Framtiden för industriell skärning: Teknik som förändrar tillverkningsindustrin

Framtiden för industriell skärning: Teknik som förändrar tillverkningsindustrin

Tillverkningsindustrin förändras snabbare än någonsin under den senaste generationen. Fabrikerna utrustar sina produktionslinjer – som tidigare drevs av erfarenhet och rutiner – med sensorer, robotar och programvara. Mitt i allt detta finns det en process som finns kvar i nästan varje fabrik: skärning.

Oavsett om en skärlinje skär plastfilm, beskär papper, skivar livsmedel eller skär gummi, så avgör skärkvaliteten produktens kvalitet. Det är därför som skärtekniken håller på att bli en av de tysta drivkrafterna inom modern tillverkning. Bättre skärresultat innebär mindre spill, högre hastigheter och färre driftstopp.

Det kommande decenniet kommer att medföra stora förändringar. Avancerade industriella blad kommer att hålla längre och rapportera om sitt eget skick. Precisionsskärtekniker som laserskärare och vibrationsknivar kommer att bli vardagsverktyg snarare än specialutrustning. Maskinerna kommer att byta sina egna blad. Och nya material, från batterikomponenter till växtbaserad plast, kommer att kräva nya sätt att skära på.

I den här artikeln tar Baucors teknikteam upp de tekniker som förändrar industriell skärning, de utmaningar som väntar och hur tillverkare kan förbereda sig redan nu.

Avancerade industriella blad av nästa generation

Själva bladet har långt kvar innan dess utveckling är fullbordad. Avancerade industriella blad går från att vara verktyg av standardutförande till blad som är utformade för ett specifikt material, en specifik maskin och en specifik uppgift.

Tekniska material

Starkare stål, extra hårda metaller och keramiska blad blir allt vanligare val snarare än dyra tillval. Var och en löser ett specifikt problem: tåligare stål för snabba maskiner, extra hård metall för grova material som sliter ut bladen snabbt, och keramik för arbeten där inte ens minsta metallpartikel får förekomma.

Bättre beläggningar på knivbladen

Ett mycket tunt beläggningsskikt på bladet kan göra det hårdare, slätare eller non-stick. Numera väljs beläggningarna ut efter respektive användningsområde. I framtiden kommer en enda beläggning att fylla flera funktioner samtidigt: skydda skäreggen, förhindra att material fastnar och förhindra rost.

Bättre utformade kanter

Bladtillverkarna utformar numera själva skäreggen: hur vass den är, dess vinkel och hur smidig den känns. Med hjälp av datortester och provskärningar kan de få till det rätt innan bladet når kunden, vilket innebär mindre prövning och fel i fabriken.

Snabb anpassning

Datorstyrda maskiner, digitala ritningar och snabbare kontroller gör det snabbare och mer ekonomiskt att tillverka skräddarsydda industriblad, även i små volymer. Anläggningarna behöver inte längre anpassa sin process efter ett standardblad ur katalogen. Bladet kommer istället att utformas utifrån processen.

Smart skärning: Maskiner som övervakar sina egna blad

Den största förändringen inom skärtekniken ligger kanske inte alls i själva skäret, utan i den data som omger det. Maskiner som samlar in information gör att skärningen inte längre bygger på gissningar, utan blir något som fabrikerna kan planera.

Att upptäcka en slö kniv i tid

Små sensorer på skärmaskinerna registrerar hur hårt bladet arbetar, hur mycket det skakar och hur varmt det blir. När ett blad blir slött förändras dessa mätvärden. Maskinen kan då varna personalen innan snitten börjar se dåliga ut.

Att byta blad vid rätt tidpunkt

Idag byter de flesta anläggningar ut blad enligt ett fast schema eller efter ett haveri. I framtiden kommer programvaran att dra lärdom av tidigare uppdrag och meddela teamet när det är bäst att byta ut varje blad. På så sätt undviks både onödigt slöseri med bladens livslängd och oplanerade driftstopp.

Automatiska kvalitetskontroller

Kameror längs produktionslinjen kontrollerar redan storlek, ojämna kanter och damm när produkterna passerar. I kombination med data om skärbladen kommer de att visa exakt hur skärbladens skick påverkar produktkvaliteten, så att teamen kan påvisa värdet av bättre skärblad.

Klingor med en historia

En enkel kod som är tryckt på varje blad visar var det kommer ifrån, hur ofta det har slipats och hur länge det har hållit. Med tiden kommer dessa uppgifter att hjälpa köparna att välja det blad som har den lägsta faktiska kostnaden per skärning.

Automatisering och robotteknik inom skärning

Automatiseringen förändrar var och hur skärningarna utförs, samt hur klingorna hanteras.

• Robotstyrda skärceller: robotarmar utrustade med knivar eller lasrar skär till plastdelar och livsmedelsprodukter och följer därvid böjda och komplicerade former.
• Automatisk bladinställning: moderna maskiner sätter bladen på plats på några sekunder, vilket innebär att operatörerna inte längre behöver mäta för hand inför varje nytt uppdrag.
• Automatiserade bladbyten: färdigmonterade bladhållare och robotar kommer att göra bladbytena snabbare och säkrare, vilket innebär att arbetarna behöver hantera vassa kanter mindre ofta.
• Automatisk drift: Eftersom maskinerna själva övervakar sina egna blad kan vissa skärlinjer köras under längre tid utan att någon person behöver stå vid sidan av.

Automatiseringen ställer högre krav på bladkvaliteten. En robot kan inte kompensera för ett blad som ligger något utanför toleransgränserna på samma sätt som en erfaren operatör kan. Varje nytt blad måste ha exakt samma storlek som det föregående, vilket gör att välgjorda, enhetliga blad blir ännu viktigare.

Precisionsskärteknik blir allt vanligare

Skärmetoder som tidigare var sällsynta och dyra håller på att bli vardagsverktyg. I takt med att priserna sjunker och metoderna blir enklare att använda når dessa precisionsskärtekniker även mindre anläggningar och mindre serier.

Dessa tekniker kommer inte att ersätta blad överlag. Vid skärning i stora volymer är ett välgjort blad fortfarande det snabbaste och billigaste alternativet. Framtiden handlar om att välja rätt verktyg för varje uppgift.

Hybridlösningar för industriell skärning

Framtidens mest effektiva produktionslinjer kommer inte att förlita sig på en enda metod. De kommer att använda knivar tillsammans med lasrar och andra verktyg, där varje verktyg utför den uppgift det är bäst på.

En förpackningslinje kan använda en laser för att skapa lättöppningsbara rivlinjer och därefter ett blad för att skära upp kartongen i full hastighet. En fabrik som tillverkar en ny etikett kan testa formen med en datorstyrd kniv och sedan byta till industriella blad och maskinknivar för volymproduktion. Denna metod gör det möjligt för tillverkarna att få det bästa av två världar genom att kombinera effektivitet vid små serier med större flexibilitet vid stora serier. Tillverkarna måste betrakta industriella skärlösningar som ett komplett system, snarare än bara en enskild maskin.

Framtiden för knivarna i pappersskärmaskiner

Att varumärken ersätter plast med fiberbaserade material leder till ett paradigmskifte inom pappersskärningsbranschen och för dess pappersskärblad.

Material som är svårare att skära i

Återvunnet papper och bestruket papper kräver skärblad av ett hårdare material med non-stick-beläggning, så att beläggningen inte fastnar på bladet.

Högre hastigheter och kortare körsträckor

E-handel och skräddarsydd tryckning kräver maskiner som snabbt kan hantera ett mindre antal beställningar och tryckjobb. Skärbladet måste förbli vass under hela processen och snabbt kunna växla mellan tryck- och orderhanteringsjobb.

Renare snitt

Pappersdamm får tryckmaskinerna att stanna. Det utgör en allvarlig hälso- och säkerhetsrisk inom förpackningsindustrin. Skärblad för tryck- och förpackningsindustrin måste ha en beläggning och en form som ger upphov till mindre pappersdamm.

Anslutna skärverktyg

Skärmaskiner kan numera spåra varje skärning. De kan även övervaka slitaget på skärbladet. Tillsammans med en slipningstjänst som säkerställer att bladen alltid är vassa och levereras i tid gör dessa maskiner det möjligt för kunderna att byta ut slöa blad och undvika skärningar av dålig kvalitet.

Bearbetning av framtidens material

Nya produkter innebär nya material, och varje nytt material innebär en utmaning för befintlig skärteknik.

Framgång kräver tester. Bladtillverkaren och fabriken testar flera olika bladtyper mot varandra innan produktionen sätts igång. De bästa resultaten uppnås när de genomför dessa tester tillsammans.

Skärteknik – en ny roll för hållbarhet

Köpare tänker inte längre bara på ”Hur bra skär den?”. Av hållbarhetsskäl måste de istället fråga sig: ”Hur mycket går till spillo?”.

• Blad med längre livslängd innebär att färre blad behöver tillverkas och transporteras.
• De flesta knivblad kan slipas och återanvändas många gånger.
• Om utslitna blad inte kan användas till något annat ändamål kan de återvinnas till nya blad.
• En skärkant som ger ett renare snitt leder till färre kasserade produkter. Det leder också till mindre avfall.
• Vassare blad kräver mindre skärkraft. Detta innebär att energiförbrukningen per skärning blir lägre.

Branschen kommer att behöva ta fram innovativa lösningar, eftersom hållbarhet kommer att påverka alla aspekter av ett företags verksamhet. Bladleverantörer som erbjuder längre livslängd och fler alternativ som går att slipa om eller återvinna kommer sannolikt att lyckas.

Utmaningar som tillverkarna måste lösa

Utvecklingen av skärutrustning för industrisektorn ser lovande ut på kort sikt, även om en del av den teknik som krävs kommer att bli kostsam.

Teknikkostnader

Datorstyrd skärutrustning, nya maskiner och robotar är kostsamma. Anläggningar med mer begränsade budgetar kan behöva införa dessa steg för steg. Det är oftast lämpligt att börja med den skärutrustning där kostnaderna för driftstopp eller skärkvaliteten är som högst.

En brist på kunskap om skärning

I takt med att kunskapen om skärteknik försvinner kommer det att bli svårare att utföra inställningar och kontrollera skär. Skärtillverkarna kommer att behöva ta ansvar för att göra inställningen och anpassningen av skär enklare samt erbjuda kunderna teknisk expertis.

Prisfluktuationer för råmaterial till blad

Av skäl som ligger utanför vår kontroll, såsom pris och tillgång på de metaller som används till blad, kan tillverkare av utrustning tvingas överväga andra material. Återvinning av blad, slipning och förlängd livslängd för bladen kommer att bli avgörande.

Meningsfull användning av information om skärverktyg

Det är enkelt att samla in skärdata. Det svåra är att tolka informationen. Så länge skärinformationen inte omvandlas till praktiskt användbar information – till exempel priset per skärning – går den till spillo.

Så här förbereder du din anläggning för framtidens skärning

Du behöver inte en ny fabrik för att dra nytta av modern skärteknik. Börja med följande steg:

• Ange alla skärjobb. Notera vad varje blad skär, på vilken maskin det sitter och hur ofta det byts ut.
• Räkna ut vad varje snitt egentligen kostar. Räkna in kostnaden för bladet, den tid det tar att byta blad, den tid maskinen står stilla samt produktspill.
• Börja med ditt största problem. Prova ett bättre blad på den maskin där bladen är mest slitna, där det finns damm eller där det uppstår spill.
• Testa nya material i ett tidigt skede. Prova återvunna eller växtbaserade material innan du måste klippa i dem varje dag.
• För noggranna register över varje blad.Tydliga ritningar och mått underlättar snabba bladbyten.
• Samarbeta med en knivexpert. En leverantör som förstår ditt arbete kan rekommendera rätt blad, både utifrån bladets form och dess skärverkan.

Du kan modernisera din skärteknik utan att behöva bygga en ny anläggning. Gör följande först:

Slutsats

Framtiden för industriell skärning börjar redan ta form. Avancerade industriella blad håller längre och blir allt mer specialiserade. Maskinerna kan nu avgöra när ett blad börjar bli slött. Robotar byter blad snabbare, och teknik för precisionsskärning ger tillverkarna nya möjligheter att skapa detaljerade former och små serier. Till och med bladet i den vanliga pappersskärmaskinen utvecklas för att klara återvunnet papper och snabba förpackningslinjer.

De tillverkare som drar störst nytta av detta kommer att betrakta skärning som en strategisk process, inte som en förbrukningsvara. De kommer att ha koll på vad varje skärning egentligen kostar, testa nya material i ett tidigt skede och välja industriella skärlösningar som är anpassade till hela deras produktionslinje.

Baucor utvecklar och tillverkar precisionsblad och maskinknivar för förpacknings-, pappers-, livsmedels-, plast-, gummi- och medicinbranschen samt många andra branscher, och har kontor i USA, Tyskland och Storbritannien.

Kontakta Baucor redan idag och skicka oss dina ritningar, prover eller specifikationer för användningsområdet. Vårt teknikteam hjälper dig att ta fram precisionsskärningslösningar för framtidens tillverkning.