Fremtiden inden for industriel skæring: Teknologier, der forandrer fremstillingsindustrien

Fremtiden inden for industriel skæring: Teknologier, der forandrer fremstillingsindustrien

Produktionsbranchen ændrer sig hurtigere end nogensinde før i denne generation. Fabrikkerne udstyrer produktionslinjer, der tidligere var baseret på erfaring og rutine, med sensorer, robotter og software. Midt i alt dette er der én proces, der stadig findes på næsten alle fabrikker: skæring.

Uanset om en skærelinje skærer plastfolie, beskærer papir, skærer fødevarer eller skærer gummi, er det skærekvaliteten, der afgør produktets kvalitet. Derfor er skæreteknologier ved at blive en af de usynlige drivkræfter bag moderne produktion. Bedre skæringer betyder mindre spild, højere hastigheder og færre driftsstop.

Det kommende årti vil medføre store forandringer. Avancerede industrielle skærebladevil holde længere og selv rapportere om deres tilstand. Præcisionsskæringsteknologier som laserskærere og vibrerende knive vil blive hverdagsværktøjer frem for specialudstyr. Maskinerne vil selv skifte deres egne skæreblade. Og nye materialer – lige fra batterikomponenter til plantebaseret plast – vil kræve nye skæremetoder.

I denne artikel ser Baucors ingeniørteam nærmere på de teknologier, der er ved at ændre den industrielle skæring, de kommende udfordringer og hvordan producenter kan forberede sig allerede nu.

Avancerede industrielle klinger af næste generation

Selve skæret er langt fra færdigudviklet. Avancerede industrielle skær går fra at være universelle værktøjer til skær, der er designet til ét bestemt materiale, én bestemt maskine og én bestemt opgave.

Tekniske materialer

Stærkere stål, ekstra hårde metaller og keramiske klinger er ved at blive almindelige valgmuligheder i stedet for dyre ekstraudstyr. Hver af dem løser et specifikt problem: stærkere stål til hurtige maskiner, ekstra hårdt metal til grove materialer, der hurtigt slider klingerne ned, og keramik til opgaver, hvor selv de mindste metalpartikler ikke er tilladt.

Bedre belægninger på klinger

Et meget tyndt belægning på klingen kan gøre den hårdere, glattere eller non-stick. I dag vælges belægningerne ud fra den enkelte opgave. I fremtiden vil en enkelt belægning kunne udføre flere funktioner på én gang: beskytte skæret, forhindre, at materialer klæber fast, og forhindre rust.

Bedre udformede kanter

Knivproducenterne udformer nu selve skæret: hvor skarpt det er, vinklen og hvor glat det føles. Ved hjælp af computertests og prøveskæringer kan de få det helt rigtigt, inden kniven når ud til kunden, så der er færre fejl og forsøg på fabrikken.

Hurtig tilpasning

Støttede af computerstyrede maskiner, digitale tegninger og hurtigere kontroller kan specialfremstillede industrielle klinger produceres hurtigere og mere økonomisk, selv i små mængder. Fabrikkerne behøver ikke længere at tilpasse deres proces til en standardklinge fra kataloget. Klingen vil i stedet blive udformet med udgangspunkt i selve processen.

Intelligent skæring: Maskiner, der overvåger deres egne klinger

Den største forandring inden for skæreteknologier ligger måske slet ikke i selve skæreklingen, men i de data, der omgiver den. Maskiner, der indsamler oplysninger, gør skæringen til noget, som fabrikkerne kan planlægge, i stedet for at det er baseret på gætteri.

At opdage en sløv klinge i tide

Små sensorer på skæremaskinerne registrerer, hvor hårdt klingen arbejder, hvor meget den ryster, og hvor varm den bliver. Når en klinge bliver sløv, ændrer disse måleværdier sig. Maskinen kan derefter advare personalet, inden snittene begynder at se dårlige ud.

Udskiftning af klinger på det rigtige tidspunkt

I dag udskifter de fleste anlæg vingerne efter en fast tidsplan eller efter en fejl. I fremtiden vil software lære af tidligere opgaver og fortælle teamet, hvornår det er det bedste tidspunkt at udskifte de enkelte vinger. På den måde undgår man både spild af vingernes levetid og uplanlagte driftsstop.

Automatiske kvalitetskontroller

Kameraer på produktionslinjen kontrollerer allerede størrelser, ru kanter og støv, når produkterne passerer forbi. I kombination med data om knivene vil de vise præcist, hvordan knivernes tilstand påvirker produktkvaliteten, så teams kan påvise værdien af en bedre kniv.

Klinger med en historie

En simpel kode, der er trykt på hvert blad, vil vise, hvor det stammer fra, hvor ofte det er blevet slebet, og hvor længe det har holdt. Med tiden vil disse oplysninger hjælpe køberne med at vælge det blad, der har den laveste reelle pris pr. snit.

Automatisering og robotteknologi inden for skæring

Automatiseringen ændrer, hvor og hvordan der skæres, og hvordan klingerne håndteres.

• Robotskæringsceller: Robotrarme, der holder knive eller lasere, skærer plastdele og fødevarer til og følger derved buede og komplicerede former.
• Automatisk opsætning af klinger: Moderne maskiner sætter klingerne på plads på få sekunder, så medarbejderne ikke længere behøver at måle manuelt ved hvert nyt job.
• Automatisk skift af klinger: Klingeholdere, der er klar til montering, og robotter vil gøre klingeskift hurtigere og mere sikkert, så medarbejderne sjældnere kommer i kontakt med skarpe kanter.
• Selvstændig drift: Da maskinerne selv overvåger deres egne knive, kan visse skærelinjer køre i længere tid uden, at der står en person ved siden af.

Automatisering sætter højere krav til klingekvaliteten. En robot kan ikke tilpasse sig en klinge, der ligger lidt uden for tolerancen, på samme måde som en erfaren operatør kan. Hver eneste nye klinge skal have nøjagtig samme størrelse som den forrige, hvilket gør det endnu vigtigere, at klingerne er veludførte og ensartede.

Præcisionsskæringsteknologier bliver almindelige

Skæremetoder, der engang var sjældne og dyre, er ved at blive hverdagens redskaber. I takt med at priserne falder, og de bliver nemmere at bruge, finder disse præcisionsskæreteknologier vej til mindre fabrikker og mindre produktionsserier.

Disse teknologier vil ikke erstatte klinger på alle områder. Ved skæring i store mængder er en velkonstrueret klinge stadig den hurtigste og billigste løsning. Fremtiden handler om at vælge det rigtige værktøj til den enkelte opgave.

Hybride industrielle skæreløsninger

Fremtidens mest effektive produktionslinjer vil ikke være afhængige af én enkelt metode. De vil anvende skær sammen med lasere og andre værktøjer, hvor hvert enkelt udfører den opgave, det er bedst til.

En pakkelinje kan bruge en laser til at lave letåbningslinjer og derefter en kniv til at skære kassen ud ved fuld hastighed. En fabrik, der fremstiller en ny etiket, kan teste formen på en computerstyret kniv og derefter skifte til industrielle knive og maskinknive til masseproduktion. Denne fremgangsmåde giver producenterne mulighed for at få det bedste fra begge verdener ved at opnå effektivitet ved små serier og samtidig være mere fleksible ved store serier. Producenterne skal betragte industrielle skæreløsninger som et komplet system frem for blot en enkelt maskine.

Fremtiden for kniven til papirskæremaskinen

At mærker erstatter plast med fiberbaserede materialer medfører et paradigmeskifte for papirskæreindustrien og dens papirskæreknive.

Materialer, der er sværere at skære i

Genbrugspapir og bestrøget papir kræver, at skærebladene er fremstillet af et hårdere materiale med en antiklæbebelægning, så belægningen ikke sætter sig fast på bladet.

Højere hastigheder og kortere serier

E-handel og personlig trykning kræver maskiner, der hurtigt kan håndtere et mindre antal ordrer og trykopgaver. Skærebladet skal forblive skarpt under hele processen og hurtigt kunne skifte mellem tryk- og ordrebehandlingsopgaver.

Renere snit

Papirstøv sætter trykmaskinerne i stå. Det udgør en alvorlig sundheds- og sikkerhedsrisiko inden for emballagebranchen. Skæreblade til tryk- og emballageindustrien skal have en belægning og en form, der genererer mindre papirstøv.

Tilsluttede skæremaskiner

Skæremaskiner kan nu registrere hvert enkelt snit. De kan også overvåge slid på skærebladet. I kombination med en slibeservice, der sikrer, at bladene altid er skarpe og leveres til tiden, giver disse maskiner kunderne mulighed for at udskifte sløve blade og undgå snit af dårlig kvalitet.

Skæring af fremtidens materialer

Nye produkter medfører nye materialer, og hvert enkelt af dem udgør en udfordring for de eksisterende skæreteknologier.

Succes kræver afprøvning. Bladproducenten og fabrikken afprøver flere forskellige bladtyper i forhold til hinanden, inden produktionen går i gang. De bedste resultater opnås, når de gennemfører disse afprøvninger i fællesskab.

Skæreteknologi – en ny rolle for bæredygtighed

Køberne tænker ikke længere kun på: »Hvor godt skærer den?« Af hensyn til bæredygtigheden er de nødt til at spørge: »Hvor meget spild er der?«

• Klinger med længere levetid betyder, at der skal fremstilles og transporteres færre klinger.
• De fleste knive kan slibes og genbruges mange gange.
• Hvis slidte klinger ikke kan bruges til noget andet, kan de genbruges til fremstilling af nye klinger.
• En skærekant, der giver et renere snit, medfører færre kasserede produkter. Det medfører også mindre spild.
• Jo skarpere klingerne er, desto mindre skærekraft kræves der. Det betyder, at der bruges mindre energi pr. snit.

Branchen bliver nødt til at finde på innovative løsninger, da bæredygtighed vil påvirke alle aspekter af en virksomheds drift. Leverandører af klinger, der tilbyder længere levetid og flere muligheder for genopslibning og genanvendelse, vil sandsynligvis få succes.

Udfordringer, som producenterne skal løse

Udviklingen inden for skæreudstyr til industrien ser meget lovende ud i den nærmeste fremtid, selvom nogle af de nødvendige teknologier vil være dyre.

Teknologiomkostninger

Computerstyret skæreudstyr, nye maskiner og robotter er dyre. Virksomheder med mere begrænsede budgetter kan være nødsaget til at indføre dem trin for trin. Det er som regel en god idé at starte med det skæreudstyr, hvor omkostningerne ved driftsstop eller dårlig skærekvalitet er størst.

Et hul i viden om skæring

I takt med at ekspertisen inden for skæreteknik forsvinder, vil tilpasning og kontrol af skæreblade blive sværere. Producenterne af skæreblade bliver nødt til at påtage sig ansvaret for at gøre opsætning og tilpasning af skærebladene nemmere og samtidig tilbyde kunderne teknisk ekspertise.

Prisudsving på råmaterialer til vindmølleblade

Af årsager, der ligger uden for vores kontrol, såsom pris og tilgængelighed af de metaller, der anvendes til klinger, kan udstyrsproducenterne blive nødsaget til at overveje andre materialer. Genanvendelse af klinger, slibning og forlængelse af klingernes levetid vil blive af afgørende betydning.

Meningsfuld anvendelse af oplysninger om skæring

Det er nemt at indhente skæreoplysninger. Det svære er at få overblik over oplysningerne. Så længe skæreoplysningerne ikke omdannes til brugbare oplysninger – såsom prisen pr. skæring – går de til spilde.

Sådan forbereder du din virksomhed på fremtidens skæring

Du behøver ikke en ny fabrik for at drage fordel af moderne skæreteknologi. Begynd med følgende trin:

• Angiv alle skæreopgaver. Notér, hvad hvert blad skærer, hvilken maskine det sidder på, og hvor ofte det udskiftes.
• Find ud af, hvad hvert snit egentlig koster. Medregn prisen på klingen, den tid, der bruges på at skifte klinger, den tid, hvor maskinen står stille, samt spildt produkt.
• Begynd med dit største problem. Prøv at sætte et bedre blad på den maskine, hvor bladene er mest slidte, eller hvor der er støv eller spild af produkter.
• Test nye materialer i en tidlig fase. Prøv genbrugsmaterialer eller plantebaserede materialer, før du bliver nødt til at skære i dem hver dag.
• Før nøje register over hvert enkelt blad.Tydelige tegninger og mål gør det nemmere at skifte klinger hurtigt.
• Samarbejd med en ekspert i klinger. En leverandør, der forstår dit arbejde, kan foreslå det rigtige blad – alt efter form eller skære egenskaber.

Du kan modernisere din skæreteknologi uden at opføre et nyt anlæg. Gør først følgende:

Konklusion

Fremtiden inden for industriel skæring tager allerede form. Avancerede industrielle skæreblade holder længere og bliver mere specialiserede. Maskinerne kan nu registrere, når et skæreblad er ved at blive sløvt. Robotter udskifter skærebladene hurtigere, og præcisionsskæringsteknologier giver producenterne nye muligheder for detaljerede former og små serier. Selv skærebladene til de almindelige papirskæremaskiner udvikler sig, så de kan håndtere genbrugspapir og hurtige emballeringslinjer.

De producenter, der får størst udbytte, vil betragte skæring som en strategisk proces og ikke som en forbrugsvare. De vil have et klart overblik over de reelle omkostninger ved hvert enkelt snit, afprøve nye materialer i en tidlig fase og vælge industrielle skæreløsninger, der er tilpasset hele deres produktionslinje.

Baucor udvikler og fremstiller præcisionsklinger og maskinknive til emballage-, papir-, fødevare-, plast-, gummi- og medicinalindustrien samt mange andre brancher og har kontorer i USA, Tyskland og Storbritannien.

Kontakt Baucor i dag, og send os din tegning, din prøve eller dine anvendelseskrav. Vores ingeniørteam vil hjælpe dig med at udvikle præcisionsskæringsløsninger til fremtidens produktion.