Nový proces obrábění dílů z tepelně odolných slitin snížil opotřebení nástroje o 15 %

Když obrábění tvrdých slitin připomíná řezání skrz oheň

Stále si pamatuji ten zvuk — ostré drnčivé hlasité, když karbidová břitová destička narazí na Inconel 718 při vysokých posuvech. Jiskry, zápach horkého chladiva a frustrace, když nástroj selže v polovině cyklu.
Pokud jste někdy obráběli tepelně odolnými slitinami jako Inconel, Hastelloy nebo titan, víte, že opotřebení nástroje je neviditelným nepřítelem, který ničí jak produktivitu, tak zisky.

Během posledních šesti měsíců testoval náš tým nový hybridní proces kombinování adaptivní řízení posuvu a dodávku chladiva pod vysokým tlakem , navržený speciálně pro tyto obtížně obrobitelné materiály. Výsledek? Ověřené snížení opotřebení nástroje o 15 % , a až 11 % kratší čas cyklu bez kompromitace kvality povrchu.

Co způsobuje, že se tepelně odolné slitiny obtížně obrábějí?

Tepelně odolné slitiny (HRAs) si zachovávají pevnost nad 800 °C. Zatímco to je výhoda pro díly do leteckého průmyslu nebo turbín, pro životnost nástrojů je to noční můra.
Typické problémy zahrnují:

• Nadměrnou teplotu řezu vedoucí ke skolování hrany.

• Nárůst na břitu způsobený špatným odvodem třísek.

• Tvrdá karbidová difuze při prodlouženém kontaktu s vysokým teplem.

Před naším novým procesem vydržely břitové destičky často ne více než 40–50 minut řezné doby než bylo nutné je vyměnit — nákladný postup při malosériové výrobě.

Nový hybridní proces: Zkušební testování a data

Během zkušební fáze jsme na obráběcím centru DMG Mori NLX 2500 použití Kennametal KC5010 břitové destičky a Inconel 718 tyče (Ø80 mm).

Hlavní závěr:
The adaptivní algoritmus posuvu automaticky upravuje rychlost posuvu na základě odporu při řezání. Když nástroj narazí na tvrdší místa nebo se zvýší teplota, dojde dočasně ke snížení posuvu, čímž se zabrání mikroštípnutí a stabilizuje se opotřebení nástroje.

Mezitím, trysky s vysokotlakým chlazením při 12 MPa zlepšují odvod třísek, čímž snižují kontaktní teplotu přibližně o 80°C , na základě našich měření termočlánkem uvnitř stroje.

Proč je to důležité pro obstarávání a plánování výroby

Pro provozní nákupce a výrobní inženýry se tento vylepšení přímo promítá do ekonomické efektivity.

• 15 % delší životnost nástroje znamená nižší spotřebu vyměnitelných břitových destiček na dávku.

• 11 % kratší časy cyklu vedou k vyšší rychlosti výroby.

• Konzistentní povrchová úprava sníží režii spojenou s opravami při kontrole.

Pokud obrábíte HRAs v letecký průmysl , energie , nebo lékařský aplikacích, integrace adaptivního řízení posuvu s chlazením vysokým tlakem může rychle kompenzovat náklady na modernizaci zařízení — obvykle během méně než tři měsíce výroby .

Jak tento proces implementovat ve vaší továrně

Zde je jednoduchý plán, pokud uvažujete o přijetí této metody:

1. Vylepšit chladicí systém – Použijte čerpadla schopná dosáhnout tlaku 10–15 MPa.

2. Nainstalujte softwarové vybavení pro monitorování přísuvu – K dispozici u většiny moderních CNC řídicích jednotek.

3. Vyberte karbidové destičky s povlakem – Zvolte povlaky TiAlN nebo AlTiN s vysokou stabilitou za tepla.

4. Proveďte zkušební řezání – Zahajte s 90 % současných řezných parametrů a adaptivně je upravujte.

5. Sledujte rychlost opotřebení – Každých 15 minut provozu použijte nástrojový mikroskop k určení šířky opotřebení (VB).

Tip: Mnoho CNC řídicích systémů, jako jsou FANUC a Siemens, umožňuje dynamické přizpůsobení posuvu na základě zatížení vřetena – což umožňuje poloautomatickou adaptivní regulaci bez větších investic do softwaru.

Odborný pohled: Kam se tato technologie ubírá

Dalším krokem v optimalizaci obrábění je Prediktivní analýza opotřebení založená na umělé inteligenci , kdy senzory sledují vibrace, řezné síly a teplotu, aby předpověděly poruchu břitu dříve, než k ní dojde.
Tuto technologii již začínáme testovat ve své výrobní lince – první data ukazují další zisk 5–8 % využití nástrojů .

Pro nákupní týmy vyhodnocující dodavatele budou mít továrny, které integrují adaptivní posuv a optimalizaci chlazení, jasné výhody v oblasti době cyklu, integrity povrchu a nákladů na dílek – zejména u vysoce hodnotných komponent z leteckých a lékařských slitin.