Ogólnopolskie Czasopismo Techniczne
PowÅ‚oki narzÄ™dzi do bardziej zrównoważonej obróbki
Monolityczny wÄ™glikowy frez trzpieniowy z powÅ‚okÄ… wykonanÄ… w technologii Zertivo™ 2.0 zapewnia korzyÅ›ci w postaci wiÄ™kszej trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia
W ostatnich latach bardzo zmieniÅ‚o siÄ™ nastawienie producentów do kwestii zrównoważonego rozwoju. Z badaÅ„ przeprowadzonych przez firmy Schneider Electric i Omdia wynika, że 49% firm produkcyjnych inwestujÄ…cych w zrównoważony rozwój oczekuje wyższej wydajnoÅ›ci i obniżenia kosztów. Jednak choć rozmowy dotyczÄ…ce zrównoważonej produkcji zwykle dotyczÄ… rozwiÄ…zaÅ„ z kategorii PrzemysÅ‚ 4.0, firmy nie mogÄ… zignorować znaczÄ…cej roli, jakÄ… mogÄ… odegrać narzÄ™dzia skrawajÄ…ce, takie jak powlekane monolityczne wÄ™glikowe frezy trzpieniowe. W tekÅ›cie Anders Micski, dyrektor ds. gatunków i technologii w oddziale narzÄ™dzi monolitycznych (SRT) w firmie Sandvik Coromant, wyjaÅ›nia, dlaczego zaawansowane powÅ‚oki narzÄ™dziowe mogÄ… sprzyjać bardziej zrównoważonej obróbce.
Obecnie zakÅ‚ady obróbki skrawaniem zdajÄ… sobie sprawÄ™, że wÅ‚aÅ›ciwa strategia zrównoważonego rozwoju decyduje o sukcesie lub porażce – zwÅ‚aszcza w kontekÅ›cie dzisiejszych problemów z Å‚aÅ„cuchami dostaw oraz niedoborów materiaÅ‚ów i wykwalifikowanego personelu. Jednak na drodze do uczynienia produkcji bardziej zrównoważonÄ… stojÄ… potężne przeszkody. Niemal jedna trzecia liderów produkcji uczestniczÄ…cych w badaniu przeprowadzonym przez firmy Schneider Electric i Omdia stwierdziÅ‚o, że istniejÄ…ce zasoby i infrastruktura ich organizacji stanowiÄ… przeszkodÄ™ na drodze ku bardziej ekologicznej przyszÅ‚oÅ›ci. W badaniu 27% ankietowanych wskazaÅ‚o koszty lub budżet jako gÅ‚ównÄ… przeszkodÄ™, natomiast dla 19% wyzwaniem byÅ‚y zmiany w kulturze organizacji lub ryzyko zwiÄ…zane ze zmianÄ… istniejÄ…cych procesów.
ChcÄ…c przezwyciężyć te przeszkody, producenci powinni wziąć pod uwagÄ™ istotne korzyÅ›ci z punktu widzenia zrównoważonej produkcji, jakie może przynieść zastosowanie lepszych narzÄ™dzi skrawajÄ…cych. WiÄ™ksza trwaÅ‚ość narzÄ™dzi może z pewnoÅ›ciÄ… sprzyjać zrównoważonej produkcji i wiąże siÄ™ z szeregiem innych zalet, do których należy zmniejszenie liczby narzÄ™dzi potrzebnych w przebiegu produkcji oraz zmniejszenie zapotrzebowania na kosztowne wymiany narzÄ™dzi. InnÄ… zaletÄ… trwalszych narzÄ™dzi jest możliwość wytwarzania bardziej wszechstronnych produktów – z dwóch powodów. Po pierwsze: za pomocÄ… narzÄ™dzia o dÅ‚uższym okresie eksploatacji można zrealizować wiÄ™kszÄ… liczbÄ™ cykli produkcyjnych, zanim zajdzie potrzeba jego wymiany lub serwisowania. Po drugie: przy dÅ‚uższym okresie użytkowania narzÄ™dzie utrzymuje swojÄ… precyzjÄ™ i wydajność przez dÅ‚uższy czas, czego skutkiem jest wyższa jakość i powtarzalność wytwarzanych produktów.
Nie oznacza to, że uzyskanie przewagi nad konkurencjÄ… w produkcji nie jest wyzwaniem. Z jednej strony obniżka kosztów dziÄ™ki doborowi wÅ‚aÅ›ciwych narzÄ™dzi i strategii optymalizacji pomaga z znacznym skróceniu czasu obróbki oraz nawet dwukrotnym wydÅ‚użeniu okresu eksploatacji narzÄ™dzia. Z drugiej strony ciÄ…gÅ‚e prace badawczo-rozwojowe nad wyzwaniami, przed którymi stojÄ… zakÅ‚ady obróbki skrawaniem, majÄ… zasadnicze znaczenie dla zapewnienia technologicznej gotowoÅ›ci narzÄ™dzi i ich wymaganego standardu.
Różne rodzaje zużycia
Skupmy siÄ™ na wÄ™glikowych frezach trzpieniowych. Na trwaÅ‚ość frezów wpÅ‚ywa kilka czynników. Należą do nich różne rodzaje zużycia, w tym zużycie kraterowe i starcie na powierzchni przyÅ‚ożenia, a także wykruszanie siÄ™ krawÄ™dzi skrawajÄ…cej, które czÄ™sto jest skutkiem drgaÅ„ wystÄ™pujÄ…cych w przedmiocie obrabianym lub w obrabiarce.
Kilka aspektów konstrukcji frezu trzpieniowego wpÅ‚ywa na jego podatność na zużycie, w tym podÅ‚oże, powÅ‚oka ochronna i geometria narzÄ™dzia. Geometria ma szczególny wpÅ‚yw na funkcjonalność narzÄ™dzia, co opisano w raporcie Study on tool life and its failure mechanisms autorstwa Kamala Institute of Technology & Science (KITS) w Indiach: „Geometria narzÄ™dzia ma kluczowy wpÅ‚yw na jego trwaÅ‚ość, a do ważnych czynników należą kÄ…t przyÅ‚ożenia i kÄ…t natarcia”. Ponadto wybór materiaÅ‚u lub gatunku dla narzÄ™dzia może istotnie wpÅ‚ywać na jego prÄ™dkość obrotowÄ… i posuw podczas obróbki, oddziaÅ‚ujÄ…c na takie czynniki, jak odporność narzÄ™dzia na zużycie, jego twardość, odporność na wysokie temperatury oraz tarcie i spÅ‚yw wiórów.
W firmie Sandvik Coromant dziaÅ‚ ds. gatunków i technologii, bÄ™dÄ…cy częściÄ… jednostki biznesowej dla monolitycznych narzÄ™dzi obrotowych (BU SRT), stale prowadzi badania nad tymi czynnikami, szukajÄ…c nowych sposobów poprawy trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia. ZespóÅ‚ ten wspóÅ‚pracuje z innymi dziaÅ‚ami badawczo-rozwojowymi Sandvik Coromant, pracujÄ…cymi nad tworzeniem powÅ‚ok narzÄ™dzi wykonanych metodÄ… fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). PVD to proces, w którym powÅ‚oka osadza siÄ™ na powierzchni narzÄ™dzia, aby zwiÄ™kszyć jego trwaÅ‚ość i funkcjonalność, a w szczególnoÅ›ci – wydÅ‚użyć okres jego eksploatacji.
BadajÄ…c nowe możliwoÅ›ci zwiÄ™kszenia trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzi, dziaÅ‚y ds. gatunków i technologii oraz PVD skupiÅ‚y siÄ™ nad badaniach nad wpÅ‚ywem powÅ‚ok PVD, z pominiÄ™ciem innych czynników, takich jak substrat i geometria. W badaniach prowadzonych przez Sandvik Coromant uwzglÄ™dniono także informacje przekazane przez klientów, które pomogÅ‚y inżynierom Sandvik Coromant w dalszej optymalizacji wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci pokrycia wykonanego metodÄ… PVD.
W wyniku tych badaÅ„ powstaÅ‚y nowe pokrycia, co doprowadziÅ‚o do dalszej poprawy trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia i tym samym zwiÄ™kszeniu wydajnoÅ›ci samego narzÄ™dzia. ObejmujÄ… one jedno rozwiÄ…zanie do obróbki materiaÅ‚ów z grupy ISO-P i drugie do obróbki materiaÅ‚ów z grupy ISO-M.
Nowa powłoka
CiÄ…gÅ‚e prace badawczo-rozwojowe prowadzone przez Sandvik Coromant doprowadziÅ‚y do powstania szeregu nowych powÅ‚ok do monolitycznych wÄ™glikowych frezów trzpieniowych. Najnowsze rozwiÄ…zanie to asortyment powÅ‚ok wykonanych w technologii Zertivo™ 2.0, które łączÄ… najwyższej klasy produktywność z wyjÄ…tkowÄ… wydajnoÅ›ciÄ… skrawania metalu przy najwyższym możliwym poziomie niezawodnoÅ›ci obróbki. Umożliwia to wykorzystanie w peÅ‚ni potencjaÅ‚u gatunku. Gatunek frezarki wykonany w technologii Zertivo™ oferuje bardzo odpornÄ… krawÄ™dź skrawajÄ…cÄ…. Bardzo udarny substrat i zoptymalizowane pokrycie skutecznie zapobiegajÄ… wykruszaniu siÄ™ krawÄ™dzi i pÄ™kniÄ™ciom, do których dochodzi w trudnych warunkach obróbki.
Niezawodne frezowanie
PowÅ‚oki wykonane w technologii Zertivo™ 2.0 sÄ… zupeÅ‚nie wyjÄ…tkowe i w dwóch nowych gatunkach przeznaczone specjalnie do monolitycznych frezów trzpieniowych CoroMill® Plura HD do ciężkiej obróbki zgrubnej stali ISO P i stali nierdzewnej ISO M. Asortyment CoroMill® Plura obejmuje wysokiej jakoÅ›ci wÄ™glikowe frezy trzpieniowe zapewniajÄ…ce produktywność, wydajność i doskonale niezawodny przebieg frezowania.
CoroMill® Plura HD to w ofercie Sandvik Coromant rozwiÄ…zanie pierwszego wyboru do ciężkiego frezowania stali i stali nierdzewnej (grupy ISO P i ISO M), umożliwiajÄ…ce bezpiecznÄ… i wydajnÄ… obróbkÄ™ frezami trzpieniowymi. DziÄ™ki nowym gatunkom z powÅ‚okÄ… w technologii Zertivo™ 2.0 można osiÄ…gnąć jeszcze lepszÄ… trwaÅ‚ość narzÄ™dzia, bezpieczeÅ„stwo obróbki i produktywność. Nowe gatunki umożliwiajÄ… zwiÄ™kszenie zalecanej prÄ™dkoÅ›ci skrawania o 30% w gÅ‚ównych obszarach zastosowaÅ„ do materiaÅ‚ów z grup ISO P i ISO M, a także w drugorzÄ™dnych zastosowaniach do materiaÅ‚ów z grup ISO K i ISO S (dziÄ™ki zoptymalizowanemu ksztaÅ‚towi rowka wiórowego, który zapewnia skuteczne odprowadzanie wiórów).
Asortyment CoroMill Plura® obejmuje narzÄ™dzia do ciężkiej obróbki zgrubnej i obróbki wykoÅ„czeniowej, nadajÄ…ce siÄ™ do różnych zastosowaÅ„ i materiaÅ‚ów, w tym również do materiaÅ‚ów trudno skrawalnych i bardzo twardych stali nawet do 63 stopni w skali twardoÅ›ci C wg Rockwella (HRc). Gatunki przeznaczone do obróbki stali nierdzewnej sÄ… dostÄ™pne w dwóch wariantach frezów: z chÅ‚odziwem doprowadzanym wewnÄ™trznie w celu poprawy kontroli temperatury i spÅ‚ywu wiórów oraz bez wewnÄ™trznego doprowadzania chÅ‚odziwa.
Testy wydajności
Frez CoroMill® Plura HD udoskonalony dziÄ™ki technologii Zertivo™ 2.0 zostaÅ‚ poddany licznym testom wydajnoÅ›ci i porównany z monolitycznymi wÄ™glikowymi frezami trzpieniowymi z oferty konkurencji. Jeden z testów polegaÅ‚ na obróbce przedmiotu z materiaÅ‚u SS1672 (C45) 160 HB z grupy ISO P, a inny test – na obróbce przedmiotu z materiaÅ‚u 1.4404 (316L) z grupy ISO M.
W przedmiocie z materiaÅ‚u ISO M wykonano frezowanie rowków, podczas którego narzÄ™dzia pracowaÅ‚y z nastÄ™pujÄ…cymi parametrami: prÄ™dkość skrawania (Vc) wynoszÄ…ca 90 m/min, posuw na ostrze (fz) wynoszÄ…cy 0,05 mm/ostrze, promieniowa głębokość skrawania (ae) wynoszÄ…ca 10 mm oraz osiowa głębokość skrawania (ap) wynoszÄ…ca 5 mm. Frez CoroMill® Plura HD osiÄ…gnÄ…Å‚ wzrost trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia o 65%. W materiale ISO P wykonano frezowanie wystÄ™pu na sucho z nastÄ™pujÄ…cymi parametrami skrawania: Vc wynoszÄ…ca 235 m/min, fz wynoszÄ…cy 0,1 mm/ostrze, ae wynoszÄ…ca 7,5 mm i ap wynoszÄ…ca =5 mm. W tym procesie frez CoroMill® Plura HD osiÄ…gnÄ…Å‚ wzrost trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia o 150% w porównaniu z narzÄ™dziem z oferty konkurencji.
Firma Sandvik Coromant zaleca stosowanie frezów CoroMill® Plura HD w technologii Zertivo™ 2.0 do produkcji części maszyn , na potrzeby przemysÅ‚u motoryzacyjnego oraz ogólnie w obróbce stali i stali nierdzewnej. W przyszÅ‚oÅ›ci inżynierowie Sandvik Coromant zajmujÄ…cy siÄ™ narzÄ™dziami skrawajÄ…cymi i pracami badawczo-rozwojowymi planujÄ… rozszerzenie zastosowania pokryć w technologii Zertivo™ 2.0 na całą liniÄ™ narzÄ™dzi. Pokrycia te majÄ… pomóc klientom w osiÄ…gniÄ™ciu lepszej wydajnoÅ›ci i oszczÄ™dnoÅ›ci wobec kontynuacji zwrotu producentów w stronÄ™ zrównoważonego rozwoju.
Aby dowiedzieć siÄ™ wiÄ™cej o oferowanych przez firmÄ™ Sandvik Coromant monolitycznych wÄ™glikowych frezach trzpieniowych CoroMill®Plura HD, ulepszonych poprzez zastosowanie powÅ‚ok wykonanych w technologii Zertivo™2.0 zwiÄ™kszajÄ…cych okres trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia, odwiedź naszÄ… witrynÄ™ internetowÄ….