Tisíce nýtových otvorů s konstantní přesností v kompozitech CFK-hliník pro letecké díly vyžadují dokonale navržené VHM vrtáky z nejvyšší kvality. Scheinecker, přední adresa pro přesné nástroje „vyrobené v Rakousku“ a nyní přesně 50 let na trhu, je vyrábí v rekordním čase – a v nejnovějším projektu zvýšil životnost o 130 procent a více ve srovnání s požadavky zákazníka. Klíčovými garanty úspěchu nástroje jsou CVD diamantový povlak BALDIA COMPOSITE DC a jeho výrobce Oerlikon Balzers.
Uhlíkovými vlákny vyztužené plasty (CFK) fascinují konstruktéry v leteckém lehkém stavitelství, ale zpracování těchto materiálů přináší odborníkům na obrábění velké potíže. Na své cestě skrze kompozit se vrták občas setká s supertvrdými uhlíkovými vlákny a měkčím epoxidovým pryskyřicím, u vrstvených materiálů také s vrstvami titanu nebo duktilního hliníku s úplně odlišnými obráběcími vlastnostmi. Hlavním cílem je předejít delaminaci, tedy trhání vláken při vstupu a výstupu vrtáku. Tyto vady totiž nakonec vedou k odchylkám v tolerancích týkajících se průměru, tvaru a kvality povrchu mnoha tisíců otvorů, které mají přijímat nýty pro stabilní montáž jednotlivých dílů.
Velmi složitý úkol, na který rakouský výrobce přesných nástrojů Scheinecker, jenž v roce 2025 oslaví 50. výročí svého založení, přináší 35 let know-how v oblasti letectví a kosmonautiky. „Každý případ použití důkladně prozkoumáme na místě u zákazníka, než se začne s konstrukcí,“ vysvětluje Dino Lirk, technický ředitel společnosti Scheinecker.
Tak to bylo, když se renomovaný výrobce letadel ozval a požádal o vrták, který by lépe zvládal obrábění po změně materiálu než dosavadní nástroj. Šlo o kompozitní materiál složený z několika vrstev uhlíkových vláken a hliníku pro součásti v oblasti křídla pasažérského letadla. Aby bylo možné takové heterogenní materiály bezpečně a čistě obrábět po dlouhou dobu, musí substrát, geometrie, mikrořezná struktura a povlak nástroje dokonale harmonizovat. Rakušané dbají při návrhu geometrie na odvod třísky, kontrolovaný lom třísky a stabilitu nástroje. Důraz je také kladen na kvalitu povrchu, přesnost oběhu a tuhost vrtáku.
Protože povlak hraje klíčovou roli pro nejlepší výkon, zvolil Scheinecker BALDIA COMPOSITE DC, diamantový povlak dlouholetého partnera Oerlikon Balzers. Speciálně vyvinutý pro zpracování kompozitních materiálů, chrání nanokrystalová vrstva CVD (Chemical Vapour Deposition) proti opotřebení způsobenému vysoce abrazivním CFK a tepelnému zatížení, stejně jako proti přilnavosti a tvorbě otřepů způsobených hliníkem. Oerlikon Balzers vyrábí povrchovou ochranu mikrometricky přesně a kontroluje tloušťku vrstvy na přesné dodržení tolerančních hodnot, které leží uprostřed platných horních a dolních mezí. Tímto způsobem umožňuje BALDIA COMPOSITE DC velmi těsné tolerance průměru nástroje a otvorů. Speciální předúprava dále podporuje důležitou ochranu velmi ostrých řezných hran, vysokou procesní bezpečnost a konstantní kvalitu otvorů.
Scheinecker navrhl nástroj z VHM (plně tvrdého kovu) pro použití v poloautomatické jednotce pro vrtání (ADU/Advanced Drilling Unit) – novinka, protože zmíněné součásti byly dosud vrtány pouze ručně. Geometrie včetně vrtáku byla měřena a vyráběna s velmi vysokým úsilím a pomocí nejmodernějších strojů. Testy probíhaly na vlastních stanicích i u zákazníka.
Více než 130 procent delší životnost nástroje za pouhé čtyři týdny.
Už při prvním pokusu bylo dosaženo 600 vrtání, nyní jich je více než 1 000. „S 1 000 vrtání jsme již o 130 procent nad požadavky zákazníka. Další úpravy tloušťky vrstvy a geometrie mohou přinést až o 30 procent delší životnost,“ shrnuje Dino Lirk. Od první prohlídky dílu až po hotový, dodaný nástroj uplynuly pouze přibližně čtyři týdny – to není výjimečný případ, ale průměrná doba zpracování ve společnosti Scheinecker. Na trhu je obvyklé více než deset týdnů, říká Lirk.
Životnost nástroje i tempo realizace byly v neposlední řadě výsledkem velmi dobré spolupráce s Oerlikon Balzers. „Při takových projektech se ihned ptáme na všechny rozhodující faktory a poté na základě našich zkušeností rychle rozhodneme, která vrstva a v jaké tloušťce je vhodná. Od Scheineckera dostáváme včas všechny potřebné informace, takže můžeme rychle potahovat a dodávat testovací nástroje,“ vysvětluje Dirk Schmidt, Product & Key Account Manager Diamond u Oerlikon Balzers.
„Z těchto důvodů spolupracujeme výhradně s Oerlikon Balzers jako naším partnerem pro povrchové úpravy,“ říká Ulrike Scheinecker-Graul. Ředitelka společnosti Scheinecker obdržela jakousi potvrzení o dobré týmové práci přímo od zákazníka: Ten označil náklady na vrtání na jedno vrtané místo s vysoce efektivním vrtacím nástrojem za dosud nejlepší výsledek, jakého kdy v takovém projektu dosáhl.
Kontakt:
