Det siges ofte, at opfinderen Thomas Edison står bag det berømte citat "genius is 1% inspiration and 99% perspiration" (genialitet er 1 % inspiration og 99 % hårdt arbejde). Mange mener dog rent faktisk, at vi skal takke forfatteren Kate Sanborn for disse vise ord. Uanset hvor citatet kommer fra, så kender mange opfindere godt den følelse – innovation kommer kun sjældent fra en enkelt lys idé. Per-Anders Stjernstedt, senior ingeniør og den førende ekspert inden for spåntagende bearbejdning af metal i Sandvik Coromant, ved af erfaring, at innovation kræver hårdt arbejde. I denne artikel fortæller han om den sidste nye innovation inden for drejning fra Sandvik Coromant.

Lige som en opfinder stod Sandvik Coromant over for et problem, de skulle finde en løsning på. Hvordan kan man ved hjælp af værktøj få bugt med forsinkelser og reducere både stilstands- og produktionstid? Softwarevirksomheden Senseyes rapport True Cost Of Downtime 2022 afslører, at producenter i dag har mindst 50 % højere omkostninger som følge af uplanlagt stilstandstid end i perioden 2019 til 2020. Samme rapport angiver, at uplanlagt stilstandstid vil koste virksomheder på Fortune Global 500-listen 1,5 billioner USD i 2023, svarende til 11 % af deres omsætning. 

For at reducere spildtid i forbindelse med værktøjsskift samt forbedre processtabilitet og værktøjsslid havde producenterne behov for at kunne bearbejde flere emnedele med et enkelt værktøj. Og det er så selve grundlaget og raison d’être for Y-akse-drejning. Lad os se nærmere på, hvordan denne metode fungerer.

Drejning af vinkler 

For det første er det en fordel at se på indgrebsvinklerne. At vælge den rette vinkel mellem skærkanten og tilspændingsretningen er afgørende for at opnå vellykket drejning, fordi vinklen påvirker spånbrydning, skærekræfternes retning og den del af skærkanten, der er i indgreb. Hvis vinklen er større end nødvendigt, svækkes skærkanten. Hvis vinklen er for lille, kan det medføre, at værktøjet skurer imod emnet ved høj tilspænding, hvilket i sidste ende medfører værktøjsbrud. 

I 2017 udviklede Sandvik Coromant det nye drejekoncept PrimeTurning™, der gør det muligt at foretage drejning i alle retninger, og det skulle give større bearbejdningsfleksibilitet. Med PrimeTurning™ går værktøjet i indgreb med emnet ved tangen og fjerner materialet, efterhånden som det føres hen mod emnets ende, og det gør det muligt at anvende en lille indgrebsvinkel og større hovedvinkel samt at bearbejde med højere skæreparametre. 

PrimeTurning™ er i sig selv en fantastisk innovation inden for drejning. Men teamet ville ud over produktivitetsforbedringer baseret på spånkontrol også gerne hjælpe producenterne med at bearbejde mere komplekse og innovative former. PrimeTurning™ fungerede som et af flere elementer, der førte til udviklingen af Y-akse-drejning. 

Indgreb ved Y-aksen 

Så hvordan fungerer Y-akse-drejning? Som navnet indikerer, gør denne nye metode brug af Y-aksen, og alle tre akser anvendes simultant under drejningen. Værktøjet roterer om sin egen akse, skæret er placeret på Y-Z-planet til bearbejdning, og fræsespindlens akse interpolerer under drejningen. På den måde kan man bearbejde komplekse former med et enkelt værktøj.

Der er flere fordele ved Y-akse-drejning. Muligheden for at bearbejde flere dele med et enkelt værktøj reducerer cyklustiden. Da der ikke er behov for at skifte værktøj, minimerer man også risikoen for "overfladefejl", dvs. uensartet bearbejdede overflader ved siden af hinanden. De primære skærekræfter er rettet mod maskinspindlen, og det giver forbedret stabilitet og mindre risiko for vibrationer. For at forbedre overfladekvaliteten er wiperskær designet med en særlig wiper-skærkant, der sidder lige der, hvor den lige skærkant møder hjørneradiussen. 

Denne metode hjælper også med at holde en konstant spåntykkelse, uanset om der drejes med konstant spåndybde eller  om der drejes konturer i emnet. Da spånernes bredde ikke ændrer sig, giver det en væsentligt mindre risiko for spånklemning. Det giver mulighed for mere pålidelig bearbejdning, og da producenterne samtidig ved, at drejningen kan ske uden noget uheld, så kan medarbejderne forlade maskinerne og lade dem køre uden overvågning.

Portræt af Per-Anders Stjernstedt

Per-Anders Stjernstedt er senior ingeniør hos Sandvik Coromants afdeling i Gävle i Sverige. I løbet af de mere end 10 år, hvor Per-Anders har arbejdet hos Sandvik Coromant, har han været med til at udvikle flere innovative løsninger. Den innovation, han er mest stolt af, er Y-akse-drejning. 

"I de seneste fem år har jeg udviklet fem patenterede løsninger, der har opnået global anerkendelse, og jeg har indgivet tolv nye patentansøgninger alene sidste år. Men Y-aksen har været et virkeligt lyspunkt i min karriere", fortæller han. Jeg tror, at jeg altid har været lidt af en opfinder. Da jeg var yngre, rodede jeg altid rundt i min fars garage, hvor jeg havde gang i flere projekter. Der var surfboards, motorcykelstel og opspændingsværktøjer, og da jeg ville låne mine forældres kameraudstyr til en dykkertur, byggede jeg undervandshuse, så jeg kunne filme mine ekspeditioner under havet. 

"På trods af min opfindergejst opstod mine opfindelser ikke bare som lyn fra en klar himmel. Teamet og jeg arbejde i seks år med forskning og udvikling af Y-akse-drejning, før vi fik vores store gennembrud."

Innovation for fremtiden

Det krævede hårdt arbejde at udvikle Y-akse-drejning. "Da teamet startede, havde vi en idé, der var hidtil uset på markedet. Det tog tid at bevise, at vores ambitioner kunne virkeliggøres, men efter mange interne test havde vi allerede reduceret cyklustiden med 51 % ved hjælp af Y-akse-drejning sammenlignet til konkurrerende metoder", afslører Per-Anders Stjernstedt. 

Som et supplement til Y-akse-drejning har Sandvik Coromant også udviklet en ny CoroTurn® Prime-variant, der er velegnet til aksler, flanger og komponenter med frigang, og det særlige CoroPlex® YT Twin-værktøj, der er øger produktiviteten ved bearbejdning med en indgrebsvinkel på mellem 60 og 90⁰.

Når han tænker tilbage på sin karriere, siger Per-Anders Stjernstedt: "Mit råd til alle med en god idé – prøv det. Hvis du har opdaget et problem, der ikke er en løsning på, så er du allerede nået halvvejs i mål. Jeg er så heldig, at Sandvik Coromant giver mig frihed til at eksperimentere, og jeg lærer, mens jeg arbejder. Når man er ingeniør, skal man ikke kun have den nødvendige tekniske viden for at udvikle nye produkter. Man skal samtidig tænke kreativt, være problemknuser og ikke være bange for at udfordre status quo." 

Uanset hvem der sagde, at "genialitet er 1 % inspiration og 99 % hårdt arbejde", så er det helt rigtigt. Det er afgørende at have de tekniske færdigheder og evnen til at udvikle nye løsninger, men der ligger hård arbejde bag mange opfindelser. Per-Anders og hans team ville ikke være nået i mål uden engagement, tålmodighed og viljen til at omdefinere drejning.