2000-luvun cowboy Ekoajattelua preerioilla 1/10 sandvik coromant bisnes- ja tekniikkalehti Severskin putkitehtaan lastuamisteknisen laboratorion johtaja Jevgeni Zyrjanov Voimaloista virtaa konepajoille Mitsubishi ja suihkumoottorit iso investointi tuplatuotanto Pienellä terällä iso ero Homma putkeen
Pääkirjoitus Tom erixon President Sandvik Coromant Muutos, erikoistuminen ja sinnikkyys Elämme nopeiden muutosten ja erikoistumisen aikaa, ja kehittyvän yrityksen on oltava avoin näille molemmille sekä oltava sinnikäs. Uusia haasteita tulee eteen jatkuvasti: on koneistettava uusia materiaaleja, löydettävä asiakaskohtaisia ratkaisuja, yllettävä parhaaseen suorituskykyyn. Meille edistys on näihin haasteisiin vastaamista, ja itse tahdon ponnistella tämän eteen uutena Sandvik Coromantin vetäjänä. Ilmailuteollisuuden toimintaympäristö on jo Edistys on näihin haasteisiin vastaamista. nykyisellään erittäin vaativa. Materiaalit ovat haastavia ja erikoistuminen jatkuvaa. Japanilainen Mitsubishi Heavy Industries oli juuri tällaisessa tilanteessa ryhtyessään valmistamaan suihkumoottorin polttokammioita lastuttavuudeltaan vaativasta Waspaloyseoksesta. Optimaalista prosessia ryhdyttiin hakemaan yhteistyössä Sandvik Coromantin kanssa. Ensimmäisistä testeistä kului kuutisen vuotta ennen kuin tuotantolinja saatiin käyttöön. Lue lisää sivulta 6. samir soudah Vastaavaa kehitystä näkee muuallakin: autoteollisuudessa, voimantuotannossa, öljyja kaasualalla, jopa lääketieteessä. Saksalainen Mayer Feintechnik tuntee omakohtaisesti kansainvälisen lääketeollisuuden tiukat laatuvaatimukset. Vaikka asiakkaiden taholta tulevat hintapaineet olivat melkoisia, Mayer Feintechnikin oli tehtävä mittavia koneinvestointeja, joihin pyydettiin apua Sandvik Coromantilta. Voit lukea enemmän tuloksekkaasta yhteistyöstä sivulta 31. Mikään teollisuudenala ei voi välttää muutoksen ja erikoistumisen haasteita, eikä mikään yritys selviä niistä omillaan. Me Sandvik Coromantissa otamme sinnikkään työn vakavasti. Teemme asiakkaiden kanssa tiivistä ja pitkäjänteistä yhteistyötä, jotta löydämme kaikkiin ratkaisuihimme optimaaliset menetelmät ja jotta asiakas saa ratkaisustamme varmasti kaiken irti. Mielenkiintoisia lukuhetkiä! tom erixon Sandvik Coromantin Pääjohtaja PS 1: Maailman ydinvoimalakapasiteetin ennustetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2030 mennessä. Lue sivulta 14 konepajoille avautuvista mahdollisuuksista. PS 2: Sandvik Coromant on mukana näytteillepanijana toukokuussa avautuvan Shanghain maailmannäyttelyn Ruotsin paviljongissa. Kannattaa käydä! Metalworking World on bisnes- ja tekniikkalehti, jota kustantaa AB Sandvik Coromant, SE-811 81 Sandviken, Ruotsi. Puh: +46 (26) 266000. Metalworking World ilmestyy kolme kertaa vuodessa seuraavilla kielillä: englanti (amerikan- ja brittienglanti), espanja, hollanti, italia, japani, kiina, korea, portugali, puola, ranska, ruotsi, saksa, suomi, tanska, thai, tšekki, unkari ja venäjä. Lehti on ilmainen kaikille Sandvik Coromantin asiakkaille. Julkaisija: Spoon Publishing, Tukholma, Ruotsi. ISSN 1652-5825. Päätoimittaja ja Ruotsin julkaisulain alainen vastuuhenkilö: Pernilla Eriksson. Yhteyspäällikkö: Christina Hoffmann. Toimituspäällikkö: Johan Andersson. Graafinen suunnittelija: Erik Westin. Tekninen toimittaja: Christer Richt. Toimitussihteeri: Valerie Mindel. Yhteyshenkilö: Beate Tjern ström. Kieliversioiden yhteys henkilö: Sergio Tenconi. Suomennokset: Traduct Oy. Kieliversioiden ulkoasu: Jessica Bladh. Prepress: Markus Dahlstedt. Kansikuva: Jeremy Nicholl Pidätämme oikeuden olla julkaisematta aineistoa, jota ei ole tilattu. Lehdessä julkaistun materiaalin jäljentämiseen tarvitaan lupa. Lupaa tulee tiedustella Metalworking World in toimituksesta. Toimituksellinen materiaali ja lehdessä ilmaistut mielipiteet eivät välttämättä vastaa Sandvik Coromantin tai julkaisijan näkemyksiä. Lehteä koskevat yhteydenotot ovat tervetulleita osoitteeseen: Metalworking World, Spoon Publishing AB, Kungstensgatan 21B, 113 57 Stockholm, Ruotsi. Puh: +46 (8) 4429620. Sähköposti: mww@spoon.se. Osoitteenmuutokset ja lisätilaukset: Beate Tjernström, Sandvik Coromant. Puh: +46 (26) 2667 35. Sähköposti: mww.coromant@sandvik.com Painettu Ruotsissa Sandvikens Tryckerissä Papyrus AB:n toimittamille papereille MultiArt Matt 115 g ja MultiArt Gloss 200 g. Paperinvalmistajalla on EMAS-rekisteröinti ja ISO 14001 -ympäristöjärjestelmä. Coromant Capto, CoroMill, CoroCut, CoroPlex, CoroTurn, CoroThread, CoroDrill, CoroBore, CoroGrip, AutoTAS, GC ja ilock ovat Sandvik Coromantin rekisteröimiä tavaramerkkejä. Tilaa oma Metalworking World lähetä osoitetietosi osoitteeseen mww.coromant@sandvik.com. Metalworking World on Sandvik Coromantin asiakas- ja tiedotuslehti, jonka sisältö on yleisluontoista. Lehden tietoja ei tule käsittää neuvoina tai käyttää päätöksenteon pohjana. Informaation hyödyntäminen on käyttäjän omalla vastuulla; Sandvik Coromant ei ole velvollinen korvaamaan Metalworking World -lehdestä saadun tiedon käytöstä aiheutuneita suoria, satunnaisia, välillisiä tai epäsuoria vahinkoja. 2 metalworking world
Mitsubishi Heavy Industries valmistaa suihkumoottoreiden polttokammioita. 38 Sisältö metalworking world #1 2010 Lentokoneen rungossa on valmistusteknisesti haastavia osia. Uutiset...4 Mitsubishi tekee osia suihkumoottoreihin...6 Tulevaisuuden asumista vetten päällä...11 Ydinvoima palaa entistä vahvempana... 14 Pikkuterä iso hyöty...20 6 Nykyajan cowboyt etanolibisneksessä... 26 Tuotanto tuplaksi tässä ja nyt...31 Näköaloja... 36 Lentokoneenrakentajan koneistusratkaisut... 38 11 32 26 Tekniikka Hyvä mutta vaativa Komposiittien koneistaminen poikkeaa varsin paljon muiden materiaalien työstöstä. Niitäkin varten on nyt uusia työkaluja ja optimoituja menetelmiä. 12 Tuuliset ratkaisut Uudet jyrsinsegmentit ja vierintäjyrsimet, modernit kovametalliset kääntöterät ja optimaaliset menetelmät takaavat konepajan menestyksen tuulivoimamarkkinoilla. 18 Vauhdilla mutta tarkasti Kierteiden kuorinta on tärkeä menetelmä luuruuvien koneistuksessa. Nyt kierre voidaan koneistaa kerralla valmiiksi. 30 35 Vaikeasta voittajaksi Titaani on lentokoneiden keskeisimpiä rakennemateriaaleja. Sen tehokas lastuaminen ei kuitenkaan käy noin vain tehokkuus saavutetaan prosessin varmuuden kautta. CoroMill 690 titaanin jyrsinnän ykköstyökalu. metalworking world 3
Uutiset Sandvik Coromantin uusi pääjohtaja Tom Erixon: Ilmailu näyttää suuntaa Sandvik Coromantin pääjohtaja Tom Erixon ei usko, että maailmanlaajuinen talouskriisi on ohi: Muutosvalmiutta tarvitaan yhä. Tom Erixon otti Sandvik Coromantin ohjakset käsiinsä viime syyskuussa, taantuman ollessa synkimmillään. Realistina Erixon uskoo, että konepajateollisuudella on vielä edessään vaikea vuosi. Kriisi kehittyi ennennäkemättömän nopeasti. Emme ole silti vieläkään nähneet syvään lamaan yleensä liittyviä rakennemuutoksia. Luulen, että osapuilleen vuoden sisään julkisuuteen tulee enemmän konkursseja sekä yritysjärjestelyjä. Hänen mukaansa Sandvik Coromantin tilanne on realistisesti nähtynä edelleen haastava. Kaikilla organisaatioilla on aina parantamisen varaa. On syytä pitää mielessä, että kehittyvän yrityksen on oltava avoin muutoksille. Erixon syntyi Etelä-Ruotsin Helsingborgissa mutta on asunut ja tehnyt uransa lähinnä Ruotsin ulkopuolella, esimerkiksi Espanjassa, Yhdysvalloissa ja Tanskassa. Kun tulin Sandvikin palvelukseen vuonna 2001, muutimme Sandvikeniin. Viihdymme täällä hyvin. Olemme koko perhe ulkoilmaihmisiä, ja retkeilyyn täällä on hyvät mahdollisuudet. Tukholmaan on silti kohtuullinen matka, ja Arlandan lentoasema on kätevä portti maailmalle. Erixon uskoo, että nykykriisin jälkeistä maailmaa leimaavat nopeat muutokset ja erikoistuminen. Sellaisessa ympäristössä pärjätäkseen yrityksen on sopeuduttava uusiin vaatimuksiin, joista näkyy merkkejä jo nyt. Nimenomaan konepajateollisuuden kannalta keskeisinä Erixon pitää kahta tekijää: Ensinnäkin on oltava vahvasti läsnä Aasiassa. Siellä niin tuotanto kuin myynti kasvavat voimakkaimmin. Toiseksi useimpien valmistajien on varauduttava käyttämään harvinaisempia ja vaikeammin lastuttavia materiaaleja. Tämä on jo nyt todellisuutta ilmailuteollisuudessa, jossa erilaisten komposiittien merkitys kasvaa jatkuvasti. Vastaavaa on odotettavissa muillakin aloilla. Konepajojen peruskuorma tulee tietenkin vielä pitkään perinteisistä materiaaleista. Mutta kun muutos tulee ja se tulee varmasti on oltava valmiina. tom erixon ikä: 49 vuotta Kotipaikka: Sandviken, Ruotsi Perhe: vaimo ja kolme lasta Taustaa: Oikeustieteen kandidaatin tutkinto Lundin yliopistossa ja MBA-tutkinto barcelonalaisessa IESE Business Schoolissa. Työskennellyt johtotehtävissä Boston Consulting Groupissa ennen kuin siirtyi Sandvikiin vuonna 2001. Harrastukset: Murtomaahiihto, golf ja ooppera, intohimoinen viiniharrastaja. Erixon toivoo, että hän johdollaan Sandvik Coromant pystyy keskittymään yhä erikoistuneempaan tuotantoon. Valmistajat tulevat keskittymään entistä voimakkaammin ydinosaamiseensa. Tämä vaatii Sandvik Coromantilta vielä nykyistäkin asiakaslähtöisempää työskentelyä. samir soudah 4 metalworking world
Tehoa komposiittitutkimukseen T & K. Komposiittien eli yhdistelmämateriaalien käytön ennustetaan kasvavan tuntuvasti lähivuosina. Sandvik Tooling reagoi trendiin perustamalla Isoon-Britanniaan komposiittiteknologian tutkimuskeskuksen. Myös Sandvik Coromantin henkilöstöä on mukana kehittämässä komposiittitietämystä ja niille soveltuvia työkaluja. Komposiitit asettavat melkoisia haasteita terien kestoiälle, koneistuksen tuottavuudelle ja laadunvarmistukselle. Haemme ratkaisuja näihin haasteisiin hankkimalla uutta tietämystä komposiiteista ja kehittämällä uusia työkaluja, sanoo projektipäällikkö Francis Richt. Keskus kerää ja välittää komposiittien lastuttavuuteen ja valmistusprosesseihin liittyvää tietoa. Painopisteenä on uusien komposiittien vaatimien terä aineiden, pinnoitteiden ja terägeometrioiden kehittäminen. Tuemme myös teollisuutta tekemällä lastuttavuuskokeita Francis Richt asetettujen laatu- ja tuottavuustavoitteiden mukaisesti, Francis sanoo. Voit lukea lisää komposiittien koneistuksesta sivulta 12. Koneistus 2.0 Uusi teknologia. Sitä mukaa kun simulaatiotekniikka kehittyy, virtuaaliset työstökoneet käyvät yhä tärkeämmiksi valmistusprosessien testauksessa. Yksi alan pioneereista, saksalainen kone valmistaja DMG, on toimittanut valmistamansa virtuaalikoneen Sandvik Coromantin Sandvikenin tuottavuuskeskukseen. DMG:n laite yhdistää koneen geometriat, kinematiikan ja dynamiikan sekä CNC- ja PLC-toiminnot yhtenäiseksi simuloiduksi prosessiketjuksi. Virtuaalikoneen avulla voidaan turvallisesti suunnitella ja testata kaikenlaisia toimintoja ja prosesseja. Törmäystenesto ja kaikkien ruudulla näkyvien toimintojen tallentuminen lokitiedostoon takaavat turvallisen ympäristön niin töiden suunnitteluun ja Mats Allard toteuttamiseen kuin koulutukseenkin. Ei ole väliä, onko NC-ohjelma tehty CAM-ohjelmistolla vai suoraan työstökoneen ohjauksella. Ruudulta näkee joka tapauksessa etukäteen, miten prosessi etenee käytännössä pajalla, sanoo koneistussimulaatioista vastaava Mats Allard Sandvik Coromantilta. Hänen mukaansa valmistusprosessien simulointi ei ole mikään uusi asia. Olemme käyttäneet simulointiohjelmistoja jo pitkään, ja yhtiön kotisivuilla on ladattavissa 8 300 solidimallia työkaluistamme. Meidän on kuitenkin varmistettava, että pystymme tarjoamaan asiakkaille solidimalleja ja muuta tuotetietoa myös uusiin ympäristöihin, esimerkiksi virtuaalikoneisiin. TIESITKÖ, ETTÄ Sandvik Coromantin ensimmäinen pinnoitettu kovametalliterä tuli markkinoille 40 vuotta sitten? Messuja 2010 Die&Mould China, 11. 15.5., Shanghai, Kiina MMTS, 17. 19.5., Montreal, Kanada Farnborough Airshow 2010, 19. 25.7., Farnborough, Iso-Britannia IMTS 2010, 13. 18.9., Chicago, USA AMB, 28.9. 2.10., Stuttgart, Saksa TATEF, 12. 17.10., Istanbul, Turkki JIMTOF2010, 28.10. 2.11., Tokio, Japani Sandvik Coromantin osasto IMTS-messuilla v. 2008. metalworking world 5
teksti: Carol Akiyama Kuvat: ken straiton hehkuvaa yhteistyötä NAGOYA, JAPANi. Suihkumoottorin polttokammio on valmistusteknisesti erittäin vaativa tuote. Japanilainen Mitsubishi Heavy Industries on kuitenkin onnistunut tehostamaan omaa tuotantoprosessiaan jo useaan kertaan. Reseptinä on tiivis yhteistyö työkalutoimittajan kanssa. Teollisen Japanin sydänmailla, noin tunnin ajomatkan päässä Nagoyasta sijaitsee Mitsubishi Heavy Industriesin yksikkö nimeltä Nagoya Guidance and Propulsion Systems Works (NGPSW). Tehdas edustaa japanilaisen teollisuuden vankkoja perusarvoja. Ruokatunnilla yhteishenkeä nostatetaan viestijuoksukisoilla ja kukin osasto tietysti kannustaa raivokkaasti omiaan. Samaa tarkoitusta palvelee valtava ruokasali, jonne kaikki kokoontuvat aterioimaan, johtajat vieri vieressä tavallisten asentajien kanssa, ja jokainen kantaa itse astiansa tiskattaviksi. Tuotanto-osaston vanhemmalla insinöörillä Yukio Kamimuralla on samanlaiset siniset haalarit kuin kaikilla muillakin, mutta oikeassa käsivarressa on ansioitunutta työntekijää osoittava nauha. Marraskuussa 2009 hän kävi Tokion keisarillisessa palatsissa ottamassa vastaan itse Hänen Majesteetiltaan keltaisen nauhan kunniamitalin, joka on maan korkein kunnianosoitus ammatillisessa toiminnassa kansakunnan hyväksi suoritetuista palveluksista. Kamimuran kohdalla kysymys ei ollut yksittäisestä saavutuksesta vaan 45-vuotisesta panoksesta Japanin ilmailuteollisuuden kehittämiseksi. Kun aloitin superseosten koneistuksen 30 vuotta sitten, sitä ei osannut oikein kukaan. Kaikki piti selvittää itse, Keraamiterillä saatiin jyrsintään merkittävä teholisä. Kamimura kertoo. Yksi etappi hänen urallaan oli osallistaminen C1-mallisten lentokonemoottoreiden mäntien kehittämiseen. Pitkän ja epäsymmetrisen kappaleen samankeskisyysvaatimus oli 0,05 mm. Tällaisen vaativan koneistustyön pohjalta kehittyi lopulta tehokas turbiinikiekkojen ja polttokammioiden valmistusprosessi. Kamimuran palkinnon arvoa korostaa se, että tunnustus myönnettiin NGPSW:n insinöörille toisena Tuotanto-osaston vanhempi insinööri Yukio Kamimura. vuonna peräkkäin. Uskoakseni tämä on selvä merkki siitä, että maamme hallitus kiinnittää erityistä huomiota ilmailuteollisuuteen ja että yrityksellämme on ollut keskeinen rooli toimialan kehityksessä. Ilmailuteollisuudella on Japanissa kuitenkin suhteellisen lyhyt historia, sanoo varajohtaja Fumiaki Tominaga. NGPSW kehittää, valmistaa ja korjaa erilaisia kaasuturbiinien osia yhteistyössä alan suuryritysten, esimerkiksi Pratt & Whitneyn, Rolls-Roycen ja General Electricin kanssa. Tehdas on keskittynyt erityisesti kuumuutta kestävien moottoriosien tuotantoon. Kaikki isojen, kaupallisille markkinoille tarkoitettujen Pratt & Whitney -moottorien polttokammiot tehdään täällä. Vuonna 2004 NGPSW solmi tärkeän riskienjakosopimuksen Rolls-Roycen kanssa tarkoituksena suunnitella Boeing 787:een tulevien Trent 1000 -sarjan moottoreiden polttokammiot. Suihkumoottorin polttokammion on kestettävä äärimmäistä kuumuutta, minkä vuoksi se on hyvin herkkä osa, toteaa tuotantoosaston päällikkö Hiroyuki Yoshida. Valmistus vaatii 6 metalworking world
Tuotanto-osaston päällikkö Hiroyuki Yoshida kurkistaa suihkumoottorin polttokammion läpi. metalworking world 7
voidaan parantaa korkeissa lämpötiloissa, Tominaga arvioi. Tämä oli siis meille keskeinen haaste, jotta pysymme kehityksen kärjessä. Ei töissäkään tarvitse naama rypyssä olla: tuotanto-osaston päällikkö Hiroyuki Yoshida (vas.) ja varajohtaja Fumiaki Tominaga. korkeatasoista teknistä asiantuntemusta. Pääsimme mukaan tähän projektiin, koska meillä on selvät näytöt yli 20 vuoden ajalta turbiinisiipien ja -kiekkojen tuotannosta. Polttokammioiden materiaaliksi valittiin Waspaloy-seos, koska se on omimmillaan juuri korkeissa lämpötiloissa. Toisaalta sen koneistaminenkin on hyvin vaativaa. Ilmailuteollisuuden käyttämät materiaalit tulevat olemaan lastuttavuudeltaan yhä vaativampia, jotta mekaanisia ominaisuuksia Yoshida sai tehtäväkseen keksiä ratkaisun ongelmaan. Polttokammiossa on useita osia, jotka tekevät jyrsinnän sekä hankalaksi että aikaa vieväksi, hän sanoo. Lisäksi ongelmana oli terien nopea kuluminen. Kokeilimme ennestään käytössä olleita keraamiteriä, mutta ne kuluivat liikaa. Tuotantotavoite pakotti etsimään paremman ratkaisun. NGPSW otti yhteyttä useisiin työkaluvalmistajiin, joista Sandvik Coromant lopulta löysi ratkaisun. Muutkin kyllä halusivat myydä tuotteitaan, mutta Sandvik Coromant ryhtyi tiiviiseen yhteistyöhön optimaalisten lastuamisarvojen löytämiseksi ja jotta tavoite saavutettiin: rouhintakierto saa kestää korkeintaan 40 tuntia, sanoo tuotanto-osastolla työskentelevä insinööri Yasuhiro Sueyoshi, joka oli mukana projektissa. Yoshie Narita edustaa Sandvik Coromantin jälleenmyyjää Sanwa Seikia, joka valvoi ratkaisun toteutusta alusta lähtien. Narita kävi lähes päivittäin valvomassa prosessia Kun aloitin superseosten koneistuksen 30 vuotta sitten, sitä ei osannut oikein kukaan. vanhempi insinööri Yukio Kamimura Teräpäiden kiinnitystä Mitsubishi Heavy Industriesin Nagoyan tehtaalla nro 5. Tekniikkapala tämä on iso läpimurto Nagoya Guidance and Propulsion Systems Works (NGPSW) valmistaa suihkumoottoreiden polttokammioita Waspaloy-seoksesta monivaiheisessa prosessissa, jossa poistetaan runsaasti materiaalia eri sorvausjyrsintävaiheissa. Olimme kokeilleet NGPSW:n kanssa noin seitsemän vuotta keraamiteriä, mutta vasta pyöreät CC6060-laadun terät olivat selvä läpimurto, sanoo Japanin Sandvik Coromantin ilmailuteollisuusvastaava Japanin Sandvik Coromantin ilmailuteollisuusvastaava Toshikazu Kawamukai. Toshikazu Kawamukai. Waspaloyn jyrsinnän vaatima suuri lastuamisnopeus kuluttaa kaikki muut superseoksille tarkoitetut keraamit loppuun korkeintaan minuutissa, mikä ei täytä MHI:n tuottavuusvaatimuksia. Uudet SiAlON-keraamiset CC6060-terät kestivät kolme minuuttia. Laadulla on loistava lovikulumisen kesto, joten sillä päästään isompiin lastuamissyvyyksiin. CC6060:n antama mahdollisuus suurempiin syöttöihin ja pidempään yhtäjaksoiseen lastuamiseen sopii ihanteellisesti Waspaloyn ja vastaavien kovien materiaalien koneistukseen, Kawamukai kehuu. NGPSW haluaa jatkaa yhteistyötä Sandvik Coromantin kanssa, jotta CoroTurn HP -työkalujen käyttöä voidaan kehittää Trent XWB -sarjan koneistuksessa, Kawamukai sanoo: CoroTurn HP:n korkeapaineisen nestejärjestelmän ansiosta terän kestoikää voidaan edelleen pidentää ja lastunmurtoa tehostaa, ja koneistuksen varmuus ja jatkuvuus paranevat. Kehitämme parhaillaan sopivinta käyttömallia tälle työkalulle. 1. Coro Mill 210:n lastuamisarvot, kotelokappaleiden koneistus: V c = 20 25 m/min, a p = 0,7 mm, f z = 0,5 mm/terä. 2. CoroTurn SL70, keraamiterät, rouhintasorvaus: Ratkaisu on kehitetty lähinnä suihkumoottoriosien, esim. kiekkojen ja koteloiden, varmaan ja tuottavaan koneistukseen. 3. Jyrsinten keraamiterät, nykyiset lastuamisarvot: V c = 800 m/min, a p = 1,5 mm, f z = 0,08 mm/terä. Jyrsintäratkaisu kehitettiin kotelokappaleiden koneistukseen. 8 metalworking world
Waspaloysta valmistettua polttokammiota koneistetaan. Pääinsinööri Yasuhiro Motoyama (oik.) ja apulais pääinsinööri Kazuyuki Kumazawa esittelevät polttokammiota. NGPSW:n tehtaalla ja Sandvik Coromantin tuottavuuskeskuksessa. Hyviin tuloksiin ei päästy heti, Yoshida sanoo. Hänen mukaansa ensimmäisistä testeistä vuonna 2001 kesti lähes kuusi vuotta ennen kuin tuotantolinja saatiin käyttöön vuonna 2007. Sandvik Coromantin puolelta kyllä vastattiin aina nopeasti kysymyksiimme, ja saimme tarvitsemamme tuen. Projekti oli pitkä, mutta kun tavoitteeseen päästiin, tuntui että olimme kaikki voittajajoukkueessa, Narita lisää. Hyvät tulokset Trent 1000:n polttokammion koneistuksessa olivat käännekohta NGPSW:n ja Sandvik Coromantin suhteessa mutta eivät suinkaan sen alku. Yhteistyötä oli takana tuolloin jo 20 vuotta. Kun löydämme ratkaisun asiakkaan tekniseen ongelmaan, yritysten yhteistyölle saadaan vahva pohja, sanoo Japanin Sandvik Coromantin Nagoyan alueen johtaja Noriyuki Matsumoto. Saimme tilaisuuden käydä NGPSW:n edustajien kanssa Ruotsissa tutustumassa keraamiteriä koskevaan tutkimukseemme sekä koko tuotevalikoimaamme. NGPSW on nyt mukana Trent XWB:n kehitystyössä. Se on Rolls-Roycen uusi moottorisarja, jossa Sandvik Coromantin ratkaisut ovat taas vahvasti mukana. Sueyoshi kertoo: Sorvausprosessimme oli liian värinäaltis. Kysyin asiasta Sandvik Coromantilta, ja he osoittivat värinöiden syyksi heikon teränpitimen. Haemme nyt ratkaisua Kiirettä pitää. Nagoyan tehtaalla on perinteenä ruokatunnilla järjestettävä henkilöstön viestijuoksukilpailu. ongelmaan testaamalla CoroTurn SL 70 -pidintä ja Coromant Capto -kiinnitystä. Olemme käyttäneet Trent 1000 -moottorin rouhintajyrsintään lähinnä suurille syötöille soveltuvaa CoroMill 210 -jyrsintä, koska se sallii nopean tasojyrsinnän ja myös reikien koneistuksen. Mutta suorituskyvyn raja alkaa jo tulla vastaan. Uuteen Trent XWB:hen tarvitsemme lisätehoa. Sandvik Coromantin työkalut tunnetaan tukeviksi, mutta meillä olosuhteet ovat vaikeat, joten tarvitsemme lisää tukevuutta. Koneistusongelmien ratkaisussa en pärjää omin neuvoin, Sueyoshi sanoo. Voin kyllä keksiä uusia menetelmiä, mutta niiden toimivuudesta ei ole takeita. Sandvik Coromantilta saa realistisia ohjeita, ja voimme miettiä ratkaisuja yhdessä. Tämä tuki ja apu, jolla työkaluista saa irti parhaan suorituskyvyn, erottaa Sandvik Coromantin kilpailijoista. Trent 1000:n polttokammion koneistuksesta saatujen kokemusten perusteella Yoshida oli vahvasti sitä mieltä, että superseosten Tuotanto-osaston insinööri Yasuhiro Sueyoshi on mukana polttokammioprojektissa. ß metalworking world 9
mitsubishi heavy industries Nagoya Guidance and Propulsion Systems Works (NGPSW) kuuluu Mitsubishi Heavy Industriesiin, joka on Japanin suurimpia teollisuusyrityksiä. Vuonna 2009 konsernin liikevaihto oli 25,6 mrd. euroa. NGPSW on toiminut ilmailuteollisuudessa vuodesta 1920. Tehdas tekee vuosittain vajaan 40 hehtaarin tontillaan lähes 2 000 työntekijän voimin 1,7 mrd. euron liikevaihdon. LE-7A-rakettimoottorin valmista suihkuputkea valmistellaan toimitusta varten. Tuki ja apu, jolla työkaluista saa irti parhaan suorituskyvyn, erottaa Sandvik Coromantin kilpailijoista. insinööri Yasuhiro Sueyoshi Sanwa Seikin edustaja Yoshie Narita koneistusta on tutkittava laajamittaisemmin. Vuoden 2007 lopulla hän perusti Global Manufacturing Technology Teamin (GMATT). Virtuaalisessa tutkimusryhmässä ovat mukana NGPSW sekä japanilaisia korkeakouluja ja työstökone- ja työkaluvalmistajia ja tärkeänä kumppanina myös Sandvik Coromant. GMATT on testannut vuodesta 2008 lähtien jyrsintää keraamiterillä ja korkeapaineisella lastuamisnesteellä. Tarkoituksena on parantaa uuden Trent XWB -suihkumoottorisarjan koneistustuloksia. GMATT:n tavoitteena on vahvistaa japanilaisen suihkumoottoriteollisuuden kilpailukykyä edistyneillä ratkaisuilla, Yoshida sanoo. Sovellamme yhdessä Sandvik Coromantin kanssa Trent XWB -moottoreita varten kehitettyjä uusia tekniikoita. GMATT:n lisäksi NGPSW on toteuttanut menetelmänkehitysprojektin yhdessä Rolls-Roycen kanssa brittiläisessä AMRC-tutkimuskeskuksessa. Mukana on myös Sandvik Coromant. Tällaisia hankkeita tarvitaan, Tominaga sanoo, sillä optimiratkaisut löytyvät, kun kaikki palapelin osat sovitetaan huolellisesti yhteen ja nähdään kokonaisuus. KESKEISET HAASTEET Tarve: NGPSW halusi lyhentää Waspaloyseoksesta valmistettavien Trent 1000 -suihkumoottorin polttokammioiden jyrsintäaikaa. Ratkaisu: Rouhinta: CoroMill 210 -jyrsimellä ja CC 6060 -keraamiterillä päästään suureen lastuvirtaan lyhyessä koneistusajassa. Puolikarkea koneistus: CoroMill 300 -jyrsimen pyöreät terät antavat pienet lastuamisvoimat, vähentävät lovikulumista ja sallivat suuren syötön. Viimeistely: CoroMill 390 takaa jyrsinnän varmuuden ja värinättömyyden, tasaisen terien kestoiän sekä vaaditun pinnankarheuden. Tulos: Rouhintakierron kesto putosi 60 70 tunnista 40:een, jolloin kuukausittain säästyy yli 300 tuntia koneaikaa. 10 metalworking world
ohimennen teksti: johan andersson kuvat: Waterstudio.NL Uuden aallon edustaja Koen Olthuis, 39, on kelluviin rakennuksiin erikoistuneen alankomaalaisen arkkitehtitoimisto Waterstudio.NL:n perustaja. Hän oli v. 2007 Time-lehden vaikutusvaltaisimpien ihmisten listalla sijalla 122. Tulkoon tulva! Hollantilainen arkkitehti Koen Olthuis haluaa valloittaa vesistöjä asumiseen Kuvittele moderni Venetsia: taivasta hipovia pilvenpiirtäjiä, kauppakeskuksia, katuja ja kujia veden päälle rakennettuna. Tai miten New York tai Hong Kong saisi helpotusta ylikansoitukseen laajenemalla meren päälle. Näin visioi hollantilainen arkkitehti Koen Olthuis. Vesialueet tarjoavat laajentumismahdollisuuksia kaupungeille ympäri maailmaa, hän vakuuttaa. Olthuisin visio on jo toteutunut 100 talon kohdalla, jotka hän on rakentanut veden päälle tai vesirajaan. Hänen tähänastisissa rakennuksissaan Hollannissa ja muualla yhdistyvät asuntolaivat ja talot modernilla tavalla. Jotkut taloista hän on jopa suunnitellut kelluviksi, jos vaikka vesi sattuisi nousemaan. Hänen talojaan on rakennettu myös jokien varsille, kuten kuvassa, ja muille alueille, joilla on tulvavaara. Tällä hetkellä suunnitteilla on tuhatkunta taloa, esimerkiksi Alankomaiden Westlandiin, jonne on tulossa maailman ensimmäinen kelluva moniasuntoinen rakennus. Alankomaalaisena Olthuis on hyvin tietoinen meren aiheuttamasta uhasta. Noin kolmannes Alankomaasta on merenpinnan alapuolella, ja merta vastaan on kamppailtu jo tuhat vuotta. Olthuisilla on asiaan uusi näkökulma. Ilmastonmuutoksen mahdollisesti aiheuttama merenpinnan nousu sekä kiihtyvä kaupungistuminen pakottavat meidät suhtautumaan veteen uudella tavalla, hän toteaa. Olthuisin mukaan hänen rakennuksilleen on käyttöä etenkin myrskyjen ja tulvien vaivaamilla alueilla. Kelluvat rakennukset eivät ole vain luksusta veden läheisyyttä arvostaville. Ne ovat yksi ratkaisu ilmastonmuutoksen vaikutuksiin, hän painottaa. metalworking world 11
tekniikka teksti: christer richt Haaste: Tarjota työkalut ja menetelmät nopeasti yleistyvään komposiittien koneistukseen. Ratkaisu: Uusi lähestymistapa, johon kuuluvat tarkoitukseensa optimoidut työkalut ja uusimmat koneistusstrategiat. Komposiiteilla menee lujaa Komposiitit poikkeavat koneistettavina materiaaleina oleellisesti metalleista ja eri komposiitit myös hyvin paljon toisistaan. Lisäksi komposiittien tyyppikirjo on metalleja laajempi. Kaikki tämä saattaa herättää epätoivoa komposiittiosia valmistavilla tai sitä suunnittelevilla konepajoilla. Komposiitit vaativat menetelmien, työkalujen, asetusten ja joskus jopa koneiden ja kiinnitysten uudelleenarviointia. Lisäksi sama arvio on tehtävä erikseen jokaiselle uudelle komposiittimateriaalille. Komposiittien lastuaminen poikkeaa oleellisesti useimpien metallien koneistuksesta, jossa teräsärmä irrottaa lastun leikkaavasti. Komposiiteissa lastu murtuu irti, ja samalla terä leikkaa epoksihartsia ja murtaa tai leikkaa lujitekuituja. Komposiittien koneistuksessa yleisperiaatteena on käyttää erityisen terävää särmää, jossa on riittävän suuri päästö, jolloin lastuaminen on siistiä ja terä hankautuu mahdollisimman vähän työkappaletta vasten. Terän kuluminen on pidettävä ehdottomasti minimissä, koska pienikin muutos terägeometriassa voi nopeasti johtaa ylikuumenemiseen ja terärikkoon. Jos ongelmaan ei puututa, aina oleellinen laatutaso kärsii helposti. Vaikka erilaiset komposiitit vaativatkin erilaisia terägeometrioita, yleisvaatimuksena CoroMill 590 -tasojyrsin ja PCD-terät on hyvä ratkaisu mittatarkkuuden ja pinnankarheuden osalta tarkasti toleroitujen komposiittien jyrsintään. Näin saadaan isot lastuamisarvot ja minimoidaan kuitujen säröily kuivajyrsinnässä ihanteellinen ratkaisu, kun järjestetään tehokas pölynpoisto (ks. kuva) ja työvaihe on viimeisenä ennen kokoonpanoa. kuitenkin on kevyesti lastuava terämalli, jolla saadaan mahdollisimman pienet työntövoimat. Hyvä suorituskyky, toimintavarmuus ja hyvät tulokset edellyttävät tapauskohtaista prosessin optimointia menetelmän ja materiaalin mukaan. Koneistuksen taloudellisuus nousee ratkaisevaksi tekijäksi silloin, kun keskeisimpiä valintaperusteita on lastuvirta. Reiän ja sen reunojen laadulla sekä kohtuullisilla kustannuksilla reikää ja metriä kohti on komposiittien koneistuksessa tavallista suurempi merkitys tuottavuudelle. Terän kestoikää voidaan pidentää ja koneen seisokkeja vähentää, jos kappale pystytään koneistamaan useamman työvaiheen sijasta kerralla valmiiksi. Komposiittien jatkuvasti kehittyessä on erittäin tärkeää, että kunkin materiaalityypin koneistukseen käytetään siihen optimoituja työkaluja. Samoin on olennaista etsiä kyseiseen työhön parhaiten sopivat parametrit ja asetus. Poraus, joka on komposiittien koneistuksessa hallitseva menetelmä, asettaa erityisiä haasteita, koska reiän sisäänmeno- tai ulostulokohtaan tulee helposti säröilyä ja koska komposiitin kerrokset voivat jopa irrota toisistaan (delaminaatio). Tarvittavan pinnanlaadun saavuttamiseksi on otettava huomioon lastuamisen vaihtelu kuitukerrosten ja matriisin välillä. Komposiittien paraneva iskusitkeys ja lämmönkesto pakottavat kehittämään myös koneistusmenetelmiä. Pisin kestoikä saadaan erikoismallisilla PCD-kärjillä tai -pinnoitteilla (monikiteinen timantti), sillä timantti kestää hyvin 12 metalworking world
Runsaskuituisten komposiittien sivujyrsintä tai työstö kaarevalla radalla käyttäen CoroMill 390 -varsijyrsintä ja PCD-kärkisiä tai -pinnoitettuja tarkkoja teriä on erityisen tehokas ratkaisu. Komposiittikappaleiden särmien koneistuksessa ja trimmauksessa paras laatu saadaan kovametalli- tai timanttiterillä tai täyskovametallijyrsimillä. erityyppisten hiilikuitujen ja kerroslevyjen aiheuttamaa kulumista, mukaan lukien titaanikomposiitit. Komposiitteihin koneistetuille tasopinnoille sekä myös särmille ja trimmauksille asetetaan tiukkoja vaatimuksia, mikä vaatii innovatiivisia kääntöteräratkaisuja ja timanttipinnoitteisia täyskovametallityökaluja. Erikoismalliset PCD-jyrsimet ovat hyvä ratkaisu useimpiin jyrsintätöihin. Sintratut ja juotetut PCD-porat eri mallisine lastu-urineen sopivat laajalti erilaisten reikien koneistukseen. Uusilla ratkaisuilla saadaan parempi pinnankarheus optimoimalla sekä terägeometria että koneistusmenetelmä. Ratkaisuun saattaa liittyä myös pölyn poisto sekä säröily- ja rispaantumistaipumusten torjuminen. Komposiittiratkaisut ovat tapauskohtaisia. Yksi mahdollisuus on materiaalin ja menetelmän mukaan valittu CoroDrillgeometria. Erilaisiin materiaaliominaisuuksiin on kehitetty kolme eri geometriaa. CoroDrill 855 on yleispora, jolla saadaan optimaalinen prosessi ja paras reiän laatu. CoroDrill 856 on tarkoitettu minimoimaan reiän sisäänmenon ja ulostulon delaminoitumistaipumus eritoten runsashartsisissa komposiiteissa. Runsaskuituisten komposiittien poraus taas vaatii säröilyä vähentävää geometriaa kuten uusi CoroDrill 854, joka muistuttaa alumiinin poraukseen käytettyjä geometrioita. cd 854 cd 855 cd 856 Komposiitit materiaaleina Komposiitti eli yhdistelmämateriaali syntyy, kun kaksi erilaista materiaalia yhdistetään halutun uuden ominaisuuden saamiseksi. Sideaineeseen eli matriisiin liitetyt kuidut, whiskerit, hiukkaset tai kudokset lisäävät komposiitin jäykkyyttä ja lujuutta. Rakennekomposiitit ovat laminaatteja tai sandwichrakenteita. Laminoitu komposiitti koostuu yhteen liitetystä levypinkasta, jonka lujuus suuntautuu kerroksen mukaan eri suuntiin. Yleisimpiä matriiseja ovat orgaaniset aineet, metallit ja keraamit, ja lujitteina käytetään jatkuvia tai epäjatkuvia hiilimateriaaleja tai epäorgaanisia aineita. Hiili-, aramidi- ja hiili-aramidikuiduilla vahvistetut muovikomposiitit ovat yleisiä lentokoneiden runkorakenteissa. Kuidut sidotaan esimerkiksi epoksihartsiseen matriisiin. Komposiittien käyttö kasvaa nopeasti ja samalla kiihtyy myös materiaalien kehitys. Tiivistelmä Sandvik Coromant kehittää lastuavia työkaluja, joilla voidaan parantaa komposiittien koneistuksen suorituskykyä sekä optimoida siihen soveltuvia menetelmiä. Komposiittien koneistusta voidaan tehostaa esimerkiksi uusilla porilla ja jyrsimillä. Eri sovelluksiin on suunniteltu timanttipinnoitettuja kovametalliporia ja sintrattuja PCD-poria. Useita uusia porageometrioita on kehitetty hiilikuituvahvisteisten muovien (CFRP) korkealaatuista porausta varten. Komposiittikappaleiden jyrsintään, sivujyrsintään ja trimmaukseen saadaan uutta puhtia varsi- ja tasojyrsimillä, joissa on erikoismalliset PCD-terät. Valikoimissa on myös täyskovametallisia malleja. Vakiosekä erikoistyökalut tarjoavat tehokkaita ratkaisuja komposiittien poraukseen ja jyrsintään nyt ja tulevaisuudessa. metalworking world 13
getty images Teksti: Paul Redstone Paluu tulevaisuuteen energia. Pitkään väheksytty ja paheksuttu ydinvoima tekee paluuta. Nopeasti kasvavan alan urakoista kiinnostuneiden laitevalmistajien on syytä varautua äärimmäisiin vaatimuksiin ja valmistusteknisesti haastaviin materiaaleihin. 14 metalworking world
getty images CO2-päästöjen vähentämispaineet ja kasvava energian kysyntä antavat ydinvoimalle uutta nostetta. Ydinvoima oli vielä äskettäin energiantuotannon musta lammas, jonka uskottiin vetelevän viimeisiään. Mutta kun maailman energian kulutus kasvaa arviolta 44 prosenttia vuoteen 2030 mennessä ja samalla olisi vähennettävä hiilidioksidipäästöjä, halkeavan atomin lamppuun tuottama valkea houkutteleekin taas. On alettu puhua ydinvoiman renessanssista. Keskeisten komponenttitoimittajien tilauskirjat ovat tupaten täynnä. Jos optimistisimmat ennusteet pitävät paikkansa, ydinvoiman uusi tuleminen on iso asia myös konepajateollisuudelle. Kiinan hankkeet ovat kunnianhimoisimmat: piirustuspöydällä on 35 uutta reaktoria ja esitysvaiheessa lisäksi 90 reaktoria vuoteen 2030 mennessä. Intia suunnittelee 23:a reaktoria ja harkitsee lisäksi 15:ttä. Euroopassakin suunnitellaan suuria. 34 prosenttia maanosamme voimantuotannosta on ydinsähköä yli kaksi kertaa enemmän kuin maailmalla keskimäärin. Euroopassa ydinvoimabuumin kärjessä on Iso-Britannia, jonka hallitus näytti juuri vihreää valoa 10 uudelle reaktorille. Vanhoja brittivoimaloita on saman verran, joten kasvu on huimaa. Suunnitteluvaiheessa on neljä laitosta. Paikallisten ydinvoimayhtiöiden toimialajärjestön viestintäjohtaja John McNamara uskoo, että samalla elpyy muitakin teollisuuden aloja, eikä vähiten konepajateollisuus. Britannia on uuden eurooppalaisen ydinvoima-aallon eturivissä. Kyseessä on vuosikymmenen mittainen suurhanke, maan suurin rakennusprojekti heti vuoden 2012 olympialaisvalmistelujen jälkeen. McNamaran mukaan kehitystä vauhdittaa vanhojen Vasemmalta lukien Tore Andersson, Klas Göran Björklund, Thomas Åberg (Sandvik Coromant) ja Jan Boström. Virheisiin ei ole varaa Tarkka työ on arkipäivää ruotsalaiseen Leaxkonserniin kuuluvalle sopimusvalmistaja GenerProlle. Sillä on johtava asema voimateollisuuden isokokoisten generaattori- ja turbiiniosien toimittajana. Yksi viime aikojen projekteista oli roottoritoimitus Alstomille, joka puolestaan on TVO:n Olkiluodon uuden ydinvoimalan laitetoimittaja. Sandvik Coromantilla oli projektissa merkittävä osuus. Teollisuusinsinööri Tore Andersson GenerProlta kertoo tarkemmin: Kahteen roottoriin piti porata yhteensä neljä 5,3-metristä reikää, jotka ulottuvat koko kappaleen läpi. Syvin siihen asti poraamamme reikä oli ollut 3,7 metriä pitkä. Tulokset olivat erittäin hyvät. Suoruusvaatimus oli neljä millimetriä porauksen loppupisteessä, mutta me pääsimme 2,5 millimetriin. Roottorin koko asetti erityishaasteita. Näin syviä reikiä porattaessa työkappaletta yleensä pyöritetään, jotta reiästä tulisi mahdollisimman suora. Näin ison ja reiän suhteen epäsymmetrisen kappaleen pyörittäminen ei onnistu, ja lisäksi reikä oli porattava erittäin vaativaan kulmaan. Virheisiin ei ole varaa, kun työkappale painaa 80 tonnia ja on rahallisesti varsin arvokas. Ratkaisuksi löytyi Sandvik Coromantin syvien reikien porausjärjestelmä ja CoroDrill 800 -porapää. Uutta tässä oli räätälöity porapäämalli, jossa on ylimääräinen ohjauslista. Se ja asiantunteva tekninen tuki ratkaisivat onnistumisen, Andersson sanoo. metalworking world 15
johnér getty images Vuonna 2008 ydinvoiman osuus maailman sähköntuotannosta oli 14 prosenttia. Vuosina 1985 2005 luku pysyi tasaisesti 16 17 prosentin tuntumassa. Nyt ennusteet osoittavat ylöspäin. Maailman ydinvoimalakapasiteetin ennustetaan kasvavan 27 100 prosenttia vuosina 2008 2030. Lähde: International Atomic Energy Agency Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period to 2030 16 metalworking world
brittivoimaloiden ikääntyminen. Menetämme seuraavien 10 15 aikana noin kolmanneksen koko voimalakapasiteetistamme. Kun kysyntä kasvaa pari prosenttia vuodessa, tarvitaan energiapulan välttämiseksi uusia laitoksia. Ensimmäinen uusi ydinvoimala käynnistyy vuonna 2017, ja lisää seuraa 18 kuukauden välein. Ilman ydinvoimaa ilmastonmuutoksen torjuntatavoitteet voidaan unohtaa. John McNamara, Britannian ydinvoimateollisuuden toimialajärjestön viestintäjohtaja TEKNIIKKAPALA Ytimekkäät ratkaisut Sandvik Coromant tarjoaa generaattoriakseleiden syvien reikien porauksen ohella työkaluratkaisuja moniin muihinkin voimatekniikan koneistushaasteisiin. Moni turbiiniakseleiden ja -pyörien koneistukseen liittyvä ongelma on ratkennut Coromant Capto -kiinnityksen, modulaaristen CoroTurn SL -pidinten, ulottuvien katkaisulehtien ja lätkämailamallisten kulmaterien avulla. CoroBoreavarrusjärjestelmä soveltuu isojen kotelomaisten kappaleiden koneistukseen. Turbiinisiipien valmistajille kiinnostava työkalu on vaihtoteräpäinen CoroMill 316 Modulaarinen CoroTurn SL -liitäntäkappale -jyrsin. Tuottavan rouhintaratkaisun tarjoaa puolestaan pyöreäteräinen CoroMill 300 -jyrsin. Voimantuotannon tarjonnasta Sandvik Coromantilla vastaava Per Forssell: Seuraamme tarkoin uusia, pitkälle kehitettyjä ja runsasseosteisia materiaaleja. Yksi kehitystyömme tulos ovat korkeapaineiseen nesteensyöttöön tarkoitetut CoroTurn HP -työkalut, jotka parantavat lastunhallintaa ja tuottavuutta. Spesialisteillamme on laaja kokemus ja runsaasti menetelmätietämystä sekä vankasti asiakaslähtöinen ajattelutapa. Vaihtoteräpäinen CoroMill 316 -jyrsin sopii hyvin turbiinisiipien koneistukseen John McNamara. Tehokkaan toimitusketjun rakentaminen on erittäin olennaista, McNamara sanoo. Osaamisesta on pulaa, koska uusia voimaloita ei ole rakennettu 1990-luvun alun jälkeen. Ydintekniikkaan erikoistuneista yrityksistä tulee olemaan kova kysyntä. Alalta lähteneitä rohkaistaan palaamaan, ja tarvetta on myös kokonaan uusille toimijoille. Nyt mukaan lähteville tulee tarjoutumaan runsaasti mahdollisuuksia muualla Euroopassa ja maailmanmarkkinoilla. Vaikka ala kiistämättä kasvaa, ydinvoiman osuus koko maailman energiahuollosta on silti suhteellisen pieni esimerkiksi uusiutuvilla energianlähteillä tuotetaan jo enemmän sähköä eikä se välttämättä kasva merkittävästi. YK:n lukujen mukaan uusiutuvat energianlähteet ohittivat vuonna 2008 fossiiliset polttoaineet voimalainvestointien arvolla mitattuna. Vahvinta kasvu oli Kiinassa, Intiassa ja muissa kehittyvissä maissa. Nopeimmin kasvaa kuitenkin helposti saatavan kivihiilen käyttö. McNamaran mukaan yksi ydinvoiman keskeinen kysyntätekijä on ilmastonmuutos. Hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteet ovat yhä kunnianhimoisempia, ja toisaalta tasaisen voimantuotannon tarve kasvaa koko ajan. Uusiutuvien energianlähteiden saatavuus vaihtelee, minkä vuoksi tuuli- ja aurinkovoiman osuus on nykyisin parhaimmillaankin 30 40 prosenttia koko voimalakapasiteetista. Ydinvoimala tuottaa sähköä tasaisesti yli 90 prosentin teholla. Ilman ydinvoimaa ilmastonmuutoksen torjuntatavoitteet voidaan unohtaa. Uusiutuvan energian osuus kasvaa, mutta ilman ydinvoimaa emme pysty täyttämään kasvavaa perusvoiman tarvetta ja samalla vähentämään päästöjä, McNamara sanoo. Konepajateollisuuden kannalta ydinvoimaloiden keskeisiä komponentteja ovat turbiinit ja generaattorit. Niiden valmistaminen on vaativaa tarkkuustyötä, toteaa voimantuotannon tarjonnasta Sandvik Coromantilla vastaava Per Forssell. Laatuvaatimukset ovat erittäin korkeat. Lisäksi rakennemateriaalit ovat usein huipputeknisiä, esimerkiksi kuumalujia superseoksia, joiden työstäminen on haastavaa. Koneistusajoista tulee usein pitkiä. Omat vaikeutensa aiheuttavat jo mittasuhteet. Uusissa isotehoisissa reaktoreissa kaikki on suurempaa. Esimerkiksi generaattorin roottoriakseli valmistetaan yhdestä metallikappaleesta, joka voi painaa 80 tonnia. Aihiosta koneistetaan pois neljännes, eli paino laskee 60 tonnin tienoille. Kun kaikki sähköosat on asennettu paikoilleen, roottori painaa taas 80 tonnia. Ehdoton luotettavuus on keskeinen vaatimus, Forssell lisää. Toimiala tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia. Markkinajohtajat tulevat olemaan vakavaraisia yrityksiä, joilla on voimavaroja pitkäjänteiseen toimintaan ja kyky vastata koviin vaatimuksiin. Luottamus on kaiken A ja O. metalworking world 17
tekniikka teksti: Turkka kulmala Haaste: Kuinka tuulivoimaloiden vaihteisto-osien jyrsintää voidaan tehostaa ja kustannuksia pienentää? ratkaisu: Päivitetään menetelmät ja otetaan käyttöön modernit kovametallityökalut. Tuulivoima ylivaihteelle Puhtaamman energian kysyntä ja huoli ilmastonmuutoksesta ovat tehneet tuulivoimasta yhä ajankohtaisemman asian. Tuulivoima onkin nykyisessä talousilmastossa harvinainen poikkeus: takavuosien huima 30 prosentin kasvuvauhti on tosin kutistunut vain 18 22 prosenttiin, mutta pitkän aikavälin kasvu on yhä erittäin vahvaa. Toimialan päähaaste vahvaan kysyntään vastaaminen on siis kovin toisenlainen ja paljon myönteisempi kuin monilla muilla aloilla. Päävaatimuksia on tuottavuuden parantaminen ja tiukkojen laatuvaatimusten täyttäminen. Tuulivoimalan kriittisimpiä komponentteja on vaihteisto, joka yhdistää roottorin, pääakselin ja generaattorin. Tyypillisessä vaihteistossa on useita hammastettuja osia, kuten kehäpyörä, planeettapyörä, aurinkopyörä ja hitaan akselin pyörä. Lisäksi tuuliturbiineissa on erilaisia hammastettuja renkaita. Esimerkiksi kääntölaakerilla, jossa on hammastus- ja laakeriosa, säädetään roottorin lapakulmaa ja käännetään konetilaa tuulen suunnan mukaan. Vaihteistojen valmistuksessa laatu tarkoittaa käytännössä pientä hajontaa ja tarkkoja toleransseja. Vaihteisto on yleensä Tämä segmenteistä koottu vierintäjyrsin on yksi tuulivoimalaosien valmistuksen tuottavista uutuuksista. tuulivoimalan haavoittuvin komponentti, sillä sen rikkoutumisesta seuraa vakavia käytettävyysongelmia ja kalliita korjauksia. Vaihteistotuotannolta vaaditaan siis huippulaatua tinkimättä kuitenkaan tuottavuudesta. Tuuliturbiinien vaihteisto-osat koneistetaan yleensä kahdessa vaiheessa: rouhinta tapahtuu jyrsimällä, ja sitä seuraa viimeistely hiomalla. Jyrsinnän mahdolliset laatupoikkeamat kostautuvat hionnan vaikeutumisena. Vaihteistovalmistajat ovat viime vuosina investoineet merkittävästi uusiin työstökoneisiin. Tehokkaat koneet kuitenkin 18 metalworking world
Menestystarina: Vierintäjyrsintä kovametalliterillä vs. HSS-jyrsin Vierintäjyrsin, kovametalliterät Moduuli 16, tuulivoimalan planeettapyörä, 1./2. ylimeno, jyrsimen halkaisija 300 mm Lastuamisnopeus Syöttö/kierros Koko työkierron kesto 140/160 m/min 1,6/3,2 mm/kierr. 102 min HSS-jyrsin Moduuli 16, tuulivoimalan planeettapyörä, 1./2. ylimeno, jyrsimen halkaisija 300 mm Lastuamisnopeus Syöttö/kierros Koko työkierron kesto 50/50 m/min 1,6/3,2 mm/kierr. 298 min Tulokset puhuvat puolestaan: Tuottavuus parani kaksi kolmasosaa, ja prosessista saatiin vakaa ja varma. Asiakas oli tyytyväinen uuden koneinvestoinnin tuloksiin. venyttävät tavanomaisten pikaterästyökalujen (HSS) suorituskyvyn äärimmilleen, joten uuden kaluston täysimittainen hyödyntäminen jää puolitiehen. Tämä on hyvä esimerkki koneistusprosessin sisäisistä riippuvuuksista. Prosessin tehostaminen onnistuu harvoin yksittäisillä parannuksilla, jos kokonaisuus jää optimoimatta. Puutteellisen suorituskyvyn lisäksi HSS-työkalujen haittapuolena on vaivalloinen logistiikka, käsittelyt ja uudelleenhionnat, joihin hukkautuu sekä aikaa että rahaa. Vahva ratkaisu vaihteisto-osien jyrsintään on ajanmukainen kääntöteräjyrsin, jolla on iso teräluku. Mitä enemmän teriä, sitä isommiksi voidaan kasvattaa lastuamisarvoja ja sitä parempi on tuottavuus. Samalla kääntöterät eliminoivat pikaterästen logistiset ongelmat, ja prosessin tuottavuus saadaan omiin käsiin. Sandvik Coromant esittelee vuosina 2010 ja 2011 uusia työkaluja, esimerkiksi kiekkojyrsimiä ja vierintäjyrsimiä, joiden myötä kehittyneiden kovametallien edut voidaan hyödyntää myös tässä sovelluksessa, jota ovat perinteisesti hallinneet pikateräkset. Nykyaikaiset kovametalliterät ovat vahva tuottavuusratkaisu vaihteisto-osien jyrsintään, mutta optimaalinen jyrsin, terä ja laatu ei löydy selailemalla vain näyttävintä käteen osuvaa tuoteluetteloa. Sitoutunut yhteistyökumppani pystyy parhaimmillaan tarjoamaan kokonaisratkaisun kunkin turbiiniosan koneistukseen: tarvittavat työkalut ja terät sekä myös menetelmät, ja kokonaisuuden tueksi vielä kokeneiden ammattilaisten asiantuntemuksen. Kuten oheinen käytännön esimerkki osoittaa (ks. yllä), tällainen kokonaisratkaisu voi parantaa oleellisesti koneistustyön tuottavuutta. Tiivistelmä Tuulivoiman vahvana jatkuva kysyntä vaatii laitevalmistajilta sekä hyvää tuottavuutta että korkeaa laatua. Uudet kiekko- ja vierintäjyrsimet, nykyaikaiset kovametallilaadut sekä kokeneiden asiantuntijoiden kattava tekninen tuki tarjoavat tehokkaita ratkaisuja vaihteisto-osien valmistukseen. metalworking world 19
Lähikuva Teksti: Nick Holdsworth Kuvat: jeremy nicholl Pieni terä iso hyöty POLEVSKOi, Venäjä. Severskin putkitehtaan lastuamisteknisen laboratorion johtaja Jevgeni Zyrjanov kehittää tuotteita ja markkinoiden haluamia parannuksia. Joskus onnistuminen on kiinni yhdestä terästä. Severskin putkitehdas (Severski Trubnyi Zavod, Seversky Tube Works) sijaitsee pohjoisen Uralin metsäisillä kukkuloilla lähellä Jekaterinburgia. Se on Venäjän suurin ja alallaan johtava teräsputkien tuottaja. Johtoasemassa pysyminen vaatii muutakin kuin massiivisia pääomainvestointeja. Tärkeimpiä asiakkaita on palveltava hyvin, oikeat tuotteet pitää saada ajallaan perille. Tämän tietää hyvin myös tehtaan lastuamisteknisen laboratorion johtaja Jevgeni Sergejevitš Zyrjanov. Hän on erityisen tyytyväinen pieneen kolmion malliseen kovametalliterään, jonka hän on suunnitellut Sandvik Coromantin insinöörien avustuksella. Terää tarvitaan kaasuteollisuuden käyttämien paineenkestävien teräsputkien erikoiskierteiden koneistamiseen. Pikkuterä ei ole juuri sormen kynttä suurempi ja painaakin vain runsaat 20 grammaa, mutta se on erittäin tärkeä maakaasuyhtiö Gazpromille, sillä siitä osaltaan riippuu kaasutoimitusten luotettavuus. Ja jos kaasuntulo katkeaa, tulee vilu useassa miljoonassa taloudessa ympäri Venäjää ja Eurooppaa. Kolmisärmäisen erikoisterän geometria on räätälöity tehokkaaseen lastunpoistoon. Optimaalista lastunhallintaa tarvitaan ohutseinäisten, kylmälujien ja runsasseosteisten erikoisputkien koneistukseen. Näitä putkia pitkin Gazprom siirtää tuotteensa Siperian kaasukentiltä asiakkaille. Erikoisputkiin vaaditaan ehdottoman huippulaatuiset kierreliitokset. Erikoismallisilla putkikierteillä estetään paineistetun kaasun vuotaminen liitoksista, joten kierteet ovat turvallisuuskriittinen tekijä niin kaasun etsinnässä, tuotannossa kuin siirrossa. Ennen kuin Zyrjanov suunnitteli terän, jolla Severskin tehdas pystyy koneistamaan patentoimansa kaasutiiviit liitokset, Gazpromin oli pakko hankkia putkensa ulkomailta. Nyt Gazprom voi ostaa putkensa Severskin tehtaalta ja säästää merkittäviä summia kuljetuskustannuksissa 30 euroa maksavan terän ansiosta. Zyrjanov kertoo työstään valtavassa putkivalssaamossa, jolle kertyy pituutta 1200 metriä ja leveyttä 200 metriä. Hän on hiljainen mies, sanat melkein hukkuvat laboratoriorakennuksen seinien läpi tunkeutuvaan satojen teräsputkien ryskeeseen. 20 metalworking world
Jevgeni Sergejevitš Zyrjanov Ikä: 48 Kotipaikka: Polevskoi, Sverdlovskin alue, Venäjä Perhe: Vaimo Natalia, kirjanpitäjä Severskin putkitehtaalla, ja kaksi aikuista tytärtä Jelena, insinööri Severskin T & K -osastolla, ja Olga, opiskelee yliopistossa henkilöstöhallintoa. Koulutus: Valmistunut Uralin teknillisestä yliopiston metallurgian laitokselta Jekaterinburgista, erikoisalana teräsputkien valmistus Harrastukset: kalastus. metalworking world 21
Valkohehkuiset putket siirtyvät tuotantovaiheesta toiseen. Severskin putkitehdas aikoo ryhtyä valmistamaan uusia teräslajeja, joissa on runsas kromiseostus. 22 metalworking world
Severski Trubnyi Zavod Severskin putkitehdas on Venäjän tärkein kuumavalssattujen ja hitsattujen teräsputkien valmistaja. Vuosituotanto käsittää yli 700 000 tonnia erilaisia pyöröputkia ja putkiprofiileja. Tehdas sijaitsee perinteikkäällä metalliteollisuusseudulla Polevskoissa, Sverdlovskin alueella. Tärkeimpiä Severskin kuumavalssattujen putkien käyttäjiä ovat venäläiset öljy- ja kaasuyhtiöt Gazprom, Lukoil ja TNK BP sekä teollisuusasiakkaat eri puolilla maailmaa. Severskin tehdas valmistaa vuosittain 333 000 tonnia teräsputkia halkaisija-alueella 168 326 mm. Auto- ja rakennusteollisuudelle valmistetaan lisäksi vuosittain 414 000 tonnia putkia halkaisija-alueella 10 530 mm. Severskin tehdas aikoo lähivuosina kaksinkertaistaa tuotantonsa parhaillaan menossa olevan modernisointiohjelman avulla. Tehtaan liikevaihto on lähes 500 miljoonaa euroa ja henkilöstön määrä 8 000. metalworking world 23
Jevgeni Zyrjanov keskustelee putkivalssaamon viimeistelyosaston vanhemman mestarin Viktor Berjozovin kanssa. Laatu ja hinta ovat avainasemassa. Sandvik Coromant on meille keskeinen kumppani, koska se pärjää molemmissa. Toimitusjohtaja Mihail Zujev Seuraamme markkinoita tarkasti. Lastuavien työkalujen valmistajia on paljon, ja testaamme jatkuvasti eri yritysten tuotteita. Olemme tehneet yhteistyötä Sandvik Coromantin kanssa 11 vuotta, ja sen ehdoton valtti on tuotteiden luotettavuus. Työkalut ovat kestäviä ja monipuolisia. Ja tietenkin on hyvin tärkeää, että meillä on paikallinen yhteistyökumppani. Vladimir Lešukov toimi aikaisemmin Sandvik Coromantin edustajana Jekaterinburgissa ja teki tiivistä yhteistyötä Zyrjanovin kanssa. Miesten tavoitteena oli ratkaista erikoisterään liittyvät tekniset erikoisongelmat. Taustatukea saatiin Sandvik Coromantin pääkonttorin insinööreiltä ja suunnittelijoilta. Yksityiskohtia hiottiin kunnes kaikki saatiin kohdalleen. Käyn yleensä Severskin tehtaalla kahdesti tai kolmesti kuukaudessa keskustelemassa terätarpeista ja kertomassa, miten voisimme auttaa teknisten tai tuotanto-ongelmien ratkaisussa, Lešukov sanoo. Severskin putkitehdas perustettiin Polevskoin kaupunkiin vuonna 1739. Kaupunki kasvoi rikkaiden kupariesiintymien alueelle houkutteleman metalliteollisuuden mukana. Severskillä on 8 000 työntekijää, ja monessa suvussa on oltu tehtaan leivissä miespolvesta toiseen. Niinpä myös Zyrjanovin isä, isoisä ja isoisoisä ovat olleet Severskin miehiä. Itse hän aloitti tehtaalla 25 vuotta sitten valmistuttuaan metallurgiksi Jekaterinburgissa toimivasta Uralin teknillisestä yliopistosta. Hänen vaimonsa Natalia on tehtaalla kirjanpitäjänä, ja myös toinen pariskunnan kahdesta tyttärestä, 24 metalworking world