Podczas gdy udział komponentów z tytanu stanowi zaledwie około 14 procent wagi typowego samolotu pasażerskiego, ich udział w czasie obróbki wynosi około dwóch trzecich całkowitego czasu obróbki elementów metalowych. W porównaniu do obróbki aluminium, osiągalne objętości skrawania (cm3/min) w obróbce tytanu są bardzo niskie. Kto zdoła skrócić czasy obróbki dla komponentu z tytanu lub znacząco poprawić czasy pracy narzędzi skrawających, znacznie zwiększa efektywność i opłacalność swoich procesów. Dzięki nowemu narzędziu skrawającemu M5250, specjalista w dziedzinie obróbki skrawaniem Walter osiągnął taki krok, w ścisłej współpracy z ekspertem w dziedzinie chłodziw Blaser Swisslube oraz producentem maszyn premium Makino.
Procesy obróbcze, szczególnie w przypadku obróbki wymagających materiałów, takich jak tytan, są pracą zespołową. Potencjał wysokiej klasy maszyny, takiej jak Makino T2, zaprojektowanej do frezowania stopów tytanu, można w pełni wykorzystać, gdy pracuje się z odpowiednio zoptymalizowanymi narzędziami skrawającymi i chłodziwami. To działa również w drugą stronę: nowy frez Walter Igelfräser M5250 osiąga swoje najlepsze wyniki podczas roughingu elementów z tytanu na maszynach takich jak Makino T2, które dzięki aktywnemu systemowi tłumienia, sztywnej konstrukcji oraz wrzecionu o wysokiej wydajności z dużym momentem obrotowym oraz wydajnym systemem chłodzenia pod wysokim ciśnieniem tworzą optymalne warunki pracy dla freza.
Wysokie obciążenie termiczne dla narzędzia i wrzeciona
Tytan i stopy tytanu charakteryzują się niską przewodnością cieplną, co stanowi prawdziwe wyzwanie dla obróbki skrawaniem. Podczas obróbki stali około 80 procent powstającego obciążenia termicznego odprowadzane jest przez wióry, podczas gdy w przypadku tytanu tylko 20 procent. Oznacza to, że narzędzie skrawające i wrzeciono muszą masowo absorbować ciepło. Na krawędzi węglika powstają ekstremalne obciążenia temperaturowe. Bez działań przeciwdziałających krawędź w kontakcie z obrabianym przedmiotem zużywałaby się niezwykle szybko: praktycznie paruje. Dzięki specjalnym geometriom krawędzi skrawających i powłokom, a także zastosowaniu chłodziw, próbuje się spowolnić i w miarę możliwości kontrolować ten nieunikniony proces zużycia. Aby naprawdę być pewnym jakości obróbki, wielu odpowiedzialnych za produkcję wymienia także wkładki skrawające znacznie przed wystąpieniem głębokich śladów zużycia.
Chłodziwo i maszyna w harmonii
Daniel Schär, starszy menedżer segmentu w Blaser Swisslube AG, wyjaśnia rolę Blaser w projekcie: „Podczas obróbki tytanu kontrola rozwoju ciepła w narzędziu i maszynie odgrywa kluczową rolę. Tutaj można naprawdę wpłynąć na trwałość narzędzia i objętość skrawania, stosując środek chłodząco-smarujący, który jest zoptymalizowany do pracy w tych szczególnych warunkach. Nasz zespół badawczo-rozwojowy intensywnie pracował nad wizją idealnego środka chłodząco-smarującego. Z Vasco Skytec H 600 jesteśmy bardzo blisko osiągnięcia tego celu.”
W testach porównawczych z 22 płynami chłodzącymi i smarującymi konkurencji oraz pięcioma własnymi produktami, które Blaser Swisslube przeprowadził w swoim centrum technologicznym w Szwajcarii, innowacyjny płyn chłodzący i smarujący zdecydowanie zajmuje czołową pozycję.
Innowacyjny środek chłodząco-smarujący Vasco Skytec H 600 opracowany przez Blaser Swisslube ma znacznie wyższą efektywność podczas obróbki skrawaniem niż konwencjonalne środki chłodząco-smarujące. Dzięki temu można osiągnąć dłuższe czasy eksploatacji narzędzi w już istniejących procesach. Andrea Biscardi, menedżer produktu w Makino Europe GmbH, wyjaśnia, jakie efekty nowe medium chłodząco-smarujące przynosi na maszynie takiej jak T2: „Jedną z najważniejszych cech Makino T2 jest jej wydajne system chłodzenia o ciśnieniu 7 MPa i przepływie 200 L/min. Oznacza to, że już przy użyciu konwencjonalnych środków smarnych osiągamy na obrabianym elemencie bardzo dobry stopień chłodzenia. Gdy zastosujemy Vasco Skytec H 600, odczuwamy jeszcze wyraźniejszą różnicę. Ograniczającym czynnikiem pozostaje w pewnym sensie narzędzie skrawające. Można również zastosować specjalnie zoptymalizowaną część do obróbki tytanu, taką jak frez Walter Igelfräser. To, co potrafi, widać już po czasach pracy maszyn i po tym, jakie dane skrawania można osiągnąć.”
Zachować spokój tam, gdzie to konieczne: Frez Igla Walter M5250
Obróbka tytanu jest od lat jednym z głównych tematów rozwoju produktów w firmie Walter. Frez BLAXX Igel M3255 to już coś w rodzaju klasyka w obróbce tytanu, oferowany przez specjalistów w zakresie obróbki skrawaniem z Tübingen. W 2022 roku Walter wprowadził na rynek nową generację wkładek skrawających, których krawędź skrawająca z innowacyjną geometrią WaveCut zapewnia znaczące korzyści w zakresie trwałości w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań. Dirk Masur, menedżer segmentu lotniczego w firmie Walter, wyjaśnia: "Nieustannie pracujemy nad tym, aby oferować klientom jeszcze lepsze rozwiązania dla ich procesów. Projekty takie jak ta współpraca z Makino i Blaser Swisslube stanowią ważną możliwość testowania i dalszego rozwijania nowych koncepcji narzędzi w idealnych, ale jednocześnie rzeczywistych, konkretnych warunkach. Nowy frez Walter M5250 bardzo na tym skorzystał."
Najważniejszym celem firmy Walter było znaczące zwiększenie objętości skrawania oraz żywotności wkładek skrawających podczas frezowania elementów tytanowych w porównaniu do dotychczasowych rozwiązań. Wkładki skrawające WaveCut stanowią już ważny element optymalnej strategii frezowania: poprzez zmianę geometrii krawędzi skrawającej z prostej na „falistą” zmieniają się siły działające na narzędzie i obrabiany element podczas frezowania. Krawędzie wchodzą w materiał znacznie łagodniej, co prowadzi do mniejszych wibracji, a głębokości obróbcze w obróbce wysokowydajnej są możliwe do 5xD przy minimalnych wibracjach.
Również obciążenie termiczne, które działa na wkładki skrawające, narzędzie i wrzeciono, jest już redukowane dzięki geometrii WaveCut. Dzięki dostarczeniu chłodziwa jak najbliżej wkładek skrawających można jeszcze bardziej ograniczyć rozwój ciepła na ostrzach. W nowym frezarze Walter Igelfräser M5250 zespół rozwojowy wykorzystał zalety ostrzy WaveCut, które stosunkowo łagodnie wchodzą w materiał, aby wyposażyć płyty czołowe w dwa kanały chłodzące. Kanały chłodzące w korpusie narzędzia są optymalnie zaprojektowane, aby dostarczać chłodziwo do poszczególnych ostrzy, a także w przekroju otworu, dzięki czemu pełna moc pompy chłodziwa oraz oferowany przepływ objętościowy mogą być w pełni wykorzystane. Chłodziwo działa zgodnie z wymaganiami termicznymi bezpośrednio przy wejściu ostrza w materiał. Całkowita stabilność korpusu narzędzia nie jest w tym czasie naruszona, a dzięki poprawionemu chłodzeniu w newralgicznych miejscach znacznie zwiększa się stabilność obróbcza.
Szczególnie, gdy nowy Vasco Skytec H 600 od Blaser Swisslube jest używany: W konfiguracji testowej z parametrami vc 60 m/min, fz 0,18 mm, vf 218 mm/min, ap 60 mm, ae 10 mm w detalu z tytanu klasy 5 (Ti6Al4V) na maszynie Makino T2 nowy frez Walter Igelfräser M5250 z wkładkami skrawającymi Tiger·tec G55W WSM45X dosłownie przewyższa wszystkie inne testowane kombinacje frezów Walter, wkładek skrawających i chłodziw. Z czasem eksploatacji narzędzia wynoszącym 110 minut, czas pracy na ostrze jest o 162 procent wyższy niż w konfiguracji z innymi chłodziwami oraz geometriami ostrzy. Oczywiście widać to również w szybkości skrawania, która wynosi 130,9 m3 na minutę.
Kontakt:
