Prototyper krävs i alla utvecklingsprojekt och utgör ett viktigt beslutsunderlag för att verifiera och driva ett projekt framåt mot färdighet.
Det kan handla om allt från digitala prototyper, framställda direkt från CAD-underlaget, till enklare designmodeller eller skarpare och mer fullfjädrade prototyper som ligger närmre den färdiga slutprodukten.
Handlar det om en fysisk produkt kan man exempelvis använda någon av alla friformningstekniker som etablerats och utvecklats starkt på senare år, eller för den delen formsprutning eller tex vakuumformning. Allt beroende på vad som ska uppnås.

Teknik med möjligheter
Men ytterligare en möjlighet är mekanisk bearbetning. En metod och tillverkningsteknik som vad gäller prototyper i metall är väl känd och vedertagen, men kanske inte fullt lika känd då det gäller prototyper i polymerer.
– Med mekanisk bearbetning har vi samma möjligheter som med andra tekniker, men med den skillnaden att vi gör det i avancerade bearbetningsmaskiner direkt i slutmaterialet.
– Det blir oftast inte så förfärligt mycket dyrare. Och det konstruktören ritar, det kan vi tillverka och verifiera i vårt mätlabb som är anpassat för polymera material, inte minst vad det gäller temperatur och fuktighet, säger Gunnar Råvik, marknadschef hos Carlsson & Möller i Helsingborg.

Specialister på plast
Carlsson & Möller är ett företag som startades 1948 och har sina rötter i Perstorp och Perstorpkoncernen.
I grunden är man grossist av plattor, rör och stänger i polymera material. Något som omfattar 30-talet olika kvaliteter och halvfabrikat av både härd- och termoplaster från enklare varianter som polypropen till mer avancerade som PEEK och tex acetal- och sulfonplast. Godkända och certifierade enligt standards och normer som USP, FDA och ISO 10993-1 och därför även fullt spårbara enligt SS-EN 10204, vilket numera krävs i många olika sammanhang.
Till detta har man sedan även byggt upp en mekanisk bearbetningsverkstad och en enhet som går under namnet ”Materialapplikationskunnande”, vilket handlar om material-, konstruktions- och produktionskunskap inom det polymera området.
– Vår materialkännedom, både som grossist och från att bearbeta polymerer, gör att vi är specialister på hur olika plastkvaliteter fungerar när man bearbetar dem. Det gör att vi kan åstadkomma ett mycket bra slutresultat, säger Gunnar Råvik.

Stor formfrihet
Mekanisk bearbetning är alltså en intressant teknik som har ett flertal fördelar som kan och därför bör beaktas om man står i begrepp att utveckla delar till en produkt i plast.
Modern bearbetningsteknik med drivna verktyg, femaxliga CNC-fräsmaskiner och svarvar som kan arbeta simultant innebär t ex stor valfrihet att tillverka i stort sett vilka kurvationer och former som helst.
– Även om det finns gränsfall ska det mycket till för att vi inte ska kunna tillverka det kunden önskar, säger Gunnar Råvik.
Ett exempel på detta är bland annat en kub i glasepoxy med ett stort antal hål som går diagonalt från den ena sidan till den andra. Hål i vilken tunna spröda stavar av glas passas in exakt för att de inte ska gå sönder.
– Utmaningen för oss låg framför allt i att hitta en metod som gjorde det möjligt att borra hålen med så hög precision att de spröda glasstavarna kunde sättas dit utan att man behövde bända och trycka och riskera att de skulle gå sönder, vilket vi lyckades med, berättar Martin Cohn, produktionsingenjör hos Carlsson & Möller.

Effektiv bearbetning
I hans arbetsuppgifter ingår att analysera och bereda kundens konstruktionsritningar så att det med hänsyn till material och bearbetningsingrepp blir möjligt att tillverka på ett så effektivt och bra sätt som möjligt utifrån de förutsättningar som gäller.
– Ofta fungerar ritningsunderlaget som vi får från kunden bra och det är endast i undantagsfall som vi verkligen behöver vända upp och ner på allting, förklarar Martin Cohn.
– Däremot är konstruktörer ofta utbildade på metall och inte på polymerer. För att slutprodukten därför ska fungera och bli bra är det viktigt att vi hjälper till och väljer rätt material och tillvägagångssätt när det gäller hur den ska tillverkas, tillägger han.
Hemligheten, förutom materialkännedomen, är inte minst att skapa fixturer som gör det möjligt att hålla fast materialet under tiden som plaststycket bearbetas.
– Det är sekunderna som räknas i tillverkningen. Så ju bättre vi kan spänna upp detaljen och bearbeta den, desto snabbare och billigare kan vi göra ingreppet, vilket är viktigt sett ur kundens ögon.
Hos Carlsson & Möller har man därför bland annat utvecklat en egen metod där man kombinerar konventionella fixturer med vakuum. En metod som Martin Cohn har utvecklat ett stort kunnande kring.
– Var för sig är fixturer och vakuum inget märkvärdigt. Men att kombinera dem ger nya möjligheter. Det har därför i ett flertal fall varit en förutsättning för att kunna tillverka detaljer med tunna väggar och snäva toleranser som till slut nästan svävat i luften, säger Martin Cohn.

Flexibel och ekonomisk teknik
Mekanisk bearbetning av plast har emellertid inte bara tekniska och produktionsmässiga fördelar utan är även en flexibel teknik som när det gäller prototyper och kortserieproduktion också har produktionsekonomiska fördelar. Ofta står sig mekanisk bearbetning också bra jämfört med t ex formsprutning av kortare serier upp till ca 1000 detaljer.
– Prototyper återkommer ofta i noll- eller kortserier. Därför väljer vi att spara alla beredningsuppgifter och verifiera prototypen redan första gången. När det sedan blir dags för att ta fram en ny detalj eller serie har vi alla uppgifterna kvar och kan snabbt komma i gång. Det är ofta också material som vi kan använda även om det görs revideringar efter att vi tillverkat den första prototypen.
Kortare ledtider i industrin och utvecklingsarbetet, med fler revideringar och produktvarianter i kombination med kortare produktlivslängd, är sådant som också talar till den mekaniska bearbetningens fördel.
– Vet man att detaljen redan från start ska tillverkas i längre seriestorlekar är det förstås befogat att gå direkt på formsprutning.
– Men handlar det om prototyper eller detaljer som kanske ska ingå i en större konstruktion, som antagligen kommer att revideras ett antal gånger innan de godkänns, då kan mekanisk bearbetning vara ett bra alternativ, säger Gunnar Råvik.
– Ibland hinner vi nästan inte leverera innan vi ombeds tillverka en ny verifierad prototyp. Så var det inte förr, då löpte produkterna i cykler på mellan fem och tio år. Men i dag revideras detaljen kanske redan efter sex månader och produktens livslängd är inte längre än kanske tre år. Då kan det ofta vara svårt ofta att räkna hem en investering i verktyg för t ex formsprutning, påpekar Martin Cohn.


Mer info: Tfn. 042-25 38 00, www.c-m.se
Artikeln hämtad från tidningen "Uppfinnaren & Konstruktören"
Länk: http://www.uppfinnaren.com