Lekki, wszechstronny, wymagający – aluminium stawia przed obróbką seryjną wymagania dotyczące wydajnych narzędzi, stabilnych procesów i precyzyjnego dostosowania wszystkich parametrów. Niezależnie od tego, czy w budownictwie samochodowym, technologii medycznej, budowie maszyn i urządzeń, czy elektronice – stopy aluminium łączą niską wagę z dobrą wytrzymałością, wysoką odpornością na korozję i doskonałą zdolnością do recyklingu. Mimo swojej zasadniczo dobrej obrabialności, materiał ten nieustannie stawia przed użytkownikami wyzwania. Szczególnie podczas frezowania, zjawiska takie jak zlepianie, tworzenie wiórów czy niekontrolowany przepływ wiórów mogą wpływać na bezpieczeństwo procesu. Kluczowe dla opłacalnej obróbki jest zatem precyzyjne dostosowanie geometrii narzędzia, materiału skrawającego, danych skrawania i środka chłodząco-smarującego. Firma Paul Horn GmbH oferuje w swoim portfolio narzędziowym liczne systemy, które umożliwiają opłacalną obróbkę skrawaniem.
Globalne znaczenie aluminium odzwierciedla się w liczbach produkcji. Na całym świecie rocznie produkuje się ponad 60 milionów ton tego metalu lekkiego, przy czym szczególnie Azja, a w szczególności Chiny, odgrywają kluczową rolę. Aluminium jest trzecim najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej, po tlenie i krzemie, występuje jednak wyłącznie w formie związanej. Przemysłowa produkcja odbywa się z boksytu za pomocą procesu Bayera oraz następnej elektrolizy w topnionym stanie.
Dzięki odpowiednim pierwiastkom stopowym, takim jak krzem, magnez, miedź czy cynk, można dostosować właściwości mechaniczne, co z kolei ma bezpośredni wpływ na zachowanie materiału podczas obróbki skrawaniem.
Wyraźna tendencja do adhezji
Podczas frezowania aluminium szczególnie wyraźnie ujawniają się specyficzne właściwości materiału. Niska twardość i niska temperatura topnienia sprzyjają wysokim prędkościom skrawania, ale jednocześnie prowadzą do wyraźnej skłonności do adhezji. Bez odpowiednich działań może dojść do powstawania wiórów, które negatywnie wpływają zarówno na jakość powierzchni, jak i na trwałość narzędzi. Nowoczesne narzędzia frezarskie do aluminium charakteryzują się zatem ostrymi krawędziami, wypolerowanymi powierzchniami wiórów oraz specjalnymi geometriami kształtu wiórów, które wspierają łatwy odpływ wiórów. Dodatkowo stosowane są powłoki o wysokich właściwościach ślizgowych lub – w zależności od zastosowania – celowo niepowlekane krawędzie, aby maksymalnie wykorzystać ostrość.
HORN oferuje kompleksowy program narzędzi frezarskich do obróbki aluminium, obejmujący frezy pełnootworowe, narzędzia frezarskie okrągłe oraz rozwiązania PKD i MKD. Szczególnie przy frezowaniu z wysokimi objętościami skrawania kluczową rolę odgrywają narzędzia jednoskrawędziowe lub dwuskrzydłowe z dużymi przestrzeniami skrawania. Umożliwiają one wysokie posuwy i prędkości skrawania, nie utrudniając przepływu wiórów. Typowe zastosowania to frezowanie kieszeni, zanurzenie oraz obróbka krawędzi elementów aluminiowych z dużymi ubytkami materiału.
Polikrystaliczny diament
Do bardziej wymagających zadań i długich czasów pracy szczególnie stosuje się narzędzia z diamentowymi wkładkami. Diament polikrystaliczny doskonale nadaje się do frezowania stopów aluminium ze względu na swoją wysoką odporność na zużycie i niską skłonność do adhezji, zwłaszcza przy dużych seriach produkcyjnych. Ostro zakończone krawędzie tnące umożliwiają uzyskanie wysokiej jakości powierzchni oraz stabilnych procesów nawet przy wysokich parametrach skrawania. Oprócz klasycznych operacji toczenia, PKD zyskało szczególną popularność w obszarze frezowania, na przykład podczas frezowania płaskiego elementów konstrukcyjnych lub frezowania konturowego skomplikowanych geometrii.
W ostatnich latach firma Horn konsekwentnie rozszerzała swoje portfolio PKD i oferuje dziś oprócz wkładek skrawających z PKD również narzędzia frezarskie z trwałym wypełnieniem, które zostały specjalnie zaprojektowane do obróbki wysokowydajnej. Te narzędzia po raz pierwszy zaprezentowano w 2024 roku w ramach ustandaryzowanego programu i obejmują liczne zastosowania – nie tylko w aluminium, ale także w innych materiałach nieżelaznych. System narzędziowy zapewnia wysoką sztywność i dokładność obrotu, co bezpośrednio przekłada się na jakość powierzchni i stabilność procesu.
Nowe potencjały w obróbce skrawaniem o wysokiej wydajności
Przykładem jest system wymiennych głowic DG z ostrzami PKD, który oparty jest na istniejącym systemie węglika tungstenowego i został rozszerzony o ostrza diamentowe. Dzięki modułowej budowie dostępne są różne warianty trzonków ze stali lub węglika, co sprawia, że system nadaje się również do zastosowań z dużymi długościami wysunięcia. Kolejnym wyróżniającym się elementem jest system frezów płaskich o precyzyjnych właściwościach okrągłych i płaskich. Wysoka sztywność tego systemu pozwala na wartości skrawania, które nawet wydajne frezarki stawiają na granicy ich możliwości, otwierając nowe potencjały w obróbce wysokowydajnej.
Dla zastosowań o najwyższych wymaganiach optycznych, takich jak w budowie narzędzi i form, stosuje się dodatkowo obróbkę skrawaniem na wysoki połysk z wykorzystaniem diamentów monokryształowych. Również przy frezowaniu ten materiał skrawający umożliwia uzyskanie jakości powierzchni, która sprawia, że polerowanie po obróbce jest zbędne. To nie tylko oszczędza czas, ale także zwiększa powtarzalność jakości elementów. Szczególnie w przypadku elementów, których powierzchnia będzie później pokrywana lub chromowana, ta pewność procesu stanowi istotną zaletę.
Stała jakość przez długie okresy eksploatacji
Rosnące wykorzystanie elementów aluminiowych, na przykład dzięki nowym technologiom produkcyjnym, takim jak Gigacasting w przemyśle motoryzacyjnym, podkreśla znaczenie wydajnych rozwiązań frezarskich. Jednocześnie zmienia się zastosowanie materiałów, co stawia nowe wymagania dotyczące elastyczności i precyzji. Nowoczesne narzędzia frezarskie muszą zatem nie tylko umożliwiać wysokie tempo usuwania materiału, ale także zapewniać stałą jakość przez długie okresy eksploatacji. Dzięki dostosowanym koncepcjom narzędzi, innowacyjnym materiałom skrawającym i specyficznym dla zastosowania geometriom można spełnić te wymagania i trwale zoptymalizować opłacalną obróbkę aluminium.
Kontakt:
