กระบวนการใหม่สำหรับการกลึงชิ้นส่วนโลหะผสมทนความร้อน ช่วยลดการสึกหรอของเครื่องมือได้ 15%

เมื่อการกลึงโลหะผสมที่แข็งแกร่งรู้สึกเหมือนกำลังตัดผ่านเปลวไฟ

ฉันยังจำเสียงนั้นได้ดี — เสียงกระแทกและเสียงขูดอย่างรุนแรงเมื่อใบมีดคาร์ไบด์สัมผัสกับอินโคเนล 718 ที่อัตราการให้อาหารสูง เศษประกายไฟ กลิ่นของน้ำหล่อเย็นที่ร้อนจัด และความหงุดหงิดเมื่อเครื่องมือพังก่อนที่วงจรจะเสร็จสมบูรณ์
หากคุณเคยทำการกลึง โลหะผสมทนความร้อน เช่น อินโคเนล, แฮสเทลลอย หรือไทเทเนียม คุณคงรู้ดีว่าการสึกหรอของเครื่องมือคือศัตรูที่มองไม่เห็น ซึ่งกินทั้งผลผลิตและความกำไร

ตลอดหกเดือนที่ผ่านมา ทีมของเราได้ทดสอบ กระบวนการแบบไฮบริดใหม่ การรวม การควบคุมอัตราการให้อาหารแบบปรับตัวได้และการจ่ายน้ำหล่อเย็นภายใต้แรงดันสูง ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวัสดุที่ยากต่อการกลึงเหล่านี้ ผลลัพธ์ที่ได้คือ การลดลงของการสึกหรอของเครื่องมือ 15% ที่ได้รับการยืนยันแล้ว , และเวลาในการทำงานที่สั้นลงได้สูงสุด 11% สั้นลง โดยไม่ลดคุณภาพของพื้นผิว

อะไรทำให้อะลูมิเนียมทนความร้อนยากต่อการกลึง

โลหะผสมทนความร้อน (HRAs) ยังคงความแข็งแรงได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 800°C แม้ว่าจะดีมากสำหรับชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมการบินหรือเทอร์ไบน์ แต่กลับเป็นปัญหาใหญ่ต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ
ปัญหาทั่วไป ได้แก่:

• อุณหภูมิในการตัดที่สูงเกินไป ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวของขอบตัด

• การสะสมของเศษโลหะที่ขอบตัด จากความสามารถในการระบายชิปที่ไม่ดี

• การแพร่กระจายของคาร์ไบด์แข็ง ระหว่างการสัมผัสความร้อนสูงเป็นเวลานาน

ก่อนกระบวนการใหม่ของเรา ชิ้นส่วนตัดมักจะใช้งานได้ไม่เกิน 40–50 นาทีของเวลาในการตัด ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ — ซึ่งเป็นขั้นตอนที่มีค่าใช้จ่ายสูงในการผลิตแบบล็อตเล็ก

กระบวนการไฮบริดใหม่: การทดสอบจริงและข้อมูล

เราได้แนะนำการเปลี่ยนแปลงกระบวนการสามประการในช่วงการทดสอบบนเครื่อง DMG Mori NLX 2500 turning center การใช้ Kennametal KC5010 inserts และ อินโคนел 718 แท่ง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม.)

ประเด็นสำคัญ:
The อัลกอริทึมการป้อนแบบปรับตัวได้ ปรับอัตราการป้อนโดยอัตโนมัติตามแรงต้านการตัด เมื่อเครื่องมือพบจุดที่แข็งกว่าหรืออุณหภูมิสูงขึ้น การป้อนจะลดลงชั่วขณะ ซึ่งช่วยป้องกันการแตกร้าวเล็กน้อยและทำให้การสึกหรอของเครื่องมือมีความเสถียรยิ่งขึ้น

ในขณะเดียวกัน ลำน้ำเย็นความดันสูง ที่ 12 เมกะปาสกาล ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการนำเศษโลหะออก ลดอุณหภูมิสัมผัสลงประมาณ 80 องศาเซลเซียส ตามข้อมูลการอ่านค่าจากเทอร์โมคัปเปิลภายในเครื่องของเรา

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญต่อการจัดซื้อและการวางแผนการผลิต

สำหรับผู้ซื้อในโรงงานและวิศวกรการผลิต ความก้าวหน้านี้หมายถึงประสิทธิภาพด้านต้นทุนโดยตรง

• อายุการใช้งานของเครื่องมือยาวนานขึ้น 15% หมายถึงการใช้ดอกตัดต่อชุดลดลง

• เวลาไซเคิลสั้นลง 11% ทำให้การผลิตรวดเร็วขึ้น

• พื้นผิวเรียบที่สม่ำเสมอ ลดงานแก้ไขจากการตรวจสอบ

หากคุณกำลังกลึงวัสดุ HRAs ใน การบินและอวกาศ , พลังงาน , หรือ การแพทย์ แอปพลิเคชัน การรวมระบบควบคุมอัตราการให้อาหารแบบปรับตัวร่วมกับน้ำหล่อเย็นแรงดันสูงสามารถชดเชยต้นทุนการอัปเกรดอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว — โดยทั่วไปภายใน ไม่ถึงสามเดือนของการผลิต .

วิธีการนำกระบวนการนี้ไปใช้ในโรงงานของคุณ

นี่คือแผนปฏิบัติการเบื้องต้น หากคุณพิจารณาใช้วิธีการนี้:

1. อัปเกรดระบบสารหล่อเย็น – ใช้ปั๊มที่สามารถทำงานได้ที่ความดัน 10–15 เมกะปาสกาล

2. ติดตั้งซอฟต์แวร์ตรวจสอบการป้อน – มีให้เลือกในตัวควบคุมซีเอ็นซีรุ่นใหม่ส่วนใหญ่

3. เลือกเม็ดมีดคาร์ไบด์เคลือบผิว – เลือกเคลือบด้วย TiAlN หรือ AlTiN ที่มีความเสถียรของความแข็งที่อุณหภูมิสูง

4. ทำการตัดทดสอบ – เริ่มที่ 90% ของพารามิเตอร์การตัดปัจจุบันของคุณ และปรับเปลี่ยนตามสภาพ

5. ตรวจสอบอัตราการสึกหรอ – ใช้กล้องจุลทรรศน์สำหรับเครื่องมือเพื่อวัดความกว้างของการสึกหรอ (VB) ทุกๆ 15 นาทีของการทำงาน

เทิป: ตัวควบคุม CNC จำนวนมาก เช่น FANUC และ Siemens อนุญาตให้ปรับอัตราการป้อนจ่ายแบบไดนามิกตามภาระของแกนหมุน ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมแบบปรับตัวกึ่งอัตโนมัติได้โดยไม่ต้องลงทุนซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่

ข้อมูลเชิงลึกจากผู้เชี่ยวชาญ: เทคโนโลยีนี้กำลังมุ่งไปทางใด

ขั้นตอนต่อไปในการเพิ่มประสิทธิภาพการกลึงคือ การวิเคราะห์การสึกหรอแบบคาดการณ์ด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI-based predictive wear analysis) โดยเซ็นเซอร์จะติดตามการสั่นสะเทือน แรงตัด และอุณหภูมิ เพื่อทำนายความล้มเหลวของเม็ดมีดก่อนที่จะเกิดขึ้นจริง
เราได้เริ่มทดสอบระบบนี้ในสายการผลิตของเราแล้ว — ข้อมูลเบื้องต้นแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นอีก 5–8% ในการใช้งานเครื่องมือ .

สำหรับทีมจัดซื้อที่ประเมินผู้ผลิต โรงงานที่ผสานรวมการปรับอัตราการป้อนจ่ายแบบปรับตัวและการเพิ่มประสิทธิภาพของสารหล่อเย็น จะมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้าน ระยะเวลาไซเคิล ความสมบูรณ์ของพื้นผิว และต้นทุนต่อชิ้น — โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนโลหะผสมที่มีมูลค่าสูง เช่น ชิ้นส่วนอากาศยานและชิ้นส่วนทางการแพทย์