3D-print af supportelement gav færre bakterier og større fødevaresikkerhed

Marel er en førende global leverandør af industrielle forarbejdningsmaskiner til fødevareindustrien, og da virksomheden skulle udvikle et nyt supportelement til industriel skæring af kød, blev 3D-print i metal tænkt ind på et tidligt tidspunkt.

I forbindelse med udviklingen af et nyt industrielt portionsskæringsmodul havde Marel brug for et supportelement, som kunne stoppe kødet – fx koteletter – på produktionslinjen, holde det fast mens kniven skar, og efterfølgende sende de afskårne stykker videre i produktionen. Lad os hjælpe dig med produktion af 3D-print

Netop adskillelsen og justeringen af kødet har altid været en udfordring på grund af den måde, hvorpå kødproteiner binder de afskårne stykker efter portionsskæringen, og derfor var der behov for nytænkning.

Resultatet blev et supportelementet, som består af en slags ’kødvæg’, som stopper kødet mens kniven skærer, samt en rulle, som sender de afskårne koteletter videre på samlebåndet. De to elementer er designet, så de kan gå ind i hinanden i en glidende bevægelse og dermed arbejde enormt hurtigt og præcist, samtidig med at problemet med bindingen af de afskårne stykker elimineres.

Færre bakterier med 3D-print
I første omgang havde Marel selv lavet en prototype på supportelementet, som bestod af omkring 40 dele; en aksel, 19 laserskårne metalskiver, 18 afstandsstykker og to møtrikker. Prototypen var et forsøg på at lave et billigere alternativ til at fræse emnet ud, og selvom produktionsmetoden som sådan fungerede, var der stor bakterieopsamling i de mange samlinger.

Herefter faldt valget på 3D-print i metal som løsning, og Marel gik hurtigt i gang med at re-designe supportelementet specifikt til 3D-print, så det udnyttede teknologiens muligheder til fulde.

Supportelementet er i direkte kontakt med fødevarer, så der er mulighed for, at bakterier kan ophobe sig i samtlige spalter, samlinger og åbninger, og disse bakterier kan overføres direkte til kødet. Derfor var vi rigtig begejstrede for muligheden ved at 3D-printe supportelementet i ét stykke, og vægtreduktionen var samtidig et positivt element, da supportelementet bevæger sig MANGE gange i sekundet.

- Matias Taul Hansen, Technical Designer, Marel

Efter nogle indledende tests hos en udenlandsk 3D-printleverandør, som printede en del af supportelementet i metal, flyttede Marel udviklingen til Danmark, hvor Teknologisk Institut kunne tilbyde den fornødne viden til at rådgive om mulighederne med 3D-printede overflader samt en god business case – en viden, der ikke var tilgængelig hos leverandørerne i udlandet, men som Marel tidligere har draget nytte af fra Teknologisk Institut under udviklingen af både laksegribere og robotgribere. Samtidig har Teknologisk Institut fødevareoverensstemmelses-erklæringer på 3D-metalprint og fuld sporbarhed gennem hele produktionen.

Udviklingsforløb optimerede design
I samarbejdet omkring udviklingen af supportelementet har Teknologisk Institut hjulpet Marel med at udvikle designet, så emnet får den ønskede overflade og de rette egenskaber, og samtidig har Teknologisk Institut undersøgt, hvilke dele af supportelementet der vil være hensigtsmæssige at bearbejde. Desuden har Teknologisk Institut undersøgt, hvordan supportelementet kan vægtoptimeres ved at lette konstruktionen. Mindre materiale giver nemlig et lettere og hurtigere emne, som samtidig bliver billigere at producere.

Efterfølgende har Teknologisk Institut 3D-printet flere versioner af supportelementet og hjulpet med rådgivning, vejledning og sparring undervejs.

Med de ønsker, Marel har haft til supportelementets egenskaber og udformning, har 3D-print været et oplagt valg på grund af designfriheden og muligheden for at samle flere dele og funktioner i et element, så man undgår bakterieopsamlende svejserevner.
​ Se hvordan vi kan hjælpe dig med 3D-print

- 3D-print er en væsentlig billigere løsning end at fræse emnet ud, og sammenlignet med laserskæring er 3D-print også at foretrække, da vi undgår samlinger, hvor bakterier kan ophobe sig. Ved at 3D-printe i titanium opnår vi desuden et emne med en lavere vægt, som er billigere at producere, og som kan arbejde hurtigere, fortæller Kristian Rand Henriksen, konsulent på Teknologisk Institut.  

Videoen herunder viser, hvordan supportelementet bliver 3D-printet, og hvilke processer det gennemgår efterfølgende. Casen fortsætter under videoen.

Klar til produktion
Udviklingsforløbet har været hurtigt og effektivt, da Marel havde en stram deadline fordi den færdige maskine skulle præsenteres på en messe. Det betød, at det overordnede design hurtigt kom på plads, og efterfølgende har der så været en løbende dialog om design og kvalitet ud fra en række printede versioner, hvor flere dele er blevet tilføjet til supportelementet – fx den rulle, der sender det udskårne kød videre i processen.

Vi har haft et rigtig godt samarbejde med Marel, og sammen har vi gennem udviklingsforløbet skabt det færdige produkt, som nu er testet og klar til at sætte i produktion – og her er vi på Teknologisk institut også konkurrencedygtige på prisen i forhold til resten af Europa.

- Kristian Rand Henriksen, Teknologisk Institut

Med det færdigudviklede supportelement har Marel kunnet lave den ideelle løsning på udfordringen med binding af afskårne kødstykker, hvor de opnår et enestående niveau af nøjagtighed og pålidelighed - selv på mindre portioner. Adskillelsen af kødet er nu helt perfekt, og det optimerer hele arbejdsprocessen, ligesom det reducerer spild og øger kvaliteten af slutproduktet.