Informacje prasowe

Holistyczne zrozumienie procesu w celu uzyskania optymalnych wyników obróbki

Ekonomiczna obróbka tytanu

Obróbka tytanu zasadniczo róĹźni się od obróbki Ĺźeliwa lub stali. Aby uzyskać wyniki ekonomiczne, naleĹźy optymalnie zaprojektować technologię narzędzi i proces. Dzięki całościowemu zrozumieniu ogólnych powiązań w obróbce tytanu, MAPAL jest w stanie zidentyfikować optymalne połączenie precyzji i opłacalności.

Odprowadzanie ciepła podczas frezowania – porównanie stali i tytanu. ©MAPAL

Właściwości materiałowe tytanu są cenione w wielu dziedzinach, takich jak przemysł lotniczy, motoryzacyjny i technologia medyczna. JednakĹźe materiał ten jest niezwykle trudny w obróbce. Dzieje się tak ze względu na wyjątkowo niską przewodność cieplną. Dla porównania, przy obróbce stali dziesięć procent temperatury pozostaje w obrabianym przedmiocie, 15 procent powoduje naprężenia narzędzia skrawającego, a zdecydowanie największa część, bo 75 procent ciepła, jest przekazywana do wiórów i usuwana wraz z nimi. Tytan jest zupełnie inny. W tym przypadku wióry pochłaniają tylko 25 procent ciepła. Lwia część, wynosząca 60 procent, trafia do narzędzia i powoduje duĹźe obciążenie termiczne krawędzi skrawającej lub materiału skrawającego. Prowadzi to do znacznie krótszej Ĺźywotności narzędzia. W ten sposób w centrum uwagi znajdują się koszty materiałów skrawających.

Wpływ prędkości skrawania na zużycie

Zbyt mała prędkość cięcia moĹźe prowadzić do adhezji, czyli sklejania się materiału. JeĹźeli prędkość skrawania jest zbyt duĹźa, ryzyko ścierania i zuĹźycia trybochemicznego gwałtownie wzrasta, a materiał skrawający ulega spaleniu. Jednym ze sposobów sprawdzenia stanu krawędzi skrawającej jest sprawdzenie szerokości znaku zuĹźycia. W zakresie stacjonarnym rośnie powoli i stale. JeĹźeli ten zakres zostanie przekroczony i obróbka wejdzie w zakres nieustalony, następuje szybkie i nieobliczalne uszkodzenie krawędzi skrawającej narzędzia. Dzieje się tak, gdy wybrana prędkość skrawania lub posuw jest zbyt duĹźa. RóĹźnica w trwałości narzędzia pomiędzy zakresem stacjonarnym i przejściowym wynosi aĹź do 100 procent.

Dla strefy serwisu terenowego MAPAL bardzo waĹźne jest wspomaganie przebiegu procesów, sprawdzanie szerokości śladu zuĹźycia i pokazywanie klientowi, kiedy osiągnięty zostanie koniec zakresu stacjonarnego, aby zapewnić niezawodny i optymalny czas pracy maszyny. Z reguły MAPAL zaleca wymianę narzędzia, gdy zuĹźycie wynosi około 0,2 mm. MoĹźna wówczas nadal szlifować frez węglikowy, ale nie przy większym zuĹźyciu.

Specjaliści ds. obróbki w firmie MAPAL zapewniają wsparcie w zakresie innowacyjnej technologii narzędzi i optymalnego projektowania procesów. ©MAPAL

Firma MAPAL włączyła wiedzę procesową dotyczącą obróbki tytanu do rozwoju swojej technologii narzędzi. Koncentrujemy się na kryteriach zuĹźycia i ich wpływie, nawet wykraczającym poza najbardziej odpowiedni materiał skrawający. Aby zapewnić optymalną odporność cieplną, MAPAL stosuje innowacyjne materiały skrawające, czyli wyselekcjonowane gatunki węglików i dopasowane powłoki, które wytwarzają moĹźliwie najmniejsze tarcie. Mikro- i makrogeometria z wyjątkowo pozytywną geometrią narzędzi, polerowanymi powierzchniami natarcia i rozwiązaniami zapewniającymi wydajne chłodzenie torują drogę ekonomicznej obróbce. Jednak staranne wywaĹźenie parametrów skrawania ma zasadnicze znaczenie dla kosztów obróbki tytanu.

Szybciej nie oznacza niĹźszych kosztów na część

Podczas obróbki stali i Ĺźeliwa wyĹźsze prędkości skrawania często oznaczają wyĹźszą produktywność i niĹźsze koszty całkowite, na które składają się koszty maszyn i koszty materiałów skrawających. Koszty maszyny są tym niĹźsze, im szybciej i wydajniej pracuje maszyna. ChociaĹź w tym przypadku koszty materiału skrawanego rosną, to jednak przy stosunkowo duĹźej prędkości skrawania osiąga się optymalizację kosztów całkowitych. I odwrotnie, w przypadku tytanu wyĹźsze prędkości skrawania nie są wskazane. Tobias Gräupel, ekspert techniczny w zakresie narzędzi skrawających w firmie MAPAL, udowadnia to poprzez obliczenie efektywności ekonomicznej, które optymalizuje parametry skrawania podczas obróbki tytanu z punktu widzenia kosztów. RozwaĹźana jest operacja frezowania za pomocą NeoMill-Titan-2-Corner z czterema krawędziami skrawającymi, który obrabia TiAl6V4 z głębokością skrawania 4 mm i szerokością skrawania 24 mm. Badanie róĹźnych kombinacji posuwów i prędkości skrawania prowadzi do jasnych zaleceń dotyczących wartości obróbki tytanu.

Fazy zuĹźycia narzędzia. ©MAPAL

Dla porównania, podczas obróbki części stalowej podwojenie prędkości skrawania z 200 m/min do 400 m/min skutkowało całkowitą oszczędnością kosztów wynoszącą 24 procent na część. Zwiększenie prędkości skrawania z 32 m/min do 50 m/min podczas obróbki przedmiotu tytanowego powoduje wzrost kosztów o 259 procent. „Wzrost prędkości skrawania wyraĹşnie odbija się na całkowitych kosztach. Wystrzeliwują w górę” – komentuje Gräupel. Optymalny koszt osiąga się przy obróbce skrawaniem z duĹźymi posuwami i niskimi prędkościami skrawania. Z drugiej strony, gdyby oprócz wysokich posuwów maksymalizować prędkości skrawania, koszty byłyby ponad czterokrotnie wyĹźsze.

„Te obliczenia efektywności ekonomicznej są niezbędne zwłaszcza w przypadku większych partii”, podkreśla Gräupel. W końcu przy produkcji duĹźych ilości koszty ogólne odgrywają główną rolę przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnych. Nieefektywne parametry skrawania powodują gwałtowny wzrost całkowitych kosztów tytanu; tylko połączenie innowacyjnej technologii narzędzi i optymalnego projektu procesu prowadzi do doskonałego wyniku. Konsultanci techniczni w MAPAL wykorzystują tę wiedzę, aby pomóc kierownikom produkcji w osiągnięciu optymalnych wyników niezaleĹźnie od obróbki i wielkości partii produkcyjnych.

Ĺšródło: MAPAL Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG