Lehký, všestranný, náročný – hliník vyžaduje pro sériové obrábění výkonné nástroje, stabilní procesy a přesné nastavení všech parametrů. Ať už v automobilovém průmyslu, v medicínské technice, ve strojírenství nebo v elektronice – hliníkové slitiny spojují nízkou hmotnost s dobrou pevností, vysokou odolností proti korozi a vynikající recyklovatelností. I přes svou obecně dobrou obráběnost představuje materiál uživateli stále nové výzvy. Zejména při frézování mohou lepení, vznik třísek nebo nekontrolovaný tok třísek narušit procesní bezpečnost. Klíčové pro ekonomické obrábění je proto přesné nastavení geometrie nástroje, řezného materiálu, řezných dat a chladicího maziva. Paul Horn GmbH nabízí se svým portfoliem nástrojů řadu systémů, které umožňují ekonomické obrábění.
Globální význam hliníku se odráží v produkčních číslech. Celosvětově se ročně vyrábí více než 60 milionů tun tohoto lehkého kovu, přičemž zejména Asie a zde především Čína hrají klíčovou roli. Hliník je po kyslíku a křemíku třetím nejčastějším prvkem v zemské kůře, avšak vyskytuje se výhradně v vázané formě. Průmyslová těžba probíhá z bauxitu pomocí Bayerova procesu a následné taveninové elektrolyzy.
Pomocí cílených legujících prvků, jako je křemík, hořčík, měď nebo zinek, lze mechanické vlastnosti přizpůsobit, což má přímý dopad na chování při obrábění.
Vysoká tendence k adhezi
Při frézování hliníku se specifické vlastnosti materiálu projevují zvlášť výrazně. Nízká tvrdost a nízká teplota tání sice podporují vysoké řezné rychlosti, ale zároveň vedou k výrazné tendenci k adhezi. Bez vhodných opatření může docházet k tvorbě třísek, které negativně ovlivňují jak kvalitu povrchu, tak životnost nástrojů. Moderní frézovací nástroje pro hliník se proto vyznačují ostrými břity, leštěnými plochami třísek a speciálními geometriemi třísek, které podporují snadný odtok třísek. Doplňkově se používají povlaky s vysokými kluznými vlastnostmi nebo – v závislosti na aplikaci – vědomě nepovlakované břity, aby se maximálně využila ostrost.
HORN nabízí pro obrábění hliníku komplexní program frézovacích nástrojů, který zahrnuje od plně karbidových fréz přes kruhové frézovací nástroje až po PKD a MKD řešení. Při frézování s vysokými objemy třísek hrají jednořezné nebo dvouřezné nástroje s velkými prostory pro třísky klíčovou roli. Umožňují vysoké posuvy a řezné rychlosti, aniž by bránily toku třísek. Typické aplikace zahrnují frézování kapes, vrtání a obrobení hliníkových dílů s velkými úbytkami materiálu.
Polykristalický diamant
Pro náročnější úkoly a dlouhé životnosti se používají především diamantem potažené nástroje. Polykristalický diamant je díky své vysoké odolnosti proti opotřebení a nízké tendenci k adhezi vynikající pro frézování hliníkových slitin, zejména při vysokých objemech. Ostré řezné hrany umožňují vysoké kvality povrchu a stabilní procesy i při vysokých řezných parametrech. Kromě klasických soustružnických operací se PKD etabloval zejména v oblasti frézování, například při plánovém frézování strukturálních dílů nebo při frézování složitých geometrických tvarů.
V posledních letech Horn konzistentně rozšiřoval své portfolio PKD a dnes nabízí vedle PKD potažených vyměnitelných řezných destiček také pevně potažené frézovací nástroje, které jsou speciálně navrženy pro vysoce výkonné obrábění. Tyto nástroje byly poprvé představeny v roce 2024 v standardizovaném programu a pokrývají řadu aplikací – nejen v hliníku, ale také v jiných neželezných materiálech. Systém nástrojů umožňuje vysokou tuhost a přesnost oběhu, což se přímo odráží v kvalitě povrchu a stabilitě procesu.
Nové potenciály v oblasti vysoce výkonného obrábění
Příkladem je DG systém výměnných hlav s PKD břity, který vychází z existujícího karbidového systému a byl rozšířen o diamantové břity. Díky modulární konstrukci jsou k dispozici různé varianty stopky z oceli nebo karbidu, což činí systém vhodným i pro aplikace s velkými přesahy. Dalším vrcholem je plánovací frézovací systém s přesnými kulovými a plochými běhovými vlastnostmi. Vysoká tuhost tohoto systému umožňuje řezné hodnoty, které i výkonné frézky dostávají na jejich hranice, a otevírá nové potenciály v oblasti vysoce výkonného obrábění.
Pro aplikace s nejvyššími optickými požadavky, například ve strojírenství a výrobě forem, se navíc používá vysoce lesklé obrábění s monokrystalickými diamanty. I při frézování umožňuje tento řezný materiál kvality povrchu, které činí následné leštění zbytečným. To šetří nejen čas, ale také zvyšuje reprodukovatelnost kvality dílů. Zejména u dílů, jejichž povrch bude později potažen nebo chromován, je tato procesní bezpečnost rozhodující výhodou.
Konstantní kvalita po dlouhých provozních časech
Zvyšující se použití hliníkových dílů, například díky novým výrobním technologiím jako Gigacasting v automobilovém průmyslu, podtrhuje význam výkonných frézovacích řešení. Zároveň se mění použití materiálů, což klade nové požadavky na flexibilitu a přesnost. Moderní frézovací nástroje proto musí nejen umožnit vysoké úbytkové rychlosti, ale také zajistit konstantní kvalitu po dlouhých provozních časech. S přizpůsobenými koncepty nástrojů, inovativními řeznými materiály a aplikacemi specifickými geometriemi lze tyto požadavky splnit a ekonomické obrábění hliníku trvale optimalizovat.
Kontakt:
