Året er 2009, vi befinner oss i Raufoss industripark, og på Kongsberg Automotive har de støtt på en utfordring. En såkalt manifold som fordeler trykkluft til bremsene på en lastebil, vrir seg noen få millimeter etter at den er sprøytestøpt. I bildelsindustrien er toleransekravene meget strenge, og produktet blir verdiløst dersom de ikke fikser problemet. Bedriften kan ikke endre på selve utformingen av manifolden, da den er bestemt av kunden. Eneste løsning er derfor å endre produksjonsmetoden.
Kjølingen i formverktøyet er for dårlig, noe som fører til ujevn krymp i plasten. En midlertidig løsning blir å manuelt rette ut manifoldene ved å bruke fiksturer og isvann. Men denne løsningen altfor kostbar for bedriften.
Kombinasjon av to teknologier
Samme år sitter forskere på SINTEF Raufoss Manufacturing AS i Trondheim og diskuterer mulighetene for hybrid tilvirking i norsk produksjon. Hybrid tilvirkning er en helt ny måte å tenke produksjon på, og som navnet tilsier er det en kombinasjon av to prinsipielt helt forskjellige tilvirkningsteknologier.
Man kombinerer tradisjonelle tilvirkningsmetoder, der produkter fremstilles ved å fjerne material (fresing, dreiing, sliping, osv.), med nye tilvirkningsteknologi der produkter bygges opp ved å tilføre material i pulverform (additiv tilvirkningsteknologi).
Forskerne i SINTEF ønsket å kombinere de beste egenskapene fra de to tilvirkningsprinsippene for å lage produkter og verktøy med helt spesielle egenskaper. De hadde en visjon om å teste ut en slik løsning gjennom en såkalt hybrid produksjonscelle. I en hybrid produksjonscelle jobber subtraktive (maskinering) og additive prosesser sammen på en smart måte, slik at verktøy og produkter kan fremstilles med minimalt materialforbruk, samt større frihet med hensyn på geometri og nye materialkombinasjoner.
Kontaktet industrien
Forskerne tok kontakt med norske produksjonsbedrifter, og resultatet ble et brukerstyrt innovasjonsprosjekt (BIP) der formålet var å videreutvikle dette konseptet basert på case fra industribedriftene. Prosjektet ble døpt ”HYPRO”, som står for Hybrid tilvirkningssystemer for neste generasjons verktøy og produkter. Nammo, Kongsberg Automotive, Plasto, Raufoss Industrial Tools (RIT) og Raufoss Technology utgjør bedriftskonsortiet i HYPRO. I tillegg har NTNU ved Institutt for Produksjons- og kvalitetsteknikk gått til innkjøp av en maskin for additiv tilvirking, slik at oppbygging av en hybrid tilvirkningscelle har startet i Trondheim.
En ny måte å tenke produksjon på
Manifolden på Kongsberg Automotive skulle vise seg å være en perfekt utfordring for HYPRO.
Planen ble at å integrere flere kjølekanaler i formverktøyet som produserer manifolden, og på den måten få avkjølt produktet så effektivt at vridninger i produktet unngås. Consept Laser i Tyskland (som utvikler additive tilvirkningsmaskiner) designet et nytt formverktøy med skreddersydde kjølekanaler (conformal cooling) og sendte en digital modell til verktøyfabrikken RIT på Raufoss. RIT skulle produsere deler av verktøyet på tradisjonell måte, før verktøyet ble sendt til Tyskland for å få tilføyd de siste kompliserte delene med additivt teknologi. Prosjektet ble en start for en ny måte å tenke produktutvikling og produksjon på. Som Jostein Elnæs, prosjektleder på Kongsberg Automotive sa; – Hvis dette blir bra må vi lære oss å tenke med mindre begrensinger enn før. Hybrid tilvirkning fjerner mange av de produksjonstekniske begrensingene vi kjenner fra tradisjonell tilvirkningsteknologi.
Bratt læringskurve
Som i de fleste prosjekter skulle også HYPRO møte mange utfordringer. For det første ble det ingen lett oppgave for verktøymakerne på RIT å forstå tegninger og modellene fra Consept Laser i Tyskland. De brukte et annet fagspråk og hadde andre standarder. Kim Andre Wøldike fra RIT forsøkte så godt han kunne å sjonglere mellom egen bedrift, forskerne på SINTEF Raufoss Manufacturing, Kongsberg Automotive og Consept Laser i Tyskland. – Det ble en bratt læringskurve. Heldigvis har vi lært utrolig mye, og i neste prosjekt vil vi kunne klare oss bedre, siden vi nå er klar over en del av utfordringene. Jeg har troen på prosjektet og gleder meg til neste utfordring, forteller han med et tydelig engasjement.
Konkurransefortrinn
Jostein Elnæs i Kongsberg Automotive er svært glad for retningen prosjektet har tatt. – Vi er ikke i mål enda, men et godt stykke på vei. Alt vi har lært så lang er veldig verdifullt, så dette vil fortsette å være et viktig satsingsområde for oss. Prosjektleder, Pål Ystgaard fra SINTEF, er også svært optimistisk. – Dette kan skape store fordeler for Kongsberg Automotive og de andre bedriftene som har deltatt i prosjektet. Med kompetanse og erfaring innen hybrid tilvirkning vil norske produksjonsbedrifter styrke sin konkurransekraft.
