Fremtiden for industriell skjæring: Teknologier som forandrer produksjonsindustrien

Fremtiden for industriell skjæring: Teknologier som forandrer produksjonsindustrien

Produksjonsbransjen endrer seg raskere enn noen gang på en hel generasjon. Fabrikkene utstyrer produksjonslinjene, som tidligere var basert på erfaring og rutine, med sensorer, roboter og programvare. Gjennom alt dette er det én prosess som fortsatt finnes i nesten alle fabrikker: skjæring.

Uansett om en skjærelinje skjærer plastfilm, trimmer papir, skjærer mat eller skjærer gummi, er det kvaliteten på skjæresnittet som avgjør produktets kvalitet. Derfor er skjæreteknologier i ferd med å bli en av de stille drivkreftene bak moderne produksjon. Bedre skjæresnitt betyr mindre avfall, høyere hastigheter og færre driftsstans.

Det neste tiåret vil bringe store endringer. Avanserte industrielle skjæreblader  vil holde lenger og gi tilbakemelding om sin egen tilstand. Presisjonsskjæringsteknologier som laserskjærere og vibrasjonskniver vil bli hverdagsverktøy snarere enn spesialutstyr. Maskiner vil skifte ut sine egne skjæreblader. Og nye materialer, fra batterikomponenter til plantebasert plast, vil kreve nye måter å skjære på.

I denne artikkelen ser Baucors ingeniørteam nærmere på teknologiene som revolusjonerer industriell skjæring, utfordringene som ligger foran oss, og hvordan produsenter kan forberede seg allerede nå.

Avanserte industriblader av neste generasjon

Selve bladet er langt fra ferdig utviklet. Avanserte industrielle blader går fra å være universelle verktøy til å bli blader som er spesialdesignet for ett bestemt materiale, én bestemt maskin og én bestemt oppgave.

Tekniske materialer

Sterkere stål, ekstra harde metaller og keramiske skjær blir stadig mer vanlige valg, snarere enn dyre tilleggsutstyr. Hvert av dem løser et spesifikt problem: sterkere stål til raske maskiner, ekstra hardt metall til grove materialer som sliter ut skjærene raskt, og keramikk til oppgaver der selv de minste metallpartikler ikke er tillatt.

Bedre belegg på bladene

Et svært tynt belegg på bladet kan gjøre det hardere, glattere eller ikke-klebende. I dag velges beleggene ut etter den aktuelle oppgaven. I fremtiden vil ett enkelt belegg kunne oppfylle flere funksjoner samtidig: beskytte skjærekanten, hindre at materialer fester seg og forhindre rust.

Bedre utformede kanter

Knivprodusentene utformer nå selve skjærekanten: hvor skarp den er, vinkelen og hvor glatt den føles. Ved hjelp av datastyrt testing og prøveskjæringer kan de få det helt riktig før kniven når kunden, slik at det blir mindre prøving og feiling på fabrikken.

Rask tilpasning

Datastyrte maskiner, digitale tegninger og raskere kontroller gjør det raskere og mer kostnadseffektivt å produsere skreddersydde industriblader, selv i små mengder. Fabrikkene trenger ikke lenger å tilpasse prosessen sin til et blad fra katalogen. Bladet vil bli utformet med utgangspunkt i prosessen.

Smart skjæring: Maskiner som overvåker sine egne kniver

Den største endringen innen skjæreteknologi ligger kanskje ikke i selve skjærebladet, men i dataene rundt det. Maskiner som samler inn informasjon gjør at skjæring ikke lenger er et spørsmål om gjetninger, men noe fabrikkene kan planlegge.

Å oppdage et sløvt blad i tide

Små sensorer på skjæremaskinene registrerer hvor hardt bladet arbeider, hvor mye det vibrerer og hvor varmt det blir. Når bladet blir sløvt, endres disse målingene. Maskinen kan da varsle teamet før skjæresnittene begynner å se dårlige ut.

Skifte av kniver til rett tid

I dag skifter de fleste anlegg bladene etter en fast tidsplan eller etter en feil. I fremtiden vil programvaren lære av tidligere oppdrag og gi teamet beskjed om det beste tidspunktet for å skifte hvert enkelt blad. Dette forhindrer både sløsing med bladenes levetid og uplanlagte driftsstans.

Automatiske kvalitetskontroller

Kameraer langs produksjonslinjen kontrollerer allerede størrelser, ujevne kanter og støv når produktene passerer. I kombinasjon med data om bladene vil de vise nøyaktig hvordan bladets tilstand påvirker produktkvaliteten, slik at teamene kan påvise verdien av et bedre blad.

Kniver med en historie

En enkel kode som er trykt på hvert blad, vil vise hvor det kommer fra, hvor ofte det har blitt slipt og hvor lenge det har vart. Over tid vil disse opplysningene hjelpe kjøperne med å velge det bladet som har den laveste reelle kostnaden per kutt.

Automatisering og robotteknologi innen skjæring

Automatisering endrer hvor og hvordan skjæringen foregår, og hvordan bladene håndteres.

• Robotstyrte skjæreceller: Robottarmer utstyrt med kniver eller lasere skjærer til plastdeler og matvarer, og følger dermed buede og kompliserte former.
• Automatisk innstilling av kniver: Moderne maskiner setter knivene på plass på få sekunder, slik at arbeiderne ikke lenger trenger å måle manuelt for hvert nytt oppdrag.
• Automatisk bladskifte: monteringsklare bladholdere og roboter vil gjøre bladskift raskere og tryggere, slik at arbeiderne slipper å håndtere skarpe kanter så ofte.
• Selvstendig drift: Siden maskinene overvåker sine egne kniver, vil enkelte skjærelinjer kunne kjøre lenger uten at det står noen ved siden av.

Automatisering setter høyere krav til bladkvaliteten. En robot kan ikke kompensere for et blad som ligger litt utenfor toleransegrensene på samme måte som en erfaren operatør kan. Hvert nytt blad må ha nøyaktig samme størrelse som det forrige, noe som gjør det enda viktigere å ha velproduserte, ensartede blader.

Presisjonsskjæringsteknologier blir vanlig

Skjæremetoder som tidligere var sjeldne og kostbare, blir nå vanlige verktøy. Etter hvert som prisene synker og de blir enklere å bruke, finner disse presisjonsskjæringsteknologiene veien til mindre fabrikker og mindre produksjonsserier.

Disse teknologiene vil ikke erstatte kniver på alle områder. Ved skjæring i store mengder er en godt laget kniv fortsatt det raskeste og billigste alternativet. Fremtiden handler om å velge det riktige verktøyet til hver enkelt oppgave.

Hybride industrielle skjæreløsninger

Fremtidens mest effektive produksjonslinjer vil ikke basere seg på én enkelt metode. De vil bruke kniver sammen med lasere og andre verktøy, der hvert verktøy utfører den oppgaven det er best egnet til.

En pakkelinje kan bruke en laser til å lage lettåpnbare rivelinjer, for deretter å bruke et knivblad til å skjære opp esken i full hastighet. En fabrikk som utvikler en ny etikett, kan teste formen på en datastyrt skjæremaskin, for deretter å bytte til industrielle knivblad og maskinkniver for å håndtere produksjonsvolumet. Denne tilnærmingen gjør at produsentene får det beste fra begge verdener: effektivitet ved små serier og muligheten til å være mer fleksible ved store serier. Produsentene må tenke på industrielle skjæreløsninger som et komplett system, snarere enn bare en enkelt maskin.

Fremtiden for knivene til papirskjæremaskiner

At merkevarer erstatter plast med fiberbaserte materialer, fører til et paradigmeskifte for papirskjæringsbransjen og dens papirskjæringsblader.

Materialer som er vanskeligere å skjære i

Gjenvunnet papir og bestrøket papir krever at skjærebladene er laget av et hardere materiale med antiklebe-belegg, slik at belegget ikke fester seg til bladet.

Høyere hastigheter og kortere løp

E-handel og tilpasset trykking krever maskiner som raskt kan håndtere et mindre antall bestillinger og trykkoppdrag. Skjærebladet må forbli skarpt gjennom hele prosessen og raskt kunne skifte mellom trykk- og ordrebehandlingsoppdrag.

Renere snitt

Papirstøv får trykkmaskinene til å stoppe. Det utgjør en stor helse- og sikkerhetsrisiko innen emballasje. Skjærebladene som brukes i trykk- og emballasjeindustrien må ha et belegg og en form som gir mindre papirstøv.

Koblede skjærehoder

Skjæremaskiner kan nå spore hvert enkelt kutt. De kan også overvåke slitasjen på skjærebladet. Kombinert med en slipetjeneste som sørger for at bladene alltid er skarpe og leveres i tide, gjør disse maskinene det mulig for kundene å bytte ut sløve blad og unngå kutt av dårlig kvalitet.

Skjæring av fremtidens materialer

Nye produkter medfører nye materialer, og hvert av dem utfordrer eksisterende skjæreteknologier.

Suksess krever testing. Bladprodusenten og fabrikken tester flere bladtyper mot hverandre før produksjonen starter. De beste resultatene oppnås når de gjennomfører denne testingen i fellesskap.

Skjærteknologi – en ny rolle for bærekraft

Kjøpere tenker ikke lenger bare på «Hvor godt skjærer den?». Av hensyn til bærekraften må de nå spørre seg: «Hvor mye går til spille?»

• Kniver med lengre levetid betyr at det må produseres og transporteres færre kniver.
• De fleste knivbladene kan slipes og brukes på nytt mange ganger.
• Hvis utslitte blader ikke kan brukes til noe annet, kan de gjenvinnes til nye blader.
• En skjærekant som gir et renere snitt fører til færre kasserte produkter. Det fører også til mindre avfall.
• Skarpere kniver krever mindre skjærkraft. Dette fører til et lavere energiforbruk per kutt.

Bransjen vil måtte finne frem til innovative løsninger, ettersom bærekraft vil påvirke alle aspekter av en bedrifts virksomhet. Leverandører av kniver som tilbyr lengre levetid og flere alternativer som kan slipes eller resirkuleres, vil sannsynligvis lykkes.

Utfordringer produsentene må løse

Utviklingen av skjæreutstyr for industrien ser ut til å ha gode utsikter i nær fremtid, selv om noen av de nødvendige teknologiene vil bli kostbare.

Teknologikostnader

Datastyrt skjæreutstyr, nye maskiner og roboter er kostbare. Fabrikker med mer begrensede budsjetter må kanskje innføre slike løsninger trinnvis. Det er vanligvis lurt å starte med det skjæreutstyret der kostnadene knyttet til driftsstans eller skjærekvalitet er høyest.

Et tomrom i skjærekompetansen

Når kompetansen innen skjæring forsvinner, vil tilpasning og kontroll av skjærebladene bli vanskeligere. Produsentene av skjæreblad må ta ansvar for å gjøre innstilling og tilpasning av bladene enklere, og også tilby teknisk kompetanse til kundene.

Prisustabilitet på råstoff til vinger

Av årsaker utenfor vår kontroll, som pris og tilgjengelighet på metallene som brukes til bladene, kan det hende at utstyrsprodusentene må vurdere å ta i bruk andre materialer. Gjenvinning av bladene, sliping og forlenget levetid for bladene vil bli avgjørende.

Meningsfull bruk av informasjon om skjæring

Det er enkelt å innhente skjæredata. Det vanskelige er å tolke informasjonen. Så lenge skjæredataene ikke omgjøres til praktisk anvendbar informasjon – for eksempel prisen per enkelt skjæring – vil de gå til spille.

Slik forbereder du anlegget ditt på fremtidens kapping

Du trenger ikke en ny fabrikk for å dra nytte av moderne skjærteknologi. Begynn med følgende trinn:

• Oppgi alle skjæreoppdrag. Noter hva hvert blad skjærer, hvilken maskin det sitter på og hvor ofte det skiftes ut.
• Finn ut hva hvert kutt egentlig koster. Ta med prisen på knivene, tiden det tar å skifte kniver, tiden maskinen står stille og bortkastet produkt.
• Begynn med det største problemet ditt. Prøv et bedre blad på maskinen der bladene er mest slitt, der det er støv eller der det oppstår avfall.
• Test ut nye materialer på et tidlig stadium. Prøv gjenvunne eller plantebaserte materialer før du må klippe dem hver dag.
• Før nøyaktig oversikt over hvert enkelt blad.Tydelige tegninger og mål gjør det enklere å skifte kniv raskt.
• Samarbeid med en knivekspert. En leverandør som forstår arbeidet ditt, kan anbefale det riktige bladet – både når det gjelder bladets form og skjæremåten.

Du kan modernisere skjæreteknologien din uten å bygge et nytt anlegg. Gjør dette først:

Konklusjon

Fremtiden for industriell skjæring tar allerede form. Avanserte industrielle skjæreblader holder lenger og blir stadig mer spesialiserte. Maskiner kan nå oppdage når et skjæreblad begynner å bli sløvt. Roboter skifter skjæreblad raskere, og presisjonsskjæringsteknologier gir produsentene nye muligheter for detaljerte former og små serier. Selv skjærebladene til vanlige papirskjæremaskiner endres for å kunne håndtere resirkulert papir og raske emballasjelinjer.

De produsentene som vil ha størst nytte av dette, vil betrakte skjæring som en strategisk prosess, ikke som en forbruksvare. De vil vite hva hvert enkelt snitt egentlig koster, teste ut nye materialer på et tidlig stadium og velge industrielle skjæreløsninger som er tilpasset hele produksjonslinjen deres.

Baucor utvikler og produserer presisjonsblad og maskinkniver til emballasje-, papir-, mat-, plast-, gummi- og medisinsk industri samt mange andre bransjer, og har kontorer i USA, Tyskland og Storbritannia.

Kontakt Baucor i dag og send oss tegningen, prøven eller kravene til bruksområdet. Vårt ingeniørteam vil hjelpe deg med å utvikle presisjonsskjæringsløsninger for fremtidens produksjon.