FFI Robust maskinbearbetning

Syfte och mål

Nya miljövänliga och säkra fordon kräver lätta och starkare material, som i sin tur innebär hårdare bearbetningsbetingelser och krav på robustare tillverkningssystem. Det mycket komplexa systemet av verktygsmaskin, fixtur, skärverktyg och den bearbetade detaljen är nästan omöjligt att modellera utan kompletterande mätningar av det verkliga systemet. Nya idéer och teknologier för att den förbättra statiska och dynamiska förmågan för maskinsystem baseras på modellidentifiering, Poincaré-diagram, DBB med integrerad belastning och laserinterferometri samt ett innovativt dämpningsgränssnitt. Nya idéer för kunskapsåteranvändning möjliggör bättre användning av insamlade data under en maskins livscykel. De nya koncepten och teknologierna ska vidareutvecklas och testas i industriella fallstudier. Förslag på industriella tester och analysprocedurer och åtgärder för att öka styvhet och robusthet i maskinsystem ska tas fram.

Resultat och förväntade effekter

Produktivitet: Tack vare adderad dämpning i gränsytor, blir dämpningen i maskinsystem betydligt högre än i de konventionella systemen och därmed kan tuffare skärdata användas för att producera kvalitetsprodukter mycket snabbare och med minimala skador på skärverktyg - billigare produktion med kortare ledtider. Tillförlitlighet: På grund av mer stabilt drift tillstånd kan upp till 100% förbättring vad gäller kassationer och 75-90% minskning av tid för maskinhaverier och verktygsbrott uppnås. Ledtiden för konstruktion och användning: Upp till 50-75% minskning av verktygsmaskiner ledtid pga samtidig konstruktion och utveckling, 25% minskning i tillverkningsledtid genom stabil drift och strategier för övervakning. Energi: Genom kontrollerat och stabilt drifttillstånd för högprecisionsbearbetning, kan erfordelig kvalitet uppnås i ett enda moment där omarbetningar kommer att minimeras och minskning av processteg såsom mellanliggande processer för att förbättra ytbehandlingar, som för grovbearbetning, slipoperationer, inspektioner, etc blir onödiga. Detta kan resultera i en energibesparing på 30-60%. Förbättrad arbetsmiljö: Upp till 90% minskning av processbuller och därmed kommer verkstäder att vara både miljö- och arbetstagarvänliga.

Upplägg och genomförande

Till att börja med kommer följande industriella fall skall studeras i projektet: 1) Kuggbearbetningsmaskin hos Scania i Södertälje 2) 5-axlig fleroperationsmaskin hos Saab i Linköping 3) Fleroperationsmaskin hos PTC i Trollhättan 4) Svarv hos LEAX Falun i Falun Beroende på resultatet kommer ytterligare fallstudier beslutas senare av projektets styrgrupp. Projektet är uppdelat i fyra arbetspaket: WP1 Projektsamordning och spridning av resultaten WP2 Test och övervakning av maskinsystems tillstånd WP3 Modellering av maskinsystem och återanvändning erfarenheter från tillverkning WP4 Konstruktion av maskinsystem gränsskikt för hög dämpning (HDI)