Kuitupohjaisten pakkausten muodonanto Juha Varis
Kuitupohjaisten pakkausten muodonanto Juha Varis
Kuitupohjaisten pakkausten muodonanto Juha Varis
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
KUITUPOHJAISTEN PAKKAUSTEN<br />
MUODONANTO<br />
Professori <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong><br />
Lappeenrannan teknillinen yliopisto<br />
Konetekniikan osasto<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TAUSTAA<br />
• Lappeenrannan teknillisen yliopiston Konepajatekniikanja<br />
levytyötekniikan laboratorio ja Stora Enso on tehnyt<br />
tutkimusyhteistyötä vuodesta 2002 lähtien.<br />
• Tutkimusyhteistyö liittyy Stora Enson voimakkaaseen<br />
muovipäällysteiden, kartongin ominaisuuksien ja uusien<br />
bisnesmallien kehitystyöhön.<br />
• Konetekniikan osastolla tutkimus on keskittynyt<br />
kartongin ominaisuuksiin, aihionvalmistukseen ja <strong>muodonanto</strong>tekniikkaan.<br />
• Lisäksi pakkaukselta vaadittavia ominaisuuksia on<br />
analysoitu asiakastarve- ja markkina-analyysien avulla.<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
MAP (modifioitu ilmakehä)<br />
Tiivis<br />
suljentapinta<br />
ja koko<br />
rakenne<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
KARTONKIPAKKAUKSEN VALMISTUSPROSESSI<br />
VALMISTUSTEKNISEN<br />
TUTKIMUKSEN PAINOPISTEET<br />
KONVERTOINTIVAIHE<br />
Elintarviketeollisuus<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
KARTONKIPAKKAUKSEN VALMISTUSPROSESSI<br />
AIHIONVALMISTUS JA MUODONANTO<br />
Painovoima<br />
Kpl-orientaatio<br />
Nopeus<br />
Stand-alone<br />
Adaptiivisuus<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Teknologiateollisuus Suomessa<br />
• Puuttuu suursarjatuotanto (ei autoteollisuutta)<br />
• Tuotantojärjestelmien tulee olla joustavia<br />
• FMS (joustava automaattinen tuotantojärjestelmä)<br />
• Vaaditaan nopeasti uudelleen konfiguroitavia/-uvia<br />
tuotantojärjestelmiä<br />
• Verkostoitunut<br />
• Paljon yrityksiä ilman omaa tuotetta ja tuotesuunnittelua<br />
• Paljon kunnossapitoa tekeviä yrityksiä (metsäklusterille)<br />
• ”Kiina-ilmiö” luo uusia paineita<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Funktionaalinen tuotanto<br />
Leikkaus<br />
Varastoalue<br />
Särmäys<br />
Maalaus<br />
Kokoonpano<br />
”Stand-Alone”<br />
Levytyökeskus<br />
• koneet hajallaan<br />
• paljonmateriaalin käsittelyä (kuljetusta)<br />
• paljon välivarastointia (KET)<br />
Osto-osat<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
FM-järjestelmään perustuva tuotanto<br />
• virtautettu tuotanto<br />
• automaattinen materiaalinkäsittely<br />
• välivarastot ja kuljetukset minimoitu<br />
• valmiudet RM-tuotantoon<br />
• osakokoonpanot loppukokoonpanoon<br />
FM-tason levytyökeskus<br />
+<br />
Kulmaleikkuri / Laseri<br />
Taivutusautomaatti<br />
Osakokoonpanot maalaukseen ja loppukokoonpanoon<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Merkitys materiaali- ja tietovirtaan<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Merkitys tuotannonohjaukseen<br />
12<br />
vs.<br />
3<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong><br />
NC-työstökoneita<br />
Kpl-käsittely robotisoitu<br />
Automaattivarasto<br />
Järjestelmäohjain<br />
Konenäkötekniikka<br />
Adaptiivisuus<br />
Konfiguroitavuus<br />
Joustavuus
Levytyökeskus 2,5 kW:n laserilla<br />
n. 120 työkalua<br />
iskunopeus tyypillisesti 400 i/min (1.200 i/min)<br />
liikkeet jopa 4G ja 300 m/min<br />
hinta n. 650.000 €<br />
Purku ja<br />
lajittelu<br />
Lävistysyksikkö<br />
Lastauslaite<br />
aihio max. 1500 x 3000 mm<br />
Aihion max. paksuus 8 mm<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong><br />
Kuva: Finn-Power Oy<br />
Ohjain<br />
CO 2 -laser 2,5 kW<br />
Tiedonsiirto
Käytettävyys 92%<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Komponenttitoimittaja Järjestelmätoimittaja Päähankkija<br />
Vastuu tuoteominaisuuksista ja tuotannosta siirtyy ketjussa taaksepäin<br />
Mekaniikkavalmistukseen tullut mukaan<br />
myös suunnitteluvastuu, vaaditaan järjestelmäosaamista.<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
BRAND OWNER MODEL<br />
Business Models<br />
BRAND OWNER<br />
WHOLESALE<br />
CO-PACKER MODEL<br />
AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS…)<br />
CO-PACKER<br />
BRAND OWNER<br />
WHOLESALE<br />
AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS…)<br />
CONVERTER MODEL<br />
CONVERTER BRAND OWNER /<br />
CO-PACKER<br />
WHOLESALE<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong> AUTOMATION (ROBOTS, MANIPULATORS…)
Benchmarking – Best Practise<br />
• Prototypointi; rapid prototyping, rapid tooling, rapid<br />
manufacturing<br />
• Koneiden ja laitteiden suunnittelu<br />
– Concurrent Engineering (rinnakkaissuunnittelu)<br />
– DFM(A) (valmistusystävällinen tuotesuunnittelu<br />
• Materiaaliominaisuudet (teräs – kartonki)<br />
– Venymä (murtovenymä ns. A 80 -arvo)<br />
• FEM (tietokoneavusteinen lujuuslaskenta)<br />
• Robotiikka ja kappaleenkäsittelytekniikat, käytöt,<br />
säätötekniikka, konenäkö<br />
• Suurnopeuskoneistus<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Laserilla sulatetaan kerros kerrokselta metallipulverista solid-tuote<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Kustannukset<br />
Kustannussäästö<br />
RP-tekniikalla saavutettu ajan ja kustannustensäästö<br />
Valmis proto<br />
RPT / perint.menet.<br />
Valmis tuote<br />
RPT / perint.menetelmillä<br />
RPT<br />
Perinteinen<br />
tekniikka<br />
Ideasta<br />
prototyypiksi<br />
Aika<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong><br />
Prototyypin valmistuksessa<br />
säästetty aika<br />
Kokonaisajan säästö
&VALMISTETTAVUUS (DFM)<br />
SUUNNITTELU<br />
VALMISTUS<br />
VALMISTUS-<br />
TEKNIIKAT<br />
KONSTRUKTIO-<br />
TEKNIIKKA<br />
MUOTOILU / DESIGN<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong><br />
FEM
Muotojen valmistus<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Karkaistussa tilassa työstetty esimerkkikappale (Matsuura LX-1)<br />
Vieressä ns. multipod-tyyppinen työstökone<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TAVOITTEENA OPTIMAALINEN PAKKAUS<br />
BRAND OWNER<br />
BRAND OWNER<br />
RUOKATALO<br />
OPTIMAALINEN PAKKAUS<br />
SOPIMUSPAKKAAJA,<br />
CO-PACKER<br />
CO-PACKER<br />
KONVERTTERI…<br />
LTY/KOTE<br />
VAATIMUKSET<br />
PAKKAUKSELLE<br />
VALMISTUSTEKNINISET RATKAISUT<br />
SÄILYTTÄÄ<br />
TUOTTEEN<br />
OMINAISUUDET<br />
SUOJAA<br />
YMPÄRISTÖÄ<br />
TUOTTEELTA<br />
MAHDOLLISTAA<br />
TEHOKKAAN<br />
TUOTANNON<br />
VÄHENTÄÄ<br />
HÄVIKKIÄ<br />
SUOJAA TUOTETTA<br />
YMPÄRISTÖLTÄ<br />
PARANTAA<br />
HYGIENIAA<br />
TURVALLINEN JA<br />
HELPPO KÄYTTÄÄ<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TUOTANTOTALOUDEN NÄKÖKULMAN<br />
KULMA<br />
ASIAKASTARPEIDEN MÄÄM<br />
ÄÄRITTÄMINEN<br />
BRAND OWNER<br />
BRAND OWNER<br />
RUOKATALO<br />
ASIAKAS-<br />
TARPEIDEN<br />
TUNNISTAMINEN<br />
ASIAKAS-<br />
TARPEIDEN<br />
ANALYSOINTI<br />
VAATIMUKSET<br />
PAKKAUKSELLE<br />
TEKNINEN<br />
RATKAISU<br />
CO-PACKER<br />
CO-PACKER<br />
SOPIMUSPAKKAAJA,<br />
KONVERTTERI…<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TUOTANTOTALOUDEN NÄKÖKULMAN<br />
KULMA<br />
KUSTANNUSTEN ANALYSOINTI ARVOKETJUSSA<br />
VALMISTUSKUSTANNUKSEN JAKAUTUMINEN VALMISTUSVAIHEITTAIN<br />
40%<br />
15%<br />
5%<br />
30%<br />
Useita raakaainevaihtoehtoja<br />
pakkauksille<br />
10%<br />
KONVERTOINTIVAIHE<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TULEVAISUUDENNÄKYMI<br />
KYMIÄ<br />
– Mallia kappaletavara- ja massatuotantovalmistuksesta<br />
– Uudentyyppiset koneet ja laitteet<br />
– Muotoilu -> FEM -> proto -> työkalutekniikka -> tuotanto<br />
– Tuotannon koko arvoketjun kokonaisvaltainen hallinta -<br />
”rullasta-jääkaappiin”<br />
PILOT-LINJA<br />
BOSCH<br />
BOSCH<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
TUTKIMUSYHTEISTYÖKUMPPANIT<br />
KUMPPANIT<br />
LTY<br />
STORA ENSO<br />
Consumer boards<br />
KAAKKOIS-SUOMEN OSAAMISKESKUS<br />
Toiminnallinen pakkaaminen<br />
Konetekniikan osasto<br />
Prof. TkT <strong>Juha</strong> <strong>Varis</strong>
Change language