Az alumínium megmunkálása különösen az autóiparban egyre nagyobb jelentőséggel bír. Alacsony súlyának köszönhetően az alumínium ideálisan alkalmas a járművek súlyának és ezzel együtt az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére. A megmunkálandó alumíniumötvözetek nagy sokfélesége és azok eltérő tulajdonságai, amelyeket a specifikus szilíciumtartalom okoz, komoly kihívást jelentenek a szerszámgyártók számára.
Különösen jelentőséggel bír az alumínium az elektromobilitás területén. Főként akkumulátormodulok, statorok és más könnyű szerkezeti elemek gyártásánál alkalmazzák. Az acélhoz és más anyagokhoz képest alacsony súlya miatt rendkívül jól alkalmas a járművek súlyának jelentős csökkentésére, ami pozitívan hat a hatótávolságra. Azonban az alumínium nem egyenlő alumíniummal. Az iparban jellemzően alumíniumötvözeteket használnak, amelyekben réz, magnézium és a fő ötvözőelem, a szilícium (Si) található. A szilícium nagyon jó öntési tulajdonságokat biztosít, ezért fontos összetevője az ötvözeteknek. Az ötvözetek tulajdonságai jelentősen eltérnek egymástól, különösen a különböző szilíciumtartalom miatt. Ennek következményei vannak a forgácsolásra.
Kihívások az alumínium forgácsolásában
Az alumínium megmunkálása anyagi tulajdonságai miatt specializált szerszámokat igényel. Az übereutektikus ötvözetek (> 17 százalék szilíciumtartalom) rendkívül robusztus bevonatokat igényelnek, míg az alacsony szilíciumtartalmú ötvözetek gyakran hosszú forgácsokkal okoznak problémákat, amelyek forgácsdugóhoz vezethetnek.
A 17 százaléknál nagyobb szilíciumtartalmú, übereutektikus ötvözetek jól alkalmasak kopás- és hőterhelésnek kitett öntvényekhez, különösen a motorépítésben. Ezért elsősorban dugattyúk, valamint forgattyúházak és hengerfejek gyártására használják őket. Az olvadékban először a szilíciumkristályok szilárdulnak meg, majd ezt követi a maradék olvadék megszilárdulása. A kemény és rideg szilícium a későbbi forgácsolás során megnövekedett szerszámkopást okoz. Ezért itt csak speciálisan bevont keményfém szerszámok, vagy akár gyémántszerszámok használhatók. A specifikus résmarási kialakítás és az optimalizált bevonat révén a kopás minimalizálható. Ezzel elkerülhetők a leállások, és a megmunkálási minőség folyamatosan magas szinten tartható.
Kevésbé igényes, de mégis stressztesztet jelent a szerszámok számára olyan anyagok, mint a GD-AlSi9Cu3 alumíniumötvözet, amely 9 százalék szilíciumtartalommal rendelkezik, és például sebességváltó házakhoz használják. Itt különösen fontos az állásidők és a ciklusidő optimalizálása. Müllernek a gyakorlatban sikerült egy kedvező kombinációval, amely speciális szerszámgeometriát, bevonatot és polírozott befogónyílásokat tartalmaz, megduplázni az állásidőt és megfelezni a ciklusidőt. Ennek eredményeként a termelés hatékonyabbá válik, mivel több alkatrész feldolgozható, mielőtt a szerszámot ki kellene cserélni.
Egy teljesen más típusú kihívást jelentenek az alacsony szilíciumtartalmú anyagok, mint amilyeneket például a járműszerkezeti alkatrészek, például a karosszériák gyártásánál használnak. Ezek a megmunkálás során nagyon hosszú forgácsokat produkálnak, ami forgácscsavarodáshoz és forgácsgyűléshez vezet. Müller megbízást kapott az AlMg0,7Si-T66 anyag megmunkálásának optimalizálására, amelynek szilíciumtartalma mindössze 0,7 százalék, lineáris egységek gyártásához. A forgácscsavarodás és a forgácsgyűlés korábban egy munkatárs által kézzel lett kijavítva. Ez nemcsak hatékonytalan volt, hanem megakadályozta a teljesen automatizált gyártást, és lelassította a termelést a leállások miatt. Müllernek egy testreszabott lépcsős fúróval sikerült optimalizálnia a forgácskezeléshez szükséges réselt, amely jelentősen lerövidítette a forgácsokat. Így ezek már nem is jelentettek problémát. Ennek köszönhetően a munkatársak más feladatokra is tudtak figyelni, és egyidejűleg sikerült a ciklusidőt a felére csökkenteni.
Müller figyel a megfelelő szerszám kiválasztásánál, hogy az specifikusan a megmunkálandó anyag tulajdonságaihoz legyen igazítva. A magas minőségi standardok és a hosszú élettartam biztosítása érdekében Müller minden feszítőnyílását megpolírozza, függetlenül attól, hogy bevont vagy bevonat nélküli. Ezzel minimalizálja a megmunkálás során fellépő súrlódást és növeli az élettartamot. Müller összes szerszáma emellett újraélezhető, így meghosszabbítható az élettartamuk. Az újraélezett szerszámoknál is megpolírozzák a feszítőnyílásokat.
Fenntarthatóság a beszállítói láncban
Különösen szerepet játszik az autóiparban, beleértve a beszállítói láncokat is, a fenntarthatóság és a CO2-kibocsátás csökkentése. Müller ezért minden szerszámához újrahasznosítást kínál, mivel a szerszámok körforgásra való alkalmassága értékes hozzájárulást jelent a CO2-kibocsátás és az anyagpazarlás csökkentéséhez. A keményfém gyártása során magas CO2-kibocsátás keletkezik. Ez elkerülhető, ha egy elhasználódott szerszámot, amelyet már nem lehet újraélezni, egy új, kisebb szerszámmá alakítanak át.
Ha egy szerszámot már nem lehet újraélezni, a vevő a Müllerhez küldi, és rendel egy alternatívát. A Müller szakértői levágják a kopott vágóélt, megélezik a fel nem használt részt, és belefaragják a kívánt geometriát. Ezt követően szükség esetén bevonják és polírozzák – és kész is az új szerszám a régi keményfémből. A újrahasznosított szerszámok ugyanolyan hosszú élettartammal rendelkeznek, mint az új szerszámok. Az újraélezés is problémamentesen lehetséges. Tehát nincs minőségi különbség az új szerszámokhoz képest. A keményfém gyártásának CO2-kibocsátásán alapuló átlagértékek alapján végzett számítások szerint évente több tonna CO2 takarítható meg. A konkrét ipari példák évente 14 tonna CO2 megtakarítást mutatnak. Ez az érték a szerszámok mennyiségétől függően változik: Minél több szerszámot újrahasznosítanak, annál több CO2 takarítható meg.
Kapcsolat:
