En ny proces til bearbejdning af varmebestandige legeringsdele har reduceret værktøjsforbrug med 15 %

Når bearbejdning af hårde legeringer føles som at skære igennem ild

Jeg husker stadig lyden – den skarpe, gnidende lyd, når et hårdmetalskær møder Inconel 718 ved høje tilgangshastigheder. Gnisterne, lugten af opvarmet køling og frustrationen, når værktøjerne svigter halvvejs gennem cyklussen.
Hvis du nogensinde har bearbejdet varmebestandige legeringer som Inconel, Hastelloy eller titanium, ved du, at værktøjsforbrug er den usynlige fjende, der æder både produktivitet og profit.

I de sidste seks måneder har vores team testet en ny hybridproces kombination af adaptiv tilgangsstyring og højtrykskølemiddeltilførsel , designet specifikt til disse vanskeligt bearbejdelige materialer. Resultatet? En verificeret 15 % reduktion i værktøjsforbrug , og op til 11 % kortere cyklustid uden at kompromittere overfladekvaliteten.

Hvad gør varmebestandige legeringer så vanskelige at bearbejde?

Varmebestandige legeringer (HRAs) bevarer deres styrke over 800 °C. Selvom det er godt for flymotorer eller turbindele, er det et mareridt for værktøjslevetiden.
Typiske problemer inkluderer:

• For høj skæretemperatur som fører til kanthavari.

• Opbygget kant på grund af dårlig spånafgang.

• Hård carbiddiffusion under længerevarende kontakt med høj varme.

Før vores nye proces holdt værktøjsindsats ofte ikke mere end 40–50 minutters skæretid før de skulle udskiftes – en dyr rutine i mindre serier.

Den nye hybridproces: Reelle tests og data

Vi indførte tre procesændringer i testfasen på en DMG Mori NLX 2500 drejebank brug Kennametal KC5010 indsats og Inconel 718 stænger (Ø80 mm).

Hovedkonklusion:
Den adaptiv tilførselsalgoritme justerer automatisk tilførselshastigheden baseret på skæreevnen. Når værktøjet støder på hårdere områder eller øget temperatur, reduceres tilførslen midlertidigt, hvilket forhindrer mikroafdækning og stabiliserer værktøjsslidets progression.

I mellemtiden, højtrykskølevandsstråler ved 12 MPa forbedrer afgang af spåner, hvilket nedsætter kontakttemperaturen med cirka 80°C , baseret på vores termokoblingsmålinger i maskinen.

Hvorfor dette er vigtigt for indkøb og produktionsplanlægning

For fabriksinkøbere og produktionsingeniører betyder denne forbedring en direkte omkostningseffektivitet.

• 15 % længere værktøjslevetid betyder lavere forbrug af indsatsplader per parti.

• 11 % kortere cyklustider resulterer i hurtigere gennemløb.

• Konsekvent overfladekvalitet reducerer eftersyns- og reparationarbejde.

Hvis du bearbejder HRAs i luftfart , energi , eller medicinsk applikationer, kan integration af adaptiv tilgangskontrol med højtrykskøling hurtigt dække omkostningerne ved opgradering af udstyret — typisk inden for under tre måneders produktion .

Sådan implementerer du denne proces i din fabrik

Her er en enkel vejledning, hvis du overvejer at adoptere denne metode:

1. Opgrader kølesystem – Brug pumper, der kan levere 10–15 MPa.

2. Installer software til overvågning af tilgang – Tilgængelig i de fleste moderne CNC-styringer.

3. Vælg belagte carbidskærere – Vælg TiAlN- eller AlTiN-belægninger med høj varmhårdhedsstabilitet.

4. Kør prøvesnit – Start ved 90 % af dine nuværende skæreparametre og juster adaptivt.

5. Overvåg slidhastighed – Brug et værktøjsmikroskop til at kvantificere slidbredde (VB) hvert 15. minut under drift.

Tip: Mange CNC-kontroller, såsom FANUC og Siemens, tillader dynamisk feedoverridning i forbindelse med spindelbelastning, hvilket muliggør halvautomatisk adaptiv styring uden store softwareinvesteringer.

Ekspertudsigt: Hvor denne teknologi er på vej hen

Det næste skridt i bearbejdning optimering er AI-baseret forudsigende slidsanalyse , hvor sensorer sporer vibrationer, skæringskraft og temperatur for at forudsige indsat fejl, før det sker.
Vi har allerede begyndt at teste dette på vores produktionslinje. 58% forøgelse af værktøjsudnyttelsen .

For indkøbsgrupper, der evaluerer leverandører, vil fabrikker, der integrerer adaptiv foder og kølemiddeloptimering, have klare fordele i c) cyklustid, overfladeintegritet og omkostninger pr. del især i højt værdifulde komponenter i luftfart og medicin.