Modulära system har gjort sitt intåg i många människors liv, i allt från leksaker som LEGO till IKEA-möbler.

I bearbetningsindustrin är typiska exempel på modulära system maskiner som byggts samman av mindre enheter och modulära fixturer. Även för skärande verktyg har moduluppbyggnad visat sig vara mycket effektiv och flera verktygstillverkare har utvecklat sina egna modulära produkter som blivit populära hos kunderna.

De största fördelarna med modulära system är att de är mångsidiga och sparar tid. Konceptet med moduler gör det lättare att snabbt och enkelt bygga ett optimalt kundanpassat skärverktyg utifrån ett antal standardiserade delar. Kunderna behöver då inte beställa dyra specialtillverkade verktyg och vänta i månader på leveransen. Konceptet bidrar till att minska lagerhållningen vilket i sin tur sänker produktionskostnaderna.

Konceptet med modulära verktyg har dock några nackdelar. Den största är att stabiliteten i systemet blir sämre – en produkt som består av flera mindre delar är inte lika stabil som en produkt i ett stycke. Bearbetningsnoggrannheten kan också minska.

Vid val av verktyg behöver man därför väga för- och nackdelar mot varandra. Endast kunden kan avgöra vilket verktyg som passar bäst i den givna situationen med hänsyn till produktionsstrategin, produktionskraven och hur snart verktyget behövs. Verktygstillverkarens uppgift är att förse kunden med rätt underlag för att kunna fatta ett välgrundat beslut samt att utveckla nya modulära produkter som är mer anpassningsbara och ger högre noggrannhet och bättre stabilitet. Låt oss ta en titt på ISCAR:s modulära verktyg för skärande bearbetning och deras egenskaper.

FLEXFIT är ISCARs äldsta modulära produktlinje (Bild 1). I FLEXFIT-serien sker centreringen med hjälp av en cylindrisk anslutning och fastsättningen med en standardgänga (M8 till M16). De roterande verktygen i denna serie har blivit mycket populära på marknaden tack vare deras enkelhet och att de är lätta att underhålla. Idag innehåller FLEXFIT-serien ett brett urval av skaft, adaptrar och skärhuvuden som oftast används vid fräsning, till exempel vid bearbetning av komplicerade 3D-ytor och olika former av spår. Skaften är tillverkade av stål och hårdmetall. Hårdmetallskaften ökar styvheten vilket avsevärt minskar vibrationerna, särskilt i tillämpningar med långa överhäng.

MULTI-MASTER är en serie roterande verktyg med utbytbara fräshuvuden (Bild 2) för modulär montering. Principen för MULTI-MASTER bygger på centrering med en kort kona, plankontakt och en gänga för den unika profilen, vilket möjliggör en mycket exakt och stabil montering. Det finns ett stort urval av skaft, förlängare, adaptrar och reduceringsdelar att välja mellan. Fräsverktygen i MULTI-MASTER-serien blir därmed mycket kraftfulla och pålitliga.

Skaften är tillverkade av stål, hårdmetall som ger ökad styvhet och wolfram vilket ger goda vibrationssäkra egenskaper. Originalversionen av MULTI-MASTER hade endast huvuden i hårdmetall, men snart utökades familjen med ett antal olika vändskärshuvuden. Det är därför inte konstigt att MULTI-MASTER-huvuden med vändskär ingår i de nyligen lanserade produktserierna NEOLOGIQ- och LOGIQ. Med hjälp av särskilda adaptrar och anslutningar kan MULTI-MASTER- och FLEXFIT-serierna kombineras med varandra, vilket avsevärt utökar användningsområdena för dessa serier.
För svarvning har ISCAR utvecklat ett modulsystem med runda svarvbommar och utbytbara vändskärshuvuden. Svarvbommarna och huvudena monteras ihop med hjälp av en serraterad anslutning (Bild 3). Val av svarvbom påverkas starkt av förhållandet mellan bommens överhäng och diameter.

För att täcka in alla typer av tillämpningar med ett överhäng/diameter-förhållande på upp till 10, finns det tre typer av svarvbommar att tillgå. Med en stålbom kan bearbetningen ske upp till 4xD. Hårdmetallbommar klarar ett förhållande på upp till 7xD. När bearbetning med ett större överhäng än så krävs fungerar bommar i hårdmetall mindre bra. Därför har ISCAR för överhäng/diameter-förhållanden på 7-10xD utvecklat en särskild vibrationsdämpande bom. Den viktigaste komponenten i dessa bommar är dämpningsmekanismen som består av en fjäderupphängd tung massa. Dessa bommar med utbytbara huvuden i ISCAR:s uppborrningssortiment har rönt stor framgång och konceptet har därför börjat användas även på flera andra områden såsom spårupptagning och gängning. Dessutom utökas användningsmöjligheterna ytterligare med den nyutvecklade bommen med serraterad anslutning och CAMFIX-inspänning.

Modulariteten ger kunden en värdefull möjlighet att utforma optimalt fungerande verktyg. I dagens digitala värld görs detta effektivt genom virtuellt sammansatta verktyg i ett CAM-program. Den digitala versionen av skärverktyget, som är baserad på ISO 13399-standard, blir då en viktig del av produkten. Ledande verktygstillverkare har därför redan utökat sina produktportföljer med virtuella verktyg. ISCAR:s alternativ med virtuellt sammansatta verktyg som finns i den elektroniska katalogen, är ett bra exempel på detta (Bild 4). De virtuella verktygen utgör ett värdefullt hjälpmedel för att redan på konstruktionsstadiet kunna planera tillverkningen och välja rätt verktyg. Vid användning av modulära verktyg underlättar de virtuella hjälpmedlen enormt för att hitta den optimala verktygskonfigurationen, förebygga fel på verkstadsgolvet och därmed spara tid och pengar.

Modulära verktyg för skärande bearbetning är vanliga i verkstadsindustrin och finns i ett stort antal varianter för små- till medelstora tillverkare samt kunder inom formverktygsindustrin.

Ett flexibelt modulkoncept gör det möjligt att snabbt ta fram effektiva verktygslösningar även när produktprogrammet ständigt förändras. De stora tillverkarna uppskattar möjligheten att på detta sätt minska på verktygslagren. För att möta behoven från industrin kommer det därför även fortsättningsvis att vara viktigt att utveckla nya tillförlitliga, precisa och digitala modulära verktyg.

[Bild 1 – Produktlinjen FLEXFIT innehåller modulära verktyg för fräsning.]    


[Bild 2 – Genom att kombinera olika produkter i MULTI-MASTER-serien går det att ta fram verktyg som är optimalt konfigurerade för olika applikationer]    


[Bild 3 – Vibrationsdämpande bom med utbytbart huvud och serraterad anslutning gör användningsområdet för uppborrning och gängning avsevärt större.]    


[Bild 4 – Alternativ för virtuell sammansättning av verktyg för processplanerare och processingenjörer.]