Det berömda citatet ”genialitet är en procent inspiration och nittionio procent transpiration” tillskrivs ofta uppfinnaren Thomas Edison. Men många hävdar att vi borde tacka författaren Kate Sanborn för dessa kloka ord. Oavsett ursprung så stämmer beskrivningen in på många uppfinnare – innovation är sällan en snilleblixt. Per-Anders Stjernstedt som är senior ingenjör hos experten på skärande bearbetning Sandvik Coromant är väl medveten om att uppfinnande är ett kärt besvär. I den här artikeln förklarar han den senaste innovationen inom svarvning från Sandvik Coromant.

Som alla uppfinnare började Sandvik Coromant med en utmaning som behövde lösas. Hur kan verktygsuppsättningen ta igen förseningar, förkorta stilleståndstider och öka produktiviteten? Programvaruföretaget Senseyes rapport True Cost Of Downtime 2022 avslöjar att oplanerade stilleståndstider kostar tillverkarna minst 50 % mer idag jämfört med perioden 2019 till 2020. Samma rapport summerar att oplanerade stilleståndstider kommer att kosta industriföretagen på listan Fortune Global 500 nästan 1,5 biljoner USD 2023, vilket motsvarar 11 % av företagens inkomster.

För att reducera tiden som läggs på verktygsväxling och öka processtabiliteten samt minska verktygsslitaget måste tillverkarna ha förmågan att bearbeta olika egenskaper med ett enda verktyg. Och det är här svarvning med y-axeln kommer in i bilden. Så här fungerar det.

Vinklar vid svarvning

Det underlättar om man börjar med ingångsvinklarna. Att välja rätt vinkel mellan skäreggen och matningsriktningen är avgörande för lyckade resultat vid svarvning eftersom det påverkar spånbildningen, skärkrafternas riktning och skäreggslängden vid ingrepp. En vinkel som är större än nödvändigt leder till en svag skäregg. Om den är för liten kan det leda till att verktyget gnuggar vid höga matningshastigheter vilket slutligen leder till brott.

2017 utvecklade Sandvik Coromant PrimeTurning™, ett svarvkoncept som möjliggör svarvning i alla riktningar med större flexibilitet vid bearbetningen. Med utgång från verktygets ingrepp i komponenten vid chucken och borttagningen av material fram till komponentens ände möjliggör PrimeTurning™ en liten ingångsvinkel, högre ställvinkel och bearbetning med högre skärparametrar.

PrimeTurning™ är en innovativ bedrift i sig. Förutom produktionsvinster genom spånkontroll ville teamet även hjälpa tillverkarna att utföra mer komplexa och nyskapande former. PrimeTurning™ var en av flera byggstenar som ledde fram till utvecklingen av svarvning med Y-axeln.

Ingrepp vid Y

Så hur fungerar svarvning med Y-axeln? Precis som namnet antyder, så använder sig den nya metoden av Y-axeln, och alla tre axlar används samtidigt under bearbetningen. Verktyget roterar runt sitt eget centrum, skäret är placerat för bearbetning i YZ-planet, och frässpindelaxeln interpolerar under svarvningen. På så sätt kan detaljerade former skapas med ett enda verktyg.

Det finns många fördelar med svarvning med Y-axeln. Möjligheten att bearbeta flera detaljer med ett enda verktyg gör att man kan reducera cykeltiden. Eftersom det inte krävs några verktygsbyten minimeras även risken för övergångar, det vill säga ojämnheter på närliggande ytor. De huvudsakliga skärkrafterna riktas in mot maskinspindeln, vilket förbättrar stabiliteten och minskar risken för vibrationer. För bättre ytjämnhet utformas wiperskär med en wiperegg där den raka eggen möter hörnradien.

Metoden håller även spåntjockleken konstant oavsett om svarvningen sker med konstant skärdjup eller med konturer i arbetsstycket. Eftersom spånbredden inte ändras minskas risken för spånstockning avsevärt. Det innebär inte bara pålitligare bearbetning utan även tryggheten att svarvningen kan ske utan missöden så att tillverkaren kan ta ett steg tillbaka och låta maskinerna gå utan övervakning.

Det här är Per-Anders

Per-Anders är senior ingenjör på Sandvik Coromant i Gävle. Han har jobbat på företaget i över tio år och varit involverad i utvecklingen av flera innovationer. Ett av de bidrag han är mest stolt över är svarvning med Y-axeln.

”De senaste fem åren har jag utvecklat fem internationellt beviljade patent och förra året lämnade jag in tolv patentansökningar. Men Y-axeln har verkligen varit en höjdpunkt i karriären” berättar han. Jag har nog alltid varit uppfinnare. I min ungdom brukade jag ställa till det i min pappas garage och experimentera med olika projekt. Det var surfbrädor, motorcyklar och apparater, och när jag lånade mina föräldrars kamerautrustning för en dykexpedition så byggde jag ett vattentätt kamerahus så jag kunde filma under vatten.

”Trots uppfinnarglöden så har inga av mina tekniska framgångar kommit över en natt. När det gäller svarvning med Y-axeln så ägnade mitt team och jag hela sex år åt forskning och utveckling innan vi fick vårt genombrott.”

Att forma framtiden

Att utveckla svarvning med Y-axeln var ett kärt besvär. ”När teamet började hade vi en idé som marknaden aldrig tidigare hade sett. Det tog tid att bevisa att våra ambitioner kunde förverkligas, men efter ett antal interna tester såg vi redan 51 % kortare cykeltider med Y-axelsvarvning jämfört med andra metoder” avslöjar Stjernstedt.

För att fullända svarvning med Y-axeln har Sandvik Coromant även utvecklat en ny variant av CoroTurn® Prime som passar för axlar, flänsar och komponenter med hålkäl samt dubbelverktyget CoroPlex® YT som är mest effektivt vid en ingångsvinkel mellan 60 och 90⁰ för mer produktiv bearbetning.

Stjernstedt ser tillbaka på sin karriär: ”Mitt råd till den som har en bra idé är: sätt igång bara! Om du har identifierat ett problem som behöver en lösning har du redan kommit halvvägs. Lyckligtvis ger Sandvik Coromant mig frihet att experimentera och lära mig på arbetet. Att vara ingenjör kräver inte bara att ha tekniska kunskaper för att utveckla nya produkter. Du måste tänka kreativt, vara problemlösare och orädd för utmana rådande konsensus.”

Oavsett vem det var som sa ”genialitet är en procent inspiration och nittionio procent transpiration” så har de rätt. Att ha de tekniska kunskaperna och förmågan att utveckla nya lösningar är avgörande, men en stor del av innovationerna är resultatet av hårt arbete. Per-Anders och hans team skulle inte ha lyckats om de inte haft brinnande intresse, tålamod och beslutsamhet att omdefiniera svarvning.