NTI CADcenter Produktudvikling sikrer gennembrud på nye markeder

Produktudvikling sikrer gennembrud på nye markeder

14. september - 2015

C.F. Nielsen A/S er med en avanceret 3D CAD-platform fra Autodesk og NTI CADcenter lykkedes med at skabe verdens største og kraftigste maskine til produktion af træbriketter. En udvikling, der samtidig har givet virksomheden en adgangsbillet til de hastigt voksende markeder i Asien og Afrika.

Den himmerlandske maskinfabrik C.F. Nielsen har gennem de seneste 70 år specialiseret sig i briketteringsanlæg, der omdanner restprodukter fra eksempelvis savværker, møbelfabrikker og landbrug til meget hårdt pressede fyringsbriketter. De har den egenskab, at de har en uovertruffen brændværdi og derfor kan anvendes som fyringsmiddel på eksempelvis fjernvarmeværker, kraftvarmeværker, men også i helt almindelige brændeovne. På den måde går C.F. Nielsens kunder fra at stå med et dagligt voksende affaldsproblem til en reel indtjeningsmulighed, idet alt lige fra små stumper trægulve og høvlspåner til riskorn, jordnøddeskaller og majskolber kan presses til briketter og dermed blive til en ekstra indtægtskilde. Det har skabt en attraktiv niche for C.F. Nielsen, der i dag er vokset til verdens største producent af mekaniske briketpressere.

Udviklingen i især Asien går imidlertid stærkt, og dette har været en medvirkende grund til at virksomheden har investeret i en 3D CAD-platform for at opretholde konkurrencedygtigheden og også fremover sikre produkternes teknologiske forspring.

– Det kan lyde mærkeligt, men vi er faktisk meget konjunkturfølsomme, fordi en nedgang i byggebranchen, møbelindustrien eller landbrugssektoren gør, at vores kunder producerer mindre og derfor har mindre restaffald. Eksempelvis blev vores omsætning halveret i 2009-2010, da krisen for alvor satte ind. Når vi samtidig er lidt dyrere end eksempelvis de asiatiske producenter, må vi konstant arbejde på at sikre vores konkurrenceevne, så vi står stærkest muligt i markedet, siger administrerende direktør Mogens Slot Knudsen og forsætter:

– Selvom kriser ikke er rare, sætter de også ting i gang. Derfor valgte vi for nogle år siden at investere i Autodesk Inventor og har samtidig opnået støtte fra Energistyrelsen og Markedsmodningsfonden med
det formål at udvikle og afsætte nye produkter. Samlet medfører dette, at vi lige nu står stærkere end nogensinde, fastslår han.

Adm. direktør Mogens Slot Knudsen

Adm. direktør Mogens Slot Knudsen

Kundedrevet udvikling
Virksomheden blev grundlagt i 1889 som et traditionelt jernstøberi, hvor opgaverne oftest bestod af kakkelovne og staldvinduer, men i 1930’ene ændrede virksomheden karakter og begyndte i højere grad at udvikle specielle maskiner i tæt samarbejde med kunderne. Sidstnævnte gennemsyrer også virksomheden den dag i dag, for en meget stor del af den nuværende produktion af briketpressere udvikles i forhold til den enkelte kundes krav og behov.

Grundlæggende er metoden bag briketpresserne briketpresserne – uanset kundens ønsker – dog den samme; træaffaldet opsamles i en doseringssilo, hvorfra en udmader fører det videre ned i en presse, som komprimerer træet med helt op til 10 gange den oprindelige massefylde. Derfra føres det formpressede træ igennem kølebaner, hvor det til sidst afskæres i passende størrelser. Undervejs i processen frigøres stoffet lignin, der helt naturligt er med til at binde træet sammen. afhængigt af træets beskaffenhed kan C.F. Nielsens briketpressere dog også tilsætte additiver, der gør det muligt at brikettere vanskelige råvarer.

reference C.F. Nielsen - maskine2

Fordelene til at få øje på
Historisk set er produktudviklingen foregået på traditionel vis med fysiske prototyper, der i løbet af udviklingsprocessen
gradvist er ændret, så de til sidst har opnået det optimale samspil mellem holdbarhed og produktionsomkostninger. Det er imidlertid både dyrt og tidskrævende, og derfor implementerede C.F. Nielsen i samarbejde med NTI CADcenter Autodesk Inventor. Det førte til en total ændring af virksomhedens arbejde med produktudvikling.

– Vi har at gøre med nogle maskiner, hvor der som en del af produktionsprocessen bliver frigjort
enorme kræfter, når briketterne skal presses. Det stiller store krav til vores maskiners holdbarhed og ikke mindst vores evne til at teste komponenterne, inden vi bygger maskinerne. I gamle dage var det en traditionel trial and error-proces, som selvfølgelig var dyr og ikke helt pålidelig. I dag kan vi simulere det hele i en virtuel prototype, og det har gjort en kæmpe forskel for os, fortæller Mikkel Nielsen, head of Engineering & Operations hos C.F. Nielsen.

Kombination af viden og 3D CAD Eksempelvis kan C.F. Nielsen, i kraft af det indbyggede Dynamic Simulationmiljø i Inventor, meget nøjagtigt simulere maskinens hovedmotors ydede moment, samt påføre de udefrakommende kræfter, der optræder som følge af komprimeringen af biomassen. På den måde simuleres, hvad der sker, når stemplet presser, svinghjulet roterer, hvor meget det betyder at ændre på vægten af bevægelige komponenter, og hvad der sker, når driftsbelastningen øges til det maksimale niveau.

 

– Den største af vores nyudviklede maskiner presser med op til 300 ton, cirka 160 gange i minuttet. Dette stiller naturligvis store krav til komponenternes styrke og modstandsevne overfor udmattelsesbrud. I forhold til omkostninger under udvikling, samt time-to-market, er det afgørende, at vi ved, hvordan tingene opfører sig i den virkelige verden, allerede inden den første maskindel produceres. Denne viden opnår vi med Inventors FEM- og dynamiske simuleringsmoduler, samt en god portion viden om, hvordan man regner på den slags. Det betyder, at vi kan simulere, hvordan selv helt små ændringer påvirker den samlede model. Det er ekstremt stærkt, og sammen med vores ekspertise, når det gælder brikettering, giver det os en unik profil i markedet, siger Mikkel Nielsen.

reference C.F. Nielsen - maskine1

Ny maskine sætter ny standard
Ud over en kortere udviklingstid for nye produkter har adgangen til Inventor og Dynamic Simulation-værktøjet gjort, at C.F. Nielsen med sin nyeste maskine har sat en helt ny standard for briketpressere.

– Vi er ved at lægge sidste hånd på vores seneste produkttilføjelse, som har den særlige egenskab, at den har en høj kapacitet samtidig med, at den kan presse store briketter ud med en meget høj densitet. Det gør den velegnet til industriel fremstilling af briketter, og især i Asien og Afrika, hvor restprodukter fra eksempelvis landbruget forekommer i meget store mængder, forventer vi os meget af denne maskine. Den har i høj grad været med til at åbne disse nye og meget lovende markeder for os, fortæller Mogens Slot Knudsen.

Mønstereksempel
C.F. Nielsen har valgt NTI CADcenter som implementeringspartner, og her lyder vurderingen, at den positive udvikling i C.F. Nielsen i høj grad skyldes en kombination af Inventor og ikke mindst konstruktionsafdelingens evne til at udnytte værktøjerne:

”C.F. Nielsen er jo på papiret et mønstereksempel på en virksomhed, der virkelig kan høste fordelene ved en digital prototyping-platform, fordi så mange af produkterne skræddersyes til den enkelte kundes behov. Her er simuleringsværktøjet i Inventor helt afgørende, når man arbejder med så store emner som i C.F. Nielsens tilfælde, og derfor er det meget positivt at se, hvordan det er med til at øge virksomhedens evne til at udvikle nye, avancerede maskiner”, siger Jørgen D. Kristensen, salgschef – Industridivision i NTI CADcenter.

Modelleret digitalt fra start til slut
At konkurrenceevnen vitterligt er styrket, ses tydeligt af den seneste maskine, som C.F. Nielsen har udviklet. Den er fra start til slut modelleret digitalt i Inventor og er lige nu verdens største briketteringsmaskine. Det er en stjerneformet 9-akset briketpresse med en produktionskapacitet på mere end fem tons i timen. Den har desuden den egenskab, at den kan producere såkaldt torrified-briketter, hvor man har fjernet 25% af træets fyldstof, som ikke indeholder energi. Hermed opnår man et højere energiindhold pr. ton, hvilket reducerer logistikomkostningerne. Torrefied briketter kan fyres direkte i kulkraftværker, sammen med kul eller alene, hvilket medfører store besparelser for energiselskaberne, da de undgår at ombygge kraftværkerne til biomasse.

– Det er en meget avanceret briketteringsmaskine, og det debatteres lige nu livligt i internationale kredse, om denne form for torrified-briketter kan erstatte en del af det traditionelle kulforbrug. Derfor har Energistyrelsen støttet os med et stort millionbeløb, og Markedsmodningsfonden er samtidig gået ind og garanterer, at de nye kunder til produktet kun står med en meget lille risiko, hvis de vælger at købe maskinen. Det vidner om potentialet, og vi er selvfølgelig meget spændte på at se, hvordan markedet reagerer på maskinen, lyder det til slut fra Mogens Slot Knudsen.

Har du spørgsmål, eller andet du gerne vil tale med os om, er du altid velkommen til at kontakte os.

70 10 14 00 | nti@nti.dk