Production of Equipment for Restrained Drying of Paper Sheet

A Thesis work has been performed along with BillerudKorsnäs AB, as a closing course of the Bachelor of science in Mechanical Engineering, Karlstad University. This report contains the process of a product development of an equipment for restrained drying of paper.Restrained drying means locking the fibers in the sheet and prevent shrinkage during drying (zero deformation), which causes internal tensions and with the restrained drying, the mechanical properties of the paper can be affected. BillerudKorsnäs is a company that manufacture packaging materials and packaging solutions based on forestry products. Within their development work, sheets of paper need to dry, where BillerudKorsnäs has previously used drying methods that do not fulfill their wishes. Therefore, a new drying equipment is desired to be able to dry sheets in a controlled way, with restrained drying. The aim of the work was to develop a new and better equipment for drying of paper, with associated drawings for future manufacturing. A concept has been developed using various product development methods along with frequent communication with BillerudKorsnäs. In the end of the thesis, a final equipment for restrained drying that handles sheets of sizes between A5-A4 (approximately 150x210mm - 210x300mm) has been produced. According to a theoretical basis, the equipment is shown to be better adapted to the application than previous drying methods used. The result meets BillerudKorsnäs goals and requirements. Ett examensarbete har utförts tillsammans med BillerudKorsnäs AB, som en avslutande del av Högskoleingenjörsprogrammet i Maskinteknik, Karlstads Universitet. Denna rapport behandlar en produktutvecklingsprocess av en torkutrustning för inspänd torkning av pappersark.Inspänd torkning innebär att man låser arkets fibrer och förhindrar krympning under torkning (noll deformation), vilket leder till att interna spänningar byggs upp och med inspänd torkning kan man påverka ett pappers mekaniska egenskaper. BillerudKorsnäs är ett företag som levererar förpackningsmaterial och förpackningslösningar baserat på skogsråvara. Inom deras utvecklingsarbete behöver pappersark torkas, där företaget tidigare använt sig av torkmetoder som inte uppfyller deras önskemål. En ny torkutrustning med inspänd torkning önskas därför av BillerudKorsnäs, för att på ett kontrollerat och strukturerat tillvägagångssätt kunna torka ark. Målet med arbetet har varit att framställa en utrustning för denna torkprocess, i form av en 3D-modell med tillhörande ritningsunderlag. Om tid fanns skulle utrustningen också tillverkas och utvärderas, som en bonus. Vilket tyvärr inte verkställdes. Med hjälp av produktutvecklingsprocessen, experimentella analyser samt olika metoder av idégenereringar har ett koncept tagits fram som svarar på problemformuleringen. Detta koncept har sedan i hög grad utvecklats under frekvent kommunikation med BillerudKorsnäs. Avslutningsvis har en slutgiltig torkutrustning som erhåller möjlig inspänning och töjning av pappersark, med tillhörande ritningsunderlag framställts. Utrustningen är manuell och hanterar pappersark av storlek mellan A5-A4 (cirka 150x210mm - 210x300mm) och medför en kontrollerad torkning. Enligt en teoretisk grund påvisas denna vara bättre anpassad för användningsområdet än tidigare torkmetoder som använts. Resultatet uppfyller BillerudKorsnäs mål och krav.