Hvis der er skarpe kanter på dit emne, så kan laserstråler måske være fremtidens løsning. MADE har testet en ny metode til såkaldt afgratning - og selvom teknologien er ny, så kan den på sigt automatisere manuelle processer.
Et særligt lys kan brænde bygningsfejl i øjet væk og fange fartsyndere på vejen. Laser er blevet et vigtigt værktøj mange steder, og det gælder også i industrien, hvor laserbølger, der svinger i samme takt, kan bruges af robotter til at skære emner ud i stål eller fjerne rust på metaller.
Tidskrævende manuel opgave skal automatiseres
Og de effektive stråler kan måske optimere produktionen andre steder: Flere produktionsvirksomheder afgrater manuelt udvalgte emner, der har skarpe kanter som skal afrundes eller har uhensigtsmæssige ujævnheder eller fremspring der skal fjernes, og det ønsker de automatiseret.
Grater på et emne er en naturlig rest af bearbejdningsprocessen som skal fjernes inden montage/levering.
Det er typisk meget tidskrævende manuelt at stå for afgratningen af emner. I nogle tilfælde skal man flytte emnet fra én maskine til en anden maskine, end den man drejer eller fræser på – og det tager jo tid. Eller også foretager man afgratningen på selve fræsemaskinen, og så optager man en ret dyr maskine til en ret simpel proces,
forklarer Charlotte Frølund Ilvig, Chief Project Manager hos DAMRC, der er et forsknings- og udviklingscenter.
Derfor afprøvede et MADE Samarbejdsprojekt med DAMRC laser som afgratningsmetode på stål, rustfast og metaller fra forskellige produktioner og i forskellige emner og materialer.
Her blev hen over ni måneder testet alt fra pladedele og komponenter til maskinbearbejdede emner i storskala og højpræcisionsemner i små størrelser med store tolerancekrav sammen med flere produktionsvirksomheder. En af udfordringerne var tolerancer og afvigelser på færdig afgratning – og i høj grad fiksering af emne og af laser samt den indbyrdes positionering imellem laser og komponent.
”I projektet er forskellige vinkler, hastigheder og ikke mindst effekt og refleksion på laserprocessen blevet testet. Der er også blevet afprøvet forskellige automatiserede opstillinger på forskellige materialer, heriblandt aluminium – og vi har testet processer på varierende gratstørrelser,” siger Henning Ole Hedeland, chefkonsulent i MADE, med henvisning til, at den naturlig rest fra bearbejdningsprocessen har forskellige størrelser.
Syn for sagen
Eksperimenterne med laserbølger skete med udstyr, som også var nyt for DAMRC , så læringskurven var høj for både videnspartnere og virksomheder. Samtidig skal man være påpasselig, når man arbejder med laserstråler:
“Hvis man rammer nogen med en laserstråle, så bliver de altså blinde. Så det kræver sine forholdsregler, når man står i en produktionshal,” siger Charlotte Frølund Ilvig.
I samarbejdsprojektet blev der bygget en testcelle inde i en lukket CNC-maskine med en laser, hvor operatøren kan styre den automatisk i et lukket rum.
“Og her viste erfaringerne os, at det sagtens kan lade sig gøre at bruge laser til afgratning. Testcellen blev ret god, fordi man kunne bruge den samme maskine til både at fræse og afgratte ved at skifte værktøjets hoved,” vurderer Charlotte Frølund Ilvig.
Det var dog ikke alle emner, som det lykkedes at afgratte med testcellen. Der var f.eks. udfordringer med aluminium. Hvis der blev brugt laser for længe her, så ville graten måske flytte sig, men samtidig brænde fast i det bløde materialer. Projektet fandt også frem til, at hvis man brænder for længe på aluminium, så sker der en farveændring.
Og så var succesraten for afgratning med laser også afhængig af, hvor stor en grat, der er tale om: “Vi prøvede at afgratte meget store grater i stålemner på 2-3 cm., men det lykkedes ikke. Til gengæld kunne vi godt på små grater i stål på 2-3 mm,” forklarer Charlotte Frølund Ilvig, der kalder afprøvningen med laserafgratning for ’en blandet succes’.
Laserbølger skal ud i lyset
Udviklingen i brugervenlighed og justeringsmuligheder i forhold til bølgelængder for laserlys er i fremgang, og teknologien skal frem i lyset, da den rummer flere mulige gevinster:
”Vi har afprøvet laserbølger som afgratningsmetode med viden om, at noget lader sig gøre – og andet gør ikke. Det har været en spændende proces, og jeg er overbevist om, at i takt med at teknologien modnes, vil den blive anvendt i fremtiden. Teknologien har potentiale for at automatisere manuelle processer,” siger Henning Ole Hedeland, chefkonsulent i MADE og understreger:
”Laserafgratning er helt sikkert en teknologi, Produktionsdanmark bør undersøge.” Effekten på laserafgratning vil være forskellig afhængig af materialetype og grat-type, lyder erfaringen fra samarbejdsprojektet.
Afgratning
Afgratning anvendes typisk til emner som er fremkommet ved støbning, udstansning, laserskæring og traditionel CNC-bearbejdningsteknikker såsom dreje, bore- og fræseoperationer.
Laserafgratning kan f.eks. bruges, hvis der er grater, der sidder nede i et lille hul, hvor det er svært at komme til. Så kan man skyde ind med laseren.
Nogle produktionsemner egner sig ikke til de eksisterende afgratningsløsninger og bliver derfor manuelt afgratet af personale på maskinfabrikkerne – hvilket skaber høje produktionsomkostninger.
Om projektet
MADE Samarbejdsprojektet ’Optimeret afgratning af metalemner ved laserteknologi’ forløb fra september 2023 til juni 2024.
Projektets partnere var: Terma Aerostructures, MAN Energy Solutions, Aluline, Randers Gears, LASR og DAMRC.
MADE Samarbejdsprojektet var finansieret af Uddannelses og Forskningsstyrelsen.
Har du en idé til et samarbejdsprojekt?
Sidder du som produktionsvirksomhed også med et ønske om at udvikle et koncept?
Eller er du teknologileverandør af løsninger, og ønsker at teste dem sammen med produktionsvirksomheder og en GTS?
Så kontakt MADE’s chefkonsulent, Ida Kragh-Vodstrup.
Samarbejdsprojekter er for danske produktionsvirksomheder, både SMV’er og større virksomheder, der er interesseret i at undersøge og udvikle deres produktion i samarbejde med et GTS-institut og andre virksomheder.
I MADE skræddersyer vi løbende samarbejdsprojekter, hvor både produktionsvirksomheder og leverandører kan få hjælp til at løse fælles udfordringer eller optimere produktionen gennem anvendelse af nye teknologier og metoder.
