Menestystä menetelmäsuunnittelulla

Menetelmäsuunnittelu on kriittinen prosessi koneistuksessa ja se määrittää, miten tuote tai osa valmistetaan. Se on yhdistelmä tietoa työstettävistä materiaaleista, työstökoneista, työkaluista, työstömenetelmistä ja niiden optimoinnista. Menetelmäsuunnittelun tehokkuus voi merkittävästi parantaa tuotannon laatua, vähentää työkalukustannuksia ja lyhentää valmistusaikoja, mikä on olennainen tekijä menestyksessä nykyajan kilpailluilla markkinoilla.

Ymmärrys työstettävistä materiaaleista

Menetelmäsuunnittelun ensimmäinen askel on perusteellinen materiaalien ymmärrys. Eri materiaalit vaativat erilaisia koneistusolosuhteita, kuten lastuamisnopeuksia, syöttönopeuksia ja lastuamisnesteitä. Oikeanlainen tietämys materiaaleista mahdollistaa optimaaliset työstöparametrit, jotka minimoivat työkalujen vauriot ja kulumisen sekä maksimoivat työstön tarkkuuden ja pinnanlaadun.

Työkalujen valinta

Oikeiden työkalujen valinta on toinen kriittinen osa menetelmäsuunnittelussa. Työkalujen tulee olla sopivia sekä materiaalille että työstettävälle geometrialle, huomioiden käytettävissä olevan työstökoneen ominaisuudet sekä työkappaleen kiinnityksen. Lisäksi niiden on kestettävä koneistuksen aikana syntyviä kuormituksia. Modernit työkalupinnoitteet ja -materiaalit tarjoavat ominaisuuksia, kuten kovuutta ja lämmönkestävyyttä sekä oikeat työkalugeometriat auttavat lastunhallinnassa. Oikean työkalun valinta voi merkitä suuria säästöjä koneajassa ja työkalujen kestoiässä.

Työstökoneiden ja ohjelmistojen hyödyntäminen

Tehokas menetelmäsuunnittelu hyödyntää moderneja työstökoneita ja ohjelmistoja. Moniakseliset CNC-työstökoneet ja automaatio mahdollistavat kompleksisten osien valmistuksen pienin toleranssein. Ohjelmistot, kuten CAM (Computer-Aided Manufacturing), mahdollistavat työstöprosessien virtuaalisen simuloinnin ja NC-koodin generoinnin työstökoneelle. Modernin CAM-ohjelmiston avulla voidaan hyödyntää kehittyneitä nykyaikaisia työstöratoja ja optimoida koneistusprosessia tehokkaasti perinteisiin menetelmiin verrattuna. CAM-ohjelmistojen hyödyntäminen auttaa myös simuloimaan ja vertailemaan eri menetelmien tehokkuuksia helposti ja nopeasti.

Prosessin optimointi

Menetelmäsuunnittelussa ei riitä pelkästään tietämys materiaaleista tai oikeiden työkalujen ja koneiden valitsemisesta; prosessin jatkuva optimointi on avainasemassa. Tämä tarkoittaa työstöparametrien, kuten lastuamisnopeuksien ja syöttöjen, jatkuvaa säätämistä maksimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Myös työnkulun ja asetusten optimointi on tärkeää, jotta voidaan minimoida tyhjäkäynnin aika ja parantaa kokonaistehokkuutta.

Kun aloitetaan koneistusprosessin tehokkuuden parantaminen, on tärkeää keskittyä prosessin kaikkiin yksityiskohtiin. Moni tekee virheen ajatellessaan, että pelkästään vanhan työkalun vaihtaminen uuteen ja työstöarvojen kasvattaminen riittää. Todellisuudessa prosessin tehostaminen vaatii huomattavasti monipuolisempaa lähestymistapaa. Erityisesti kun työstetään suuremmilla arvoilla tai käytetään uudentyyppistä työkalua, on olennaista kiinnittää huomiota myös työkalupitimen laatuun. Laadukkaan pitimen tulisi keskittää työkalu tarkasti, olla tasapainotettu ja tarjota työkalulle vahva kiinnitysvoima.

Työkalun kiinnityksen päivittäminen vaaditulle tasolle ja suurempien työstöarvojen käyttöönotto eivät kuitenkaan riitä. On tärkeä muistaa, että jokaiseen voimaan liittyy vastavoima, mikä tarkoittaa, että myös työkappaleen kiinnitykseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Yksi yleisimmistä virheistä koneistusprosessissa on liian pienet työstöarvot. Pieni lastuamisnopeus voi aiheuttaa terään irtosärmän muodostumisen, joka heikentää terän toimivuutta ja voi esimerkiksi kierteitystyössä johtaa työkalun rikkoutumiseen. Lisäksi pieni syöttö voi aiheuttaa keskilastunpaksuuden jäämisen liian pieneksi, jolloin työkalu ei leikkaa niin kuin pitäisi, vaan työkalu hankaa työstettävän materiaaliin lisäten lämmöntuotantoa. Oikeiden työstöarvojen löytämiseksi onkin suositeltavaa hyödyntää kehittyneitä työstöarvolaskureita. Nämä laskurit osaavat ottaa huomioon sekä työkalun, että työstettävän materiaalin, työstökoneen ja työkappaleen kiinnityksen asettavat rajoitukset. Yksi esimerkki tällaisesta laskurista on Walter GPS, jonka avulla voidaan varmistaa, että koneistusprosessi on optimaalinen ja välttää näin monet yleiset ongelmat.

Digitalisaatio ja teknologian kehitys ovat mullistaneet teollisuuden työkalut ja menetelmät. Uusiin koneisiin, ohjelmistoihin ja työkaluihin investoiminen on yrityksille välttämätöntä pysyäkseen kilpailukykyisinä. Kuitenkin pelkkä uusien laitteiden hankkiminen ei riitä – täytyy myös varmistaa, että henkilöstö osaa käyttää niitä tehokkaasti. Tässä yhteydessä koulutuksella on ratkaiseva rooli. Teknologian nopean kehityksen myötä esimerkiksi CAM-ohjelmistoista julkaistaan vuosittain uusia versioita, jotka tuovat mukanaan parannuksia ja uusia ominaisuuksia. Työkaluvalmistajat taas voivat julkaista markkinoille uusia tuotteita useitakin kertoja vuoden aikana. Jotta yritys voisi täysin hyödyntää näitä uudistuksia, on henkilöstön saatava säännöllisesti koulutusta niiden käyttöön.

”Näin on aina tehty” on monille yrityksille tuttu ilmaisu, mutta se ei välttämättä ole enää pätevä lähestymistapa nykyajan nopeasti muuttuvassa maailmassa. Uusien työkalujen ja ohjelmistoversioiden kokeileminen säännöllisesti voi tarjota merkittäviä hyötyjä: tehokkaampia NC-ohjelmia, parempi työkalun kestoikä, lyhyempiä koneaikoja ja luotettavampia työstöprosesseja. Vaikka yritys olisikin investoinut uusimpaan CAM-ohjelmistoon, usein sen kaikkia moduuleja ja ominaisuuksia ei hyödynnetä tehokkaasti. Samoin voi olla, että käytössä on uusinta työkaluteknologiaa, mutta se tehdään vanhojen vakiintuneiden työstöarvojen ja menetelmien mukaan.

Camcut on esimerkki yrityksestä, joka tarjoaa asiakkailleen paitsi CAM- ja työkalumyyntiä, myös menetelmäsuunnittelua ja ohjelmointipalveluita sekä koulutusta. Camcutin tiimi toteuttaa viikoittain kenttäkokeita asiakkailla, jolloin uusien menetelmien käyttöönottamisesta saadaan suoraa palautetta. Tämäntyyppinen lähestymistapa varmistaa, että asiakkaat saavat parhaan mahdollisen hyödyn työkalu- ja CAM-investoinneistaan.