Hållbar skärande bearbetning: för människorna, planeten och vinsten

Metaller utgör ryggraden i dagens industrialiserade värld. Metaller är viktiga byggstenar i vår ekonomi, från stål i byggnader och aluminium i bilar, till titan i moderna flygplan och koppar i elektronik. Användningen av dem kommer inte att minska. I takt med att regeringar världen över implementerar planer för att minska koldioxidutsläppen gör efterfrågan på förnybar teknik att vår användning av metaller fortsätter att öka. Internationella energirådets (IEA) rapport Steel and Iron Technology Roadmap anger att den globala efterfrågan på stål kommer öka med över en tredjedel från i dag till år 2050.

Men i och med att efterfrågan på metall ökar stiger även förväntningarna på hur metaller framställs och används i tillverkningen.

Tillverkning av metaller har länge setts som en kolintensiv process. Det stämmer visserligen att ståltillverkning ger upphov till mycket utsläpp, men industrin har gjort stora framsteg när det gäller att minska dess effekt. Grönt stål ersätter exempelvis kokskol, som traditionellt krävs för malmbaserad ståltillverkning, med förnybar energi och väte. Det kan drastiskt minska koldioxidutsläppen under metallframställningsprocessen.

Den senaste tidens innovationer, som grönt stål, kan ge metallindustrin en mer hållbar framtid, men det finns flera andra tekniker som kan göra metallbearbetningsprocesserna mer hållbara. Tillverkarna måste bli mer medvetna om dessa metoder för att kunna hantera morgondagens hållbarhetsutmaningar.

För maskinverkstäder som arbetar med att skära svårbearbetade metaller till önskad form, där man möter snäva toleranser och krav på högsta ytkvalitet, är rätt verktyg och expertkunskaper avgörande. Verktyget bör framför allt underlätta en effektivare bearbetningsprocess som ger mindre avfall och det bör ge stöd för stora hållbarhetsfördelar.

Skrotning av komponenter är en faktor som kan hindra en verkstad från att uppnå bästa prestanda. Vanliga situationer som leder till skrotning är användning av fel verktyg, mänskliga fel i maskinprogrammering och oupptäckta variationer i råmaterialet som orsakar oförutsägbara maskinproblem. Dessutom har avfall en allvarlig påverkan på miljön om det inte återvinns. Världsbanken beräknar i själva verket att den avfallsmängd som industrier ger upphov till på global skala är 18 gånger större än de hushållssopor som kommuner världen över efterlämnar.

För att maskinverkstäderna ska kunna minska skrotet måste de implementera rätt verktygsuppsättning och skärdata. Om man inte säkerställer detta kan det leda till oregelbundet verktygsslitage och oförutsägbar livslängd för skärverktygen, vilket leder till felaktiga komponenter som i sin tur leder till skrot.

Valet av verktyg är särskilt viktigt för att minska avfallet vid svarvning, en vanlig bearbetningsmetod. Effektiv stålsvarvning kan uppnås genom att minska kassering av skrot och komponenter, som en del av en god strategi för att minska produktionskostnaden med en befintlig maskinuppsättning. Strategin kan till exempel omfatta att maximera maskinanvändningen eller välja mer tillförlitliga verktygslösningar, som skärstålet, för att minska kostnaden per del.

Men vilka egenskaper har ett mer tillförlitligt verktyg? Svarvskärsorter som ger verktyget en lång och förutsägbar livslängd med god fliskontroll bör övervägas för säker och produktiv bearbetning. Om du väljer ett verktyg med längre livslängd, som även har bättre slitage- och värmebeständighet, kan det ge påtagliga fördelar som att minimera oplanerade stopp eller minska materialavfallet från arbetsstycket eller från själva hårdmetallskäret. Alla dessa är nödvändiga förutsättningar för hållbar bearbetning. Sandviks Coromants arbete med att använda återvunna material i våra svarvskär är också en viktig faktor som gör våra kunders egen tillverkning mer hållbar. En av kriterierna i vårt utvecklingsprojekt är att öka användningen av återvunnet material i våra verktyg samt att minska avfallet.

Samtidigt som medvetenheten om hållbarhet ökar inom i princip alla branscher ökar även den digitala omvandlingen. I en enkät med över 400 globala tillverkningsföretag angav 94 % av de svarande att Industry 4.0 har hjälpt dem att hålla igång verksamheten under pandemin. Utmaningarna med covid-19 har också inneburit ett uppvaknande för tillverkare som ligger efter i implementeringen av Industry 4.0-strategier.

Fördelarna med Industry 4.0 för tillverkare är nu välkända. Man vet att det hjälper chefer och medarbetare att fatta mer välgrundade beslut, leder till högre produktivitet, kan minska produktionsfel och ger högre vinster. Men det är inte lika många som inser den viktiga roll Industry 4.0 har när det gäller hållbarhet.

Historiskt sett har anläggningschefer baserat bearbetningsbesluten på medarbetarnas förslag och erfarenheter. Maskiner som är uppkopplade via sakernas internet (IoT) kan å andra sidan stärka personalens ovärderliga erfarenheter och erbjuda nya möjligheter till transparens, optimerad planering och effektiviserad produktion. Med detta i åtanke finns det i dag ett antal digitala tjänster som kan hjälpa tillverkare att implementera mer hållbara produktionsprocesser.

En bra utgångspunkt i en hållbarhetsstrategi är att genomföra en revision av anläggningens aktuella status med dataledda insikter. Den här metoden kan leda till att man upptäcker flera ineffektivitetsområden som kan hindra en verkstads produktivitet och hållbarhet. Om en anläggning t.ex. märker av att verktyg slits ut i förtid, att finbearbetningen inte håller standarden eller att man har långa avbrottstider, kan data som samlas in via sensorer hjälpa operatörer att förbättra bearbetningsprocessen på ett sätt som bidrar till att minska avfallet och öka energieffektiviteten.

CoroPlus® program för produktivitetsförbättring (PIP) är en lösning på dessa smärtpunkter. PIP är en beprövad, strukturerad process som kan utföras på en enda maskin, en processkedja eller över hela anläggningen. När processen ska påbörjas identifierar experter från Sandvik Coromant vilka ineffektiviteter som finns i produktionen. Sedan installerar Sandvik Coromant maskinövervakningslösningar för dessa, som ger datainsikter i realtid. Dessa data kan nås på distans för att få en djupgående analys av en komplett produktionscell, ända ner till skärverktyget.

CoroPlus® PIP kan hjälpa tillverkarna att sänka kostnaderna och minska ineffektivitet, samtidigt som det bidrar till att göra tillverkningsprocessen mer hållbar. Genom att se till att maskinerna körs så effektivt som möjligt och förkorta bearbetningstiden kan programmet eliminera avfall och minska energiförbrukningen. Sist men inte minst får de viktiga resurserna, människorna som arbetar i anläggningen, bättre arbetsförhållanden samtidigt som de vet att maskinprocesserna är smidiga, stabila och förutsägbara.

Några beslut som bygger på felaktig information kan vara skillnaden mellan produktiv, hållbar metallskärning och en bearbetningsprocess med mycket avfall. I och med att vi blir mer medvetna om metallbearbetningens inverkan på miljön kan vi dock förverkliga innovationer som kan innebära en avsevärd förbättring av branschens rykte. Det omfattar till exempel att hitta mer hållbara sätt att inte bara producera, utan även bearbeta metaller – för människorna, planeten och vinsten.

Matilda Gynnerstedt

Matilda Gynnerstedt is Head of Product Management Turning at Sandvik Coromant