KUITUPOHJAISTEN PAKKAUSTEN MUODONANTO Professori Juha Varis Lappeenrannan teknillinen yliopisto
TAUSTAA Lappeenrannan teknillisen yliopiston Konepajatekniikanja levytyötekniikan laboratorio ja Stora Enso on tehnyt tutkimusyhteistyötä vuodesta 2002 lähtien. Tutkimusyhteistyö liittyy Stora Enson voimakkaaseen muovipäällysteiden, kartongin ominaisuuksien ja uusien bisnesmallien kehitystyöhön. lla tutkimus on keskittynyt kartongin ominaisuuksiin, aihionvalmistukseen ja muodonantotekniikkaan. Lisäksi pakkaukselta vaadittavia ominaisuuksia on analysoitu asiakastarve- ja markkina-analyysien avulla.
MAP (modifioitu ilmakehä) Tiivis suljentapinta ja koko rakenne
KARTONKIPAKKAUKSEN VALMISTUSPROSESSI VALMISTUSTEKNISEN TUTKIMUKSEN PAINOPISTEET KONVERTOINTIVAIHE Elintarviketeollisuus
KARTONKIPAKKAUKSEN VALMISTUSPROSESSI AIHIONVALMISTUS JA MUODONANTO Painovoima Kpl-orientaatio Nopeus Stand-alone Adaptiivisuus
Teknologiateollisuus Suomessa Puuttuu suursarjatuotanto (ei autoteollisuutta) Tuotantojärjestelmien tulee olla joustavia FMS (joustava automaattinen tuotantojärjestelmä) Vaaditaan nopeasti uudelleen konfiguroitavia/-uvia tuotantojärjestelmiä Verkostoitunut Paljon yrityksiä ilman omaa tuotetta ja tuotesuunnittelua Paljon kunnossapitoa tekeviä yrityksiä (metsäklusterille) Kiina-ilmiö luo uusia paineita
Funktionaalinen tuotanto Leikkaus Varastoalue Särmäys Maalaus Kokoonpano Stand-Alone Levytyökeskus koneet hajallaan paljonmateriaalin käsittelyä (kuljetusta) paljon välivarastointia (KET) Osto-osat
FM-järjestelmään perustuva tuotanto virtautettu tuotanto automaattinen materiaalinkäsittely välivarastot ja kuljetukset minimoitu valmiudet RM-tuotantoon osakokoonpanot loppukokoonpanoon FM-tason levytyökeskus + Kulmaleikkuri / Laseri Taivutusautomaatti Osakokoonpanot maalaukseen ja loppukokoonpanoon
Merkitys materiaali- ja tietovirtaan
Merkitys tuotannonohjaukseen 12 vs. 3
NC-työstökoneita Kpl-käsittely robotisoitu Automaattivarasto Järjestelmäohjain Konenäkötekniikka Adaptiivisuus Konfiguroitavuus Joustavuus
Levytyökeskus 2,5 kw:n laserilla n. 120 työkalua iskunopeus tyypillisesti 400 i/min (1.200 i/min) liikkeet jopa 4G ja 300 m/min hinta n. 650.000 Purku ja lajittelu Lävistysyksikkö Lastauslaite aihio max. 1500 x 3000 mm Aihion max. paksuus 8 mm Kuva: Finn-Power Oy Ohjain CO 2 -laser 2,5 kw Tiedonsiirto
Käytettävyys 92%
Komponenttitoimittaja Järjestelmätoimittaja Päähankkija Vastuu tuoteominaisuuksista ja tuotannosta siirtyy ketjussa taaksepäin Mekaniikkavalmistukseen tullut mukaan myös suunnitteluvastuu, vaaditaan järjestelmäosaamista.
BRAND OWNER MODEL Business Models BRAND OWNER WHOLESALE CO-PACKER MODEL AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS ) CO-PACKER BRAND OWNER WHOLESALE AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS ) CONVERTER MODEL CONVERTER BRAND OWNER / CO-PACKER WHOLESALE AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS )
Benchmarking Best Practise Prototypointi; rapid prototyping, rapid tooling, rapid manufacturing Koneiden ja laitteiden suunnittelu Concurrent Engineering (rinnakkaissuunnittelu) DFM(A) (valmistusystävällinen tuotesuunnittelu Materiaaliominaisuudet (teräs kartonki) Venymä (murtovenymä ns. A 80 -arvo) FEM (tietokoneavusteinen lujuuslaskenta) Robotiikka ja kappaleenkäsittelytekniikat, käytöt, säätötekniikka, konenäkö Suurnopeuskoneistus
Laserilla sulatetaan kerros kerrokselta metallipulverista solid-tuote
Kustannukset Kustannussäästö RP-tekniikalla saavutettu ajan ja kustannustensäästö Valmis proto RPT / perint.menet. Valmis tuote RPT / perint.menetelmillä RPT Perinteinen tekniikka Ideasta prototyypiksi Aika Prototyypin valmistuksessa säästetty aika Kokonaisajan säästö
&VALMISTETTAVUUS (DFM) SUUNNITTELU VALMISTUS VALMISTUS- TEKNIIKAT KONSTRUKTIO- TEKNIIKKA MUOTOILU / DESIGN
FEM
Muotojen valmistus
Karkaistussa tilassa työstetty esimerkkikappale (Matsuura LX-1) Vieressä ns. multipod-tyyppinen työstökone
TAVOITTEENA OPTIMAALINEN PAKKAUS BRAND OWNER BRAND OWNER RUOKATALO OPTIMAALINEN PAKKAUS SOPIMUSPAKKAAJA, CO-PACKER CO-PACKER KONVERTTERI LTY/KOTE VAATIMUKSET PAKKAUKSELLE VALMISTUSTEKNINISET RATKAISUT SÄILYTTÄÄ TUOTTEEN OMINAISUUDET SUOJAA YMPÄRISTÖÄ TUOTTEELTA MAHDOLLISTAA TEHOKKAAN TUOTANNON VÄHENTÄÄ HÄVIKKIÄ SUOJAA TUOTETTA YMPÄRISTÖLTÄ PARANTAA HYGIENIAA TURVALLINEN JA HELPPO KÄYTTÄÄ
TUOTANTOTALOUDEN NÄKÖKULMAN KULMA ASIAKASTARPEIDEN MÄÄM ÄÄRITTÄMINEN BRAND OWNER BRAND OWNER RUOKATALO ASIAKAS- TARPEIDEN TUNNISTAMINEN ASIAKAS- TARPEIDEN ANALYSOINTI VAATIMUKSET PAKKAUKSELLE TEKNINEN RATKAISU CO-PACKER CO-PACKER SOPIMUSPAKKAAJA, KONVERTTERI
TUOTANTOTALOUDEN NÄKÖKULMAN KULMA KUSTANNUSTEN ANALYSOINTI ARVOKETJUSSA VALMISTUSKUSTANNUKSEN JAKAUTUMINEN VALMISTUSVAIHEITTAIN 40% 15% 5% 30% Useita raakaainevaihtoehtoja pakkauksille 10% KONVERTOINTIVAIHE
TULEVAISUUDENNÄKYMI KYMIÄ Mallia kappaletavara- ja massatuotantovalmistuksesta Uudentyyppiset koneet ja laitteet Muotoilu -> FEM -> proto -> työkalutekniikka -> tuotanto Tuotannon koko arvoketjun kokonaisvaltainen hallinta - rullasta-jääkaappiin PILOT-LINJA BOSCH BOSCH
TUTKIMUSYHTEISTYÖKUMPPANIT KUMPPANIT LTY STORA ENSO Consumer boards KAAKKOIS-SUOMEN OSAAMISKESKUS Toiminnallinen pakkaaminen