Monolityczne wiertło węglikowe sprzyjające innowacyjnej produkcji
Sandvik CoromantSwego czasu brytyjsko-amerykański pisarz i autor przemów motywacyjnych Simon Sinek stwierdził, że „Innowacja nie ma nic wspólnego z wydajnością”. Czy jednak miał rację? Producenci kładą nacisk na innowacyjność i nadążanie za zmianami, zwłaszcza tymi, które pociąga za sobą e-mobilność. W artykule Robert Smith, menedżer ds. oferty narzędzi do wykonywania otworów i obróbki materiałów kompozytowych w oddziale narzędzi monolitycznych (SRT) firmy Sandvik Coromant, specjalizującej się w produkcji narzędzi skrawających, wyjaśnia, dlaczego producenci mogą – i muszą – wprowadzać wydajne innowacje w postaci zaawansowanych monolitycznych wierteł węglikowych.
Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych (design for manufacturability, DFM) zyskuje na znaczeniu u producentów z wielu branż, w tym motoryzacyjnej, lotniczej i maszynowej. DFM oznacza projektowanie i rozwijanie takich wyrobów, które można wytwarzać w sposób prostszy, bardziej wydajny i ekonomiczny. W przypadku klientów Sandvik Coromant oznacza to zazwyczaj uzyskanie korzystnego kosztu jednostkowego podczas obróbki przedmiotów lub kosztu jednostkowego otworu podczas wiercenia i gwintowania. Spełnienie każdego z tych celów wymaga zastosowania narzędzi skrawających, które odznaczają się wysoką niezawodnością i umożliwiają dużą produktywność.
Ponadto koncepcja DFM ewoluuje pod wpływem narastającej globalizacji łańcuchów dostaw i rosnącego popytu na produkty niestandardowe. Na DFM wpływ ma także e-mobilność. Części do pojazdów elektrycznych i hybrydowych pochodzące od różnych producentów są bardziej zróżnicowane niż ich odpowiedniki stosowane w silnikach wewnętrznego spalania (ICE) oraz wytwarzane są w coraz większym stopniu z materiałów takich jak stale niskostopowe, Inconel i aluminium. Choć wciąż dzielą nas lata od chwili, gdy e-mobilność stanie się trendem w branży lotniczej, w przemyśle motoryzacyjnym jej czas już nastał i producenci muszą nadążyć za tymi zmianami, jeśli nie chcą zostać z tyłu.
Ale w jaki sposób zaawansowane rozwiązania mogą wpłynąć na projektowanie DFM? Odpowiedź na to pytanie tkwi w fazach wytwarzania od projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) po uzyskanie gotowego przedmiotu. Określenie „od CAD do gotowego przedmiotu” może dotyczyć trzech etapów produkcji. Pierwszy z nich to faza „od CAD do wrzeciona”, w której za pomocą modeli wytworzonych w aplikacjach CAD i CAM, w tym symulacji przy użyciu bliźniaków cyfrowych, przygotowuje się obróbkę w sposób zapewniający optymalizację wyposażenia, przedmiotu obrabianego i parametrów obróbki.
Faza druga to etap wrzeciona, czyli faktyczna obróbka. Na tym etapie można ocenić wydajność narzędzia w obróbce przedmiotu obrabianego oraz jej wpływ na koszt jednostkowy wytworzenia przedmiotu, koszt jednostkowy otworu i wreszcie na bilans finansowy klienta. Podczas trzeciej fazy „od części do podzespołu” ocenia się jakość i wykończenie powierzchni przedmiotu końcowego. Zarówno w branży motoryzacyjnej, jak i lotniczej czy maszynowej, wykończenie powierzchni oraz takie właściwości, jak stan warstwy wierzchniej otworu mają krytyczne znaczenie. Wyższa jakość otworów zapobiega awariom podzespołów – a w znacznym stopniu decydują o niej procesy produkcyjne zastosowane do wykonywania lub obróbki wykończeniowej otworów.
Zwłaszcza konstrukcja wiertła ma zasadnicze znaczenie dla wytwarzania otworów wyższej jakości. Dlatego zaawansowane geometrie wierteł stale ewoluują, aby sprostać najsurowszym normom w zakresie produkcji i jakości przedmiotu. Zastosowanie chłodziwa jest ważne dla ograniczenia przyrostu temperatury w narzędziu. Na tym polu specjaliści firmy Sandvik Coromant mogą odegrać kluczową rolę, udzielając wsparcia klientom.
Łatwość wytwarzania
Firma Sandvik Coromant ściśle współpracuje z klientem, aby zebrać wszystkie istotne informacje dotyczące technologii produkcji i związanych z nią wymogów. Załóżmy, że klient musi wykonać wiercenie ciągłe w przedmiocie wykonanym ze stali nierdzewnej 316L. Zgodnie z wynikami badań opublikowanymi w periodyku Journal of Engineering and Applied Sciences wydawanym przez Asian Research Publishing Network (ARPN) jest to materiał, który wywołuje „szybkie i krytyczne zużycie”, drastycznie skracające żywotność narzędzi skrawających.
Na tym etapie obróbki przedmiotu przez klienta, czyli we wspomnianej powyżej fazie „od CAD do wrzeciona”, specjaliści mogą zbadać i wstecznie odtworzyć zastosowane przez klienta procesy, w tym zastosowanie modeli CAD i CAM. Dzięki temu firma Sandvik Coromant może rano wykonać prototyp narzędzia, które już po południu będzie gotowe do przetestowania w dziale badawczo-rozwojowym. W czasach przed nadejściem epoki cyfrowej proces ten wymagałby wzajemnego przekazywania sobie rysunków przez działy i trwałby nawet sześć tygodni. Obecnie możliwość dostarczenia prototypów narzędzi jeszcze tego samego dnia stała się dla firmy Sandvik Coromant czynnikiem decydującym o zmianie.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Większa trwałość narzędzia
Sandvik Coromant oferuje szereg produktów wspierających klientów firmy w produkcji przedmiotów, w tym podzespołów z obszaru e-mobilności. Należy do nich CoroDrill 860, kręte wiertło węglikowe do szybkiej i bezproblemowej obróbki wiertarskiej metali, gwarantujące najwyższą produktywność dzięki wysokiej wydajności skrawania. Dostępny jest cały asortyment geometrii narzędzia, w tym 860-MM do stali nierdzewnych generujących długie wióry, np. stali nierdzewnych austenitycznych, superaustenitycznych, ferrytycznych i duplex.
W ofercie jest też wiertło CoroDrill® 860-GM, które w branży motoryzacyjnej okazało się przydatnym narzędziem do wiercenia otworów w blokach silnika, obudowach, pierścieniach i kolektorach. Oprócz przemysłu motoryzacyjnego i maszynowego wiertło nadaje się także do wszelkich zastosowań, w których jakość otworu ma krytyczne znaczenie, takich jak branża lotnicza, przemysł wydobywczy ropy naftowej i gazu, energetyka atomowa i branża odnawialnych źródeł energii.
Wiertło 860-GM osiągnęło imponujące rezultaty, między innymi w zakładzie koreańskiego producenta samochodów. Obróbka u klienta Sandvik Coromant polegała na wierceniu otworów w produkowanej partii elementów łączących do układu przeniesienia napędu. Celem było wywiercenie w każdym przedmiocie łącznie ośmiu otworów przelotowych o średnicy 8,2 mm (0.32”) na głębokość 10 mm (0.39”). Stosowane wcześniej wiertło starczało na wyprodukowanie 200 przedmiotów, czyli w sumie 1600 otworów, przy prędkości skrawania Vc=80 m/min (tj. 3102 obr./min) i prędkości posuwu (Vf) 381 mm/min. Natomiast wiertło CoroDrill 860-GM umożliwia wyprodukowanie aż 2300 przedmiotów (18400 otworów) z prędkością skrawania Vc=100 m/min (tj. 3878 obr./min) i prędkością posuwu Vf=814 mm/min.
Równie ważne jak wiercenie otworów o gładkiej powierzchni jest gwintowanie, czyli tworzenie gwintu wewnątrz otworu. Z myślą o tej czynności firma Sandvik Coromant oferuje gwintowniki CoroTap 100, 200, 300 i 400, z których każdy jest zoptymalizowany pod kątem innych zastosowań. Przyjrzyjmy się kilku przykładom: CoroTap 100 to seria gwintowników z prostym rowkiem wiórowym, zoptymalizowanych pod kątem obróbki materiałów generujących krótkie wióry z grup ISO K, ISO N i ISO H. Z kolei CoroTap 400 to gwintowygniatak do szybkościowej i bezwiórowej obróbki gwintów, nadający się zarówno do otworów przelotowych, jak i nieprzelotowych w stali, stali nierdzewnej i aluminium. Wybór klienta zależy od tego, które rozwiązanie jest najlepsze do danego zastosowania.
Myśląc o przyszłości, firma Sandvik Coromant dołączy do swojej oferty narzędzia CoroTap 100-N i CoroTap 400-N. Każde z nich zostało stworzone do tego, by wspierać klientów w gwintowaniu aluminium, którego znaczenie w procesach produkcyjnych rośnie.
Obecnie wyniki osiągane przez narzędzia skrawające marki Sandvik Coromant pokazują, że narzędzia wspierające obróbkę wiertarską i gwintowanie różnych materiałów odegrają ogromną rolę, pomagając producentom w wytwarzaniu lżejszych, mniejszych i bardziej zróżnicowanych przedmiotów. Zakłady obróbki skrawaniem mogą nie tylko projektować i rozwijać te przedmioty łatwiej i w sposób bardziej ekonomiczny, lecz także uzyskać gwarancję, że projektowanie DFM pozostanie priorytetem na każdym etapie produkcji, łącząc innowacyjność z wydajnością.
Źródło: Sandvik Coromant
