Zatímco podíl dílů z titanu tvoří pouze přibližně 14 procent hmotnosti typického pasažérského letadla, jejich podíl na obráběcí době činí přibližně dvě třetiny celkové obráběcí doby kovových dílů. Ve srovnání s obráběním hliníku jsou dosažitelné objemy času (cm3/min) při obrábění titanu velmi malé. Kdo dokáže snížit obráběcí časy pro díl z titanu nebo významně zlepšit životnost obráběcích nástrojů, výrazně zvyšuje efektivitu a hospodárnost svých procesů. S novým lehce řezným ježkovým frézářem M5250 se specialistovi na obrábění Walter podařil krok, v úzké spolupráci s expertem na chladicí maziva Blaser Swisslube a prémiovým výrobcem strojů Makino.
Obráběcí procesy, zejména pokud jde o obrábění náročných materiálů jako titan, jsou týmová práce. Potenciál pro frézování titanových slitin vyvinuté high-end stroje jako Makino T2 se plně využije, když se pracuje s odpovídajícím optimalizovaným obráběcím nástrojem a chladicím mazivem. To platí stejně naopak: Nový Walter ježkový frézář M5250 ukazuje své nejlepší výkony při hrubování dílů z titanu na strojích jako Makino T2, které s aktivním tlumicím systémem, tuhou konstrukcí a vysokovýkonnou vřetenem s vysokým točivým momentem a výkonným vysokotlakým chladicím systémem vytvářejí optimální pracovní podmínky pro frézář.
Vysoké tepelné zatížení pro nástroj a vřeteno
Titan a titanové slitiny mají nízkou tepelnou vodivost, což představuje skutečnou výzvu pro obrábění. Zatímco při obrábění oceli se přibližně 80 procent vznikajícího tepelného zatížení odvádí přes třísky, u titanu je to pouze 20 procent. To znamená: Obráběcí nástroj a vřeteno musí masivně absorbovat teplo. Na ostří výměnné řezné destičky vznikají extrémní teplotní zatížení. Bez protiopatření by ostří v kontaktu s obrobkem extrémně rychle opotřebovávalo: téměř se odpařuje. Pomocí speciálních geometrií a povlaků řezných hran, jakož i použitím chladicího maziva se snažíme tento nevyhnutelný proces opotřebení zpomalit a do určité míry ovládat. Abychom byli opravdu na bezpečné straně, co se týče kvality obrábění, nechávají mnozí výrobní manažeři také výměnné řezné destičky vyměňovat výrazně před vznikem hlubokých stop opotřebení.
Chladicí prostředek a stroj v souladu
Daniel Schär, senior segmentový manažer u Blaser Swisslube AG, vysvětluje roli Blaser v projektu: „Při obrábění titanu hraje kontrola vývoje tepla na nástroji a stroji centrální roli. Zde lze s chladicím mazivem, které je optimalizováno pro použití za těchto zvláštních podmínek, skutečně dosáhnout pokroku v životnosti nástroje a objemu času. Naši vývojáři intenzivně pracovali na vizi ideálního chladicího maziva. S Vasco Skytec H 600 jsme velmi blízko.“
V porovnávacích testech s 22 chladicími mazivy od konkurentů a pěti vlastními produkty, které Blaser Swisslube provedl ve vlastním technologickém centru ve Švýcarsku, se inovativní chladicí mazivo umístilo na prvním místě.
Inovativní chladicí mazivo Vasco Skytec H 600 vyvinuté společností Blaser Swisslube má výrazně vyšší účinnost při obrábění než konvenční chladicí maziva. Tak lze již v existujících procesech dosáhnout delších životností pro použitý nástroj. Andrea Biscardi, produktový manažer Makino Europe GmbH, vysvětluje, jaké efekty přináší nové chladicí mazivo na stroji jako T2: „Jednou z nejdůležitějších vlastností Makino T2 je její výkonný systém vysokotlakého chlazení 7MPa s 200L/min. To znamená: Již s běžnými mazivy dosahujeme na obrobku velmi slušného chladicího stupně. Pokud použijeme Vasco Skytec H 600, pocítíme ještě výraznější rozdíl. Jako omezující faktor zůstává do určité míry obráběcí nástroj. Nebo se použije takový díl optimalizovaný pro obrábění titanu, jako je Walter ježkový frézář. Co dokáže, to se už projeví na časech chodu strojů a na tom, jaké řezné parametry lze použít.“
Zůstat v klidu tam, kde je to nutné: Walter ježkový frézář M5250
Obrábění titanu je již léta jedním z hlavních témat vývoje produktů ve společnosti Walter. S BLAXX ježkovým frézářem M3255 mají specialisté na obrábění z Tübingen již něco jako klasiku v programu pro obrábění titanu. V roce 2022 uvedl Walter na trh novou generaci výměnných řezných destiček, jejichž řezná hrana s inovativní geometrií WaveCut umožňuje výrazné výhody v životnosti oproti konvenčním řešením. Dirk Masur, segmentový manažer letectví u Waltera, vysvětluje: „Stále pracujeme na tom, abychom našim zákazníkům mohli nabídnout ještě lepší řešení pro jejich procesy. Projekty jako tato spolupráce s Makino a Blaser Swisslube jsou důležitou příležitostí testovat a dále vyvíjet nové koncepce nástrojů za ideálních, ale přesto reálných, konkrétních podmínek. Nový Walter ježkový frézář M5250 z toho velmi těžil.“
Nejdůležitějším cílem pro Waltera bylo výrazně zvýšit objem času, respektive životnost výměnných řezných destiček při hrubování titanových dílů ve srovnání s dosavadními řešeními. S WaveCut výměnnými řeznými destičkami je zde již důležitý stavební prvek optimální hrubovací strategie: Změnou geometrie řezné hrany z rovné na „vlnitou“ se mění síly, které při frézování působí na nástroj a díl. Řezné hrany vstupují do materiálu výrazně jemněji, což snižuje vibrace a hloubky obrábění při vysokovýkonném obrábění až 5xD jsou možné s nízkými vibracemi.
Také tepelná zátěž, která působí na výměnné břitové destičky, nástroje a vřetena, je již díky geometrii WaveCut snížena. Přivedením chladicího prostředku co nejblíže k výměnným břitovým destičkám lze výrazně snížit vývoj tepla na břitech. U nového frézovacího nástroje Walter Igelfräser M5250 využil vývojový tým výhod břitů WaveCut, které mají relativně měkký vstup do řezu, k vybavení čelních destiček dvěma chladicími kanály. Chladicí kanály v těle nástroje jsou optimálně navrženy tak, aby jednotlivé břity byly optimálně zásobovány chladicím prostředkem, a to i v průřezu otvoru, takže výkon chladicí pumpy i nabízený objemový průtok jsou plně využity. Chladicí médium působí podle tepelných požadavků přímo na vstupu břitu do materiálu. Celková stabilita těla nástroje není během hrubování narušena, díky vylepšenému chlazení na kritických místech se výrazně zvyšuje stabilita obrábění.
Zvláště když je použit nový Vasco Skytec H 600 od Blaser Swisslube: V testovací konfiguraci s parametry vc 60 m/min, fz 0,18 mm, vf 218 mm/min, ap 60 mm, ae 10 mm na dílci z titanu třídy 5 (Ti6Al4V) na stroji Makino T2 nový frézovací nástroj Walter Igelfräser M5250 s výměnnými břitovými destičkami Tiger·tec G55W WSM45X doslova překonává všechny ostatní testované kombinace fréz, břitových destiček a chladicích prostředků. S 110 minutami je životnost nástroje na břit 162 procent nad konfigurací s jinými chladicími prostředky a geometriemi břitů. To se samozřejmě projevuje také v rychlosti odstraňování materiálu, která činí 130,9 m3 za minutu.
Kontakt:
