biedt als zodanig unieke mogelijkheden. Sandvik Coromant werkt ook samen met industrieën die nu behoefte hebben aan een grotere productie van componenten met hoogwaardige gaten in grote aantallen, zoals bij de productie van warmtewisselaars en billets.

gaten uit en er is een trend in de richting van het nabewerken van gaten met een minimaal aantal opspanningen. dat betekent dat het delen van kennis tussen fabrikanten van componenten en de leverancier van diepgatbewerkingsoplossingen steeds belangrijker is geworden. Om aan de verwachtingen te voldoen moet de

diepgatbewerking een nieuwe invulling met nieuwe technologie krijgen. Daartoe zijn traditionele diepgatbooroplossingen en nieuwe oplossingsgerichte technische vaardigheden bijeengebracht in het nieuwe Sandvik Coromant Global Application Center for Deep Hole Machin­ ing in Groot-Brittannië. Het centrum speelt in op de behoefte aan het delen van kennis

Geavanceerde oplossing voor uitdagende toepassing praktijk. Het Sandvik Coromant Global Centre for Deep Hole Machining in Groot-Brittannië heeft een erkende staat van dienst op het gebied van efficiënte gereedschaps- en methode-oplossingen voor het maken van complexe gaten voor de aerospace-, de energie- en de civieltechnische industrie. Een voorbeeld is een 2,5 meter lange component voor de oliewinning. Daarin moest een complex

gat worden geboord en bewerkt. Het moest een gat van 90 mm in diameter worden, dat moest worden afgewerkt met een zwevende ruimer en dat moest voldoen aan krappe toleranties en strenge oppervlakte-eisen. Daarna werd een gat van 115 mm diameter opgeboord en tot een diepte van 1,5 m geruimd. Een ander, korter deel, diep binnen in het gat werd vervolgens opgeboord en geruimd en er

werd een aanschuining aangebracht. Bij wijze van uitbreiding daarvan werden via kotteren en opboren twee aangeschuinde kamers gevormd, die eveneens tot hun uiteindelijke afmetingen werden geruimd. Met conventionele bewerkingswijzen stond deze component meer dan 30 uur op de machines. De diepgatbewerking die door het centrum ontwikkeld werd, bekortte die tijd tot 7,5 uur.

Naast diepgatboorbewerkingen via enkele- of dubbelebuissystemen stelt het centrum gereedschapsconcepten beschikbaar voor de bewerking van gaten met diverse maten van complexiteit en limieten. Het is gespecialiseerd in het plannen van de gewenste operaties en het ontwikkelen van de gereedschapconcepten die de hoogste prestaties en veiligheid bieden.

Deze 2,5 meter lange component voor de oliewinning moest van een complex gat worden voorzien.

T-MAX diepgatboor voor gatdiameters van meer dan 65 mm. Het succes van diepgatbewerking is gebaseerd op de ontwikkeling van processen en gereedschappen, en snijkantgeometrieën en hardmetaalsoorten.

om aan de verwachtingen van klanten te voldoen. De belangrijkste functies van het centrum zijn gereedschaps- en applicatietechniek, en verder het doen van tests en proeven. Het succes van diepgatbewerking is gestoeld op de ontwikkeling van processen en gereedschappen en snijkantgeometrieën en soorten, evenals efficiënte koelmiddel- en verspaningstechniek, teneinde de gewenste resultaten bij de hoogste penetratiesnelheden

Samenvatting

en bewerkingsveiligheid te realiseren. Als diepe gaten vereist zijn met extra aspecten, zoals kamers, variabele diameters, profielen, groeven, draden en variabele middellijnrichtingen, maken ervaring, R&D, technische vaardigheden en betrokkenheid van de klant het verschil.

Er zijn nu nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen van componenten dankzij een nieuw opgezette combinatie van een omvangrijke gereedschapsassortiment, beproefde techniek en een applicatiecentrum voor het ontwikkelen en testen van oplossingen met een wijdvertakt netwerk van diepgatbewerkingsspecialisten. Het nieuwe Sandvik Coromant Global Application Center for Deep Hole Machining in Groot-Brittannië biedt klanten ook de kans om eigen componenten te testen.

metalworking world  

31

inspiratie buiten de metaalbewerking

tekst: Henrik ek

Water voor de wereld

Voor een miljard mensen is de voorziening van drinkwater een dagelijks terugkerende zorg. Eén op de zes mensen op de planeet heeft geen toegang tot schoon water. De vraag is: Wat gaan we eraan doen?

32 

metalworking world

charity: water

Kinderen bij een put in Rwanda.

Voor het verbouwen van rijst is veel water nodig.

hij raakte uitgekeken op het klatergoud. Toen hij Onveilig drinkwater en een gebrek aan hygiëne is volgens eigen zeggen ‘spiritueel bankroet’ was, nog steeds de belangrijkste doodsoorzaak in arme besloot hij iets nuttigs te gaan doen met zijn tijd. landen en kost meer levens dan oorlogen, aldus de Wereldgezondheidsorganisatie. Helaas kunnen mensen slechts over 1 procent van al Harrison stapte als vrijwilliger en fotograaf aan het zoetwater op de wereld beschikken. De rest ligt boord van een hospitaalschip in Liberia, een ervaring opgeslagen in gletsjers of zit te diep onder de grond. die hem oog in oog bracht met de dood en de pijn die Van die ene procent wordt 70 procent gebruikt voor wordt veroorzaakt door vervuild water. landbouw en 20 procent voor industriële doeleinden. “In Manhattan kostte een drankje op het dakterras Slechts 10 procent wordt gebruikt door huishoudens. van Soho House 16 dollar, in Liberia kocht je daarvoor Scott Harrison is de oprichter van de Newyorkse een maand lang voedsel voor een heel gezin”, vertelt hulporganisatie ‘Charity: water’ die schoon, veilig Harrison in speeches die hij houdt over de luxe van drinkwater naar mensen in ontwikkelingslanden wil schoon drinkwater. brengen. Harrison is een van de velen die zich Omdat de Liberianen hun drinkwater vaak inspannen om ook de armste landen te helpen uit een moeras halen, komen er veel ziektes in hun zoetwaterbehoefte te voorzien. voor die te voorkomen zijn met zoiets Harrison was voorheen een goed betaalde eenvoudigs als een nieuwe dorpsput. Het besef clubpromotor in New York. Hij verdiende dat zo’n put enorme invloed op de bevolking 4000 dollar per maand alleen door met de juiste had, was een keerpunt voor Harrison. Hij merken rum en bier gezien te worden. Hij besloot zich te gaan wijden aan het brengen van reisde in privéjets, speelde baccarat met schoon water bij mensen die dat nodig hebben. inzetten van 10.000 dollar tegelijk en gold als “Water verandert alles”, zegt hij. “Het een van de pausen van de uitgaanswereld. Maar Scott Harrison brengt gemeenschappen weer bijeen.”

70%

van het industriële afval in ontwikkelingslanden wordt onbehandeld in rivieren gedumpt en vervuilt het bruikbare water.

1000–3000 liter

water is nodig voor het produceren van een kilo rijst.

13.000–15.000 liter water is nodig voor het produceren van een kilo rundvlees.

metalworking world  

33

Zo’n 2 miljard mensen betrekken hun water van de Himalaya, de op twee na grootste bron van water ter wereld.

Efficiëntere landbouwirrigatiesystemen kunnen watertekorten helpen oplossen.

34 

metalworking world

Vooral vrouwen profiteren van een schone en nabije zoetwatervoorziening, legt Harrison uit. Water voor het gezin halen is een tijdrovend en gevaarlijk karwei en wordt vaak door vrouwen gedaan. Volgens UNICEF besteden vrouwen in ontwikkelingslanden een derde van hun leven aan het lopen van gemiddeld zes kilometer per dag van en naar waterbronnen. De vrouwen dragen jerrycans die al gauw 20 kilo kunnen wegen, en tijdens de tocht zijn ze geregeld slachtoffer van seksuele intimidatie en geweld. Meisjes gaan niet meer naar school om hun moeders te helpen met water dragen. Tot slot bevat het water vaak dodelijke bacteriën en toxines. Een put voor schoon drinkwater in een dorp kan het leven van vrouwen dus aanzienlijk veranderen.

watercrisis vooral als een landbouwprobleem. “In de landbouw kunnen efficiëntere irrigatiesystemen veel verschil maken. De technologie bestaat al”, zegt hij, “maar de vraag is wie ervoor gaat betalen.” Omdat water in westerse landen zo goedkoop is, krijgen industrieën weinig prikkels om hun waterverbruik te minderen. Dat is echter aan het veranderen. Tegelijkertijd zoeken mensen naar manieren om afvalwater opnieuw te gebruiken. Droge landen die aan zee liggen, zoeken steeds vaker hun heil bij ontzilting als een middel om zeewater in zoetwater te veranderen. Het is een dure, maar steeds populairdere oplossing. ‘Charity: water’ spant zich in om putten te slaan in Afrikaanse landen. Een bedrag van 5000 dollar is voldoende om een put te boren die meer dan 250 mensen langdurig van water voorziet.

Tropp ziet de

Schoon water uit een put in Ethiopië. Het kost 5000 dollar om een put te slaan die meer dan 250 mensen water verschaft.

42.000

mensen sterven elke week door onveilig water en onhygiënische leefomstandigheden.

90%

van de doden die wekelijks vallen door onveilig water en onhygiënische leefomstandigheden, zijn kinderen jonger dan vijf jaar.

80%

van alle ziekten in de wereld worden veroorzaakt door onveilig water en een gebrek aan hygiëne.

charity: water

toegang tot zoetwater is niet de enige grote kwestie. De problemen als gevolg van het broeikaseffect nemen eveneens sterk toe. De Himalaya is ‘s werelds op twee na grootste bron van zoetwater, na Antarctica en de Noordpool. Zo’n twee miljard mensen zijn van het smeltwater van de bergen afhankelijk. Vanwege de klimaatverandering nemen de sneeuw- en ijspakketten in de Himalaya af. Volgens de Food en Agricultural Organization van de Verenigde Naties zullen ze in 2030 met maar liefst 20 procent geslonken zijn. In Stakmo, een dorp in de droge regio Ladakh in India, beginnen mensen het effect van de smeltende gletsjers al te voelen. Het smeltwater stroomt snel weg in plaats van op lagere hoogte te bevriezen en zo ontstaan watertekorten in bepaalde Håkan Tropp periodes. Voor dorpen zoals Stakmo, die sterk afhankelijk zijn van landbouw, waarvoor constante irrigatie nodig is, kan dat fataal zijn. “Het probleem is dat het water niet op het juiste moment op de juiste plaats is”, zegt Håkan Tropp, projectdirecteur van het ontwikkelingsprogramma Water Governance Facility van de VN, dat deel uitmaakt van het Stockholm International Water Institute.

In de Himalaya zijn enkele boeren al begonnen met het omleiden van stromen zodat het water bevriest en langzamer wegstroomt, maar het aanleggen van gletsjers is een tijdelijke oplossing. “We zijn in een situatie beland waarin we onze waterbronnen moeten beschermen om in de toekomst nog over schoon zoetwater te beschikken”, zegt Arjen Hoekstra, professor multidisciplinair waterbeheer van de Universiteit van Twente. Hoekstra, schrijver van enkele boeken over waterbeleid, ziet dat er steeds meer aandacht komt voor problemen die samenhangen met water. “In de afgelopen jaren is er een omslag in het denken zichtbaar geworden. Water wordt een thema voor de politiek en het bedrijfsleven”, zegt hij. “Maar er is nog steeds ruimte voor verbetering.” De VN voorspelt dat 2,3 miljard mensen in 2025 watergebrek zullen lijden. En als de wereldbeArjen Hoekstra volking in 2050 is gegroeid tot 9 miljard, moeten nieuwe methodes worden ontwikkeld om de watervoorziening op te voeren. Maar er is hoop. In zijn eerste drie jaar heeft ‘Charity: water’ meer dan 11 miljoen dollar binnen­ gehaald en via 1500 waterprojecten meer dan 820.000 mensen geholpen. Met mensen als Scott Harrison en met nieuwe oplossingen en technologieën om afvalwater te hergebruiken mogen we een fraaie, natte toekomst tegemoet zien. metalworking world  

35

nader bekeken

Mammoetkroon oplossingen. Begin augustus heeft een olifant in de dierentuin van Calgary in Canada twee nieuwe stalen slagtandkappen gekregen nadat hij zijn rechter slagtand had gebroken. Met een acht man sterk team van

energie. Overvloedige, onuitputtelijke en duurzame energie is een oude droom. Een nieuw, veelbelovend onderzoeksterrein, Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), zou kunnen helpen bij het verwerkelijken daarvan. Met OTEC wordt elektriciteit uit warm zeewater gewonnen door het temperatuurverschil tussen diep (koud) en ondiep (warmer) water te benutten. Het water wordt door een warmtewisselaar gepompt, die de opgeslagen warmte eruit

wint en gebruikt om ammoniak te koken. De stoom die wordt geproduceerd door de verdampende ammoniak, wordt gebruikt om een turbine in een generator te laten draaien. Wetenschappers in het Natural Energy Laboratory van de Hawaii Authority en elders ontwikkelen nieuwe, kosteneffectieve, hypermoderne OTEC-systemen voor energieomzetting. Oceanen zijn de grootste zonnecollectoren van de planeet.

John Ternan

Oceaankracht Spike is trots op zijn nieuwe glimmende roestvaststalen kronen.

dierenartsassistenten en olifantverzorgers werden de 21 kilo wegende roestvaststalen kronen geplaatst, die waren ontworpen door de SAIT Polytechnics School of Manufacturing and Automation en gemaakt door het bedrijf Lab Machine Works. Het was niet de eerste keer dat de 5,4 ton wegende olifant naar de tandarts moest. “Spike’s eerste slagtandkronen dateren van juli 2002, toen hij zijn linker slagtand brak bij het stoeien met zijn autoband”, vertelt dierenarts dr. Doug Whiteside. Sandvik Coromant leverde een CoroMill 390 en expertise voor het maken van de kronen. Een machineoperator, een lasser en een 10-tonskraan stonden tijdens de ruim twee uur durende ingreep klaar om bij te springen als het nodig was.

Wist u dat …

... het aantal luchtreizigers in de komende 15 jaar zal verdubbelen?

Dynamische architectuur

Nanokristallen technologie. In de nabije toekomst zal uw computer wellicht zo klein zijn als uw mobieltje. Wetenschappers van Rice University in Houston, Texas, in de Verenigde Staten, hebben een manier ontwikkeld om met behulp van nanotechnologie flashgeheugens in nog kleinere apparaten in te

36 

metalworking world

bouwen. Door de structuur van een handjevol elektronen te veranderen hebben ze een nanodraad ontwikkeld die fungeert als opslagmedium. Miljoenen van deze nanodraadjes kunnen worden samengevoegd tot een ‘chip’, die net zo werkt als een flashgeheugen, maar veel kleiner is.

dynamische architectuur/david fisher

Superkleine computers? Dankzij een nieuwe nanotechniek komen ze er in de nabije toekomst.

gebouwen. Dubai kijkt alweer vooruit naar een nieuw architectonisch hoogstandje, een wolkenkrabber van 420 meter hoog, met 80 etages, getiteld Dynamic Tower. De toren wordt energieneutraal (met zonnepanelen en windturbines tussen elke etage), en elke etage kan afzonderlijk draaien om de zon te volgen, in de schaduw te blijven of een ander uitzicht te bieden. Het gebouw verandert dus constant van aanzien. Met de bouw van de Dynamic Tower, ook wel bekend als de Da Vinci Tower, wordt in 2011 begonnen door de Italiaans-Israëlische architect David Fisher van de Dynamic Architecture Group. De etages worden van tevoren gemaakt en bevestigd op het skelet van het

De nieuwe toren die in Dubai gaat verrijzen, wordt 420 meter hoog.

gebouw. Daardoor zal de bouw naar schatting 30 procent korter duren dan die van een ‘gewone’ wolkenkrabber.

Precisie op reuzenschaal

Kernenergie. Sommige onderdelen van een kerncentrale wegen wel 100 ton. Toch moeten ook die met grote precisie worden vervaardigd. Het bewerken van zulke componenten kan een jaar kosten en het resultaat moet absoluut foutloos zijn. stoomgeneratoren – warmtewisselaars De vier stoomgeneratoren van een kernreactor zijn met hun 20 meter hoogte vaak groter dan de reactor zelf. De meest veeleisende bewerking is het diep boren van 16.000 gaten voor de warmtewisselaarbuizen.

Reactor drukvat

Voor het maken van een 10 meter lange turbine-as zijn honderden verschillende gereedschappen nodig. Om een as van 70 ton te maken, moet zo’n 20 ton metaal worden verwijderd.

Stoomturbinehuis Het frezen, boren, kotteren, draaien, groefsteken en draadsnijden gebeurt met enorme portaalfreesmachines en verticale draaibanken.

Turbineschoepen Het maken van turbineschoepen vergt bewerking met geoptimaliseerde freesdraaimachines, vaak met geavanceerde vijfassige controle­ systemen.

Generator De generator-as is even groot als de turbine-as en vergt veel verschillende bewerkingen, zoals het boren van zeer diepe gaten die extreem nauwkeurig recht moeten zijn.

Kjell Thorsson

Het hart van een kerncentrale ondergaat een heleboel verschillende bewerkingen om te voldoen aan de extreme kwaliteitsnormen die nodig zijn om het reactorvat bestand te maken tegen een kernfusiereactie.

Stoomturbine-as

metalworking world  

37

de oplossing tekst: alexander farnsworth illustratie: kjell thorsson

ring van precisie en productiviteit Een windturbine heeft veel cruciale componenten die allemaal volgens de strengste normen moeten worden vervaardigd. Dat geldt onder meer voor de kruiringen. Hier bespreken we vier gereedschappen die worden gebruikt om zulke ringen efficiënt te maken.

Voor en na

Het voor- en nabewerken van de kruiring gebeurt met CoroTurn Rigid Clampinggereedschap, dat voorzien is van een Coromant Capto-koppeling en hoogwaardige hardmetalen wisselplaten. De afwerking gebeurt met een productieve schilplaat die ook bij een hoge voeding een uitstekende oppervlakteafwerking biedt.

38 

metalworking world

in het spoor

De lagerkogelsporen worden gemaakt met een CoroTurn 107 met ronde wisselplaat. Het nabewerken na het harden gebeurt met T-Max-gereedschap met CC670 versterkte keramische wisselplaten.

Meer weten? Kijk op www.sandvik.coromant.com/wind

Snelheid en precisie

Het frezen van de tandkrans aan de binnenkant van de kruiring wordt gedaan met een CoroMill 170, die borg staat voor korte bewerkingstijden en een nauwkeurig tandprofiel.

De hele ring

De zeer snelle CoroDrill 880 wordt gebruikt voor alle bevestigingsgaten van de kruiring.

Tot zes meter Met behulp van de kruiringen kunnen het turbinehuis en de bladen optimaal in de wind worden gedraaid. Ze zijn gemaakt van smeedstaal en kunnen een diameter van zes meter hebben. Er zijn hoogwaardige gereedschappen nodig om ze te bewerken.

metalworking world  

39

Print n:o C-5000:547 DUT/01 © AB Sandvik Coromant 2011:1

Onze gereedschappen hebben een extra goede eigenschap: ze komen van ons. Wanneer het gaat om het vinden van slimme gereedschapsoplossingen, dan gaat er niets boven expertise van wereldklasse. De gele jas is uw garantie dat u zowel ’s werelds beste gereedschappen krijgt als de kennis om deze optimaal te benutten. Met duizenden bewezen freesoplossingen bezitten wij de ervaring om u erbij te helpen uw productiekosten per onderdeel te verlagen, het machinerendement te verhogen en de productkwaliteit in alle opzichten te verbeteren, van schroefvormige interpolatie en axiaal frezen tot ’roll-in-roll-out’-methodes. Iets voor u? Ga naar onze site of, liever nog, neem contact op met iemand in een gele jas.

Think smart | Work smart | Earn smart

www.sandvik.coromant.com