Pentru a convinge un client că pe instalație pot funcționa stabil și unelte cu prelungiri lungi, cu prindere HSK mai mică, constructorul de mașini bavius technologie a realizat un test de tăiere în condiții reale. O componentă importantă a testului: uneltele corecte. Cu un set de unelte pentru prelucrarea brută și finisare de la ISCAR, testul a depășit toate așteptările.
bavius tehnologie, cu sediul în Baienfurt, Oberschwaben, este activă din 2017 ca o companie independentă, de familie, cu aproximativ 120 de angajați în dezvoltarea și producția de instalații CNC de înaltă viteză pentru prelucrarea voluminoasă a aluminiului. În acest sens, bavius se concentrează pe două linii de produse: centre de prelucrare a profilurilor PBZ și centre de prelucrare orizontale HBZ din seria AeroCell.
Caută un sistem dinamic
„O companie americană din industria aerospațială căuta o instalație care să ofere rate mari de îndepărtare a materialului, dinamică și disponibilitate, menținând în același timp o calitate înaltă a prelucrării, pentru a fabrica componente structurale mari din aluminiu“, povestește Dominik Merz, Director Vânzări Globale | Aplicații la bavius. „O sarcină perfectă pentru HBZ AeroCell 160 I 400.”
Instalația dispune de un spindle de înaltă performanță, care funcționează cu până la 30.000 de rotații pe minut și oferă o putere de 140 kilowați în regimul de funcționare continuu (modul S1). În modul S6, sunt disponibile temporar puteri de până la 175 kilowați. „Deoarece cei 140 de kilowați sunt deja disponibili la 19.000 de rotații pe minut, se pot obține puteri mari chiar și în segmentul mediu de viteză, ceea ce oferă unele avantaje“, explică Dominik Merz.
Numai prinderea de unelte HSK-A63/80 utilizată standard de bavius a stârnit îngrijorări clientului din SUA. Din experiență și din motive de stabilitate, acesta a preferat una mai mare. Totuși, acest lucru ar fi restricționat semnificativ capacitatea de prelucrare disponibilă a instalației. „Pentru a putea funcționa la 30.000 de rotații, AeroCell 160 este echipată cu o prindere HSK 63/80, care, datorită suprafețelor sale de bază mai mari, oferă stabilitatea necesară uneltei chiar și la lungimi mari de protruzie“, explică Stefan Diem, tehnician de aplicații la bavius. „Cu o prindere de 100, ar fi fost posibile doar 20.000 de rotații pe minut. Aceasta nu a fost inițial o opțiune pentru bavius și ar fi restricționat avantajele mașinii.“ Dominik Merz adaugă: „În special, prelucrarea acestor piese, care durează adesea câteva ore, se desfășoară în proporție de 70 sau 80 la sută cu unelte scurte. Aici se observă rapid în producție dacă utilizatorul poate folosi viteza maximă și puterea maximă.”
Pentru a demonstra clientului că suportul mai mic oferă stabilitatea necesară și pentru uneltele lungi, echipa bavius a convenit cu clientul un test live în condiții reale la bavius în Baienfurt. Planul: într-un bloc de aluminiu din aliaj de forjare EN-AW 7012 (AlZn6Mg2Cu) cu dimensiunile de 600 × 780 × 500 milimetri, urma să fie realizată o cavitate în formă de V cu dimensiunile de 170 × 626 milimetri și o adâncime de 260 milimetri, așa cum se întâlnește în mod obișnuit la componentele structurale pentru aviație.
Soluție personalizată
„Ne-am contactat cu partenerul nostru de lungă durată ISCAR pentru a crea pachetul optim de unelte pentru prelucrarea brută și finisare“, explică Stefan Diem. Michele Piccolantonio, consultanță și vânzări proiecte de echipamente, Calogero La Quatra, specialist în produse Multi Master, unelte din carburi solide și PCD, precum și Anton Kress, specialist în produse frezare, au fost informați despre sarcină și au elaborat împreună cu echipa bavius un set adaptat exact la sarcină și material.
„Aluminiul poate fi în general prelucrat rapid și ușor, dar are totuși particularitățile sale“, spune Anton Kress. Aici sunt necesare sisteme foarte pozitive cu tăișuri foarte ascuțite și lustruite, pentru a preveni lipirea așchiilor pe tăiș și pe suprafață, pentru a lucra în condiții de siguranță a procesului. Astfel, se generează forțe de tăiere mai mici în timpul prelucrării. Acest lucru aduce avantaje enorme în utilizarea uneltelor lungi și reduce semnificativ deviațiile și vibrațiile.
„Criteriile importante de selecție au fost, printre altele, utilizarea uneltelor standard cu tăiere moale, care susțin dinamica mare a mașinii, permit turații ridicate și funcționează în condiții de siguranță a procesului, pentru a menține disponibilitatea echipamentului la un nivel ridicat“, spune Michele Piccolantonio. „În timpul prelucrării, ar trebui să fie posibile rate de îndepărtare foarte mari – cuvânt cheie prelucrarea de volum mare – iar la finisare, calități superioare ale suprafeței“, completează Anton Kress. La final, a fost creat un set de unelte cu freze din familiile HELIALU, MegaAlu și MULTIMASTER.
Rapid, mult material de îndepărtat.
Pentru a îndepărta cantități mari de material într-un timp scurt, au fost utilizate freze HELIALU cu răcire JHP direcționată, cu un diametru de 50 de milimetri. Pentru prelucrarea conturului suprafeței și prima parte a cavității, freza a fost concepută ca un instrument monobloc cu o lungime de 110 milimetri, echipată cu patru plăci de tăiere reversibile (WSP) cu două margini de tăiere elicoidale. Marginile de tăiere ascuțite, cu o lungime de 22 de milimetri, șlefuite pe circumferință, cu un unghi de așchiere foarte pozitiv și suprafețe de așchiere lustruite, taie ușor și asigură un flux excelent al așchiilor.
„Astfel, am frezat la o viteză a axului de 25.400 rotații pe minut și am putut extrage până la 148 kilowați de la ax”, se bucură Stefan Diem. „Cu un avans de 25.400 milimetri pe minut și o adâncime de tăiere de 16,5 milimetri, am putut îndepărta până la 14,5 litri de material pe minut.” Zonele mai adânci ale cavității au fost frezate de bavius cu freze HELIALU cu lungimi de 157, 207 și 257 milimetri, echipate cu 14 WSP, în mod sigur în proces – cu viteze de până la 28.000 rotații pe minut, o putere de până la 65 kilowați și avansuri de până la 16.500 milimetri pe minut. „A fost cu adevărat impresionant cum mașina a trecut prin material”, spune Dominik Merz.
Cu patru freze MegaAlu din metal dur cu trei tăișuri, cu un diametru de 25 milimetri și lungimi de 5xD până la 8xD, bavius a redus razele colțurilor de la R50 respectiv R25 la R12,5 și a frezat cavitatea la adâncimea finală de 260 milimetri. „Pentru aceasta, folosim și singurele excepții de la standard. Cele două freze de 7xD și 8xD sunt unelte speciale”, spune Calogero La Quatra. „Avantajul special al acestor specialiști din aluminiu cu trei tăișuri: au un pas inegal și, datorită geometriei lor speciale a tăișului, procesul este aproape fără vibrații chiar și la astfel de proiecții mari.”
Calitate superioară a suprafeței datorită frezelor MULTIMASTER
În fabricarea componentelor pentru aviație, nu este vorba doar despre îndepărtarea rapidă a unor cantități mari de material. La fel de importantă este o calitate ridicată a suprafețelor pieselor. Acest lucru face ca finisarea să fie un proces decisiv. În test, au fost utilizate freze cu cap de bilă și freze barrel cu VHM, din familia MULTIMASTER de la ISCAR, cu lungimi ale uneltelor între 155 și 293 milimetri. Cu viteze ale axului între 21.000 și 27.000 rotații pe minut, au fost create în câteva minute suprafețe fine și fără zgârieturi pe fundul și pereții cavității, cu adâncimi de rugozitate de 6,5 micrometri.
Pentru finisarea fundului cavității, a fost responsabilă o freză cu cap de bilă EBA cu trei tăișuri, cu un diametru de 16 milimetri și un rază de 8. Montată pe un suport de 200, unealta măsoară 280 milimetri. Pentru a finisa laturile mai mari ale cavității, bavius a folosit freza barrel EOBA, cu un diametru de 16 milimetri, patru tăișuri și un profil de rază de 75, pe suportul de 200. „Această freză barrel finisează de până la nouă ori mai repede decât o freză cu cap de bilă comparabilă. Acest lucru se datorează faptului că raza servește ca un factor matematic și, prin urmare, salturile pe axă pot fi crescute de mai multe ori”, explică Calogero La Quatra. „Și asta la o viteză mică și independent de parametrii de tăiere.”
Rezultatul testului depășește așteptările
În doar trei ore, au fost îndepărtate aproximativ 70 de kilograme de material, cavitatea fiind frezată în mod sigur și în calitatea solicitată în bloc. „Combinația dintre un sistem dinamic, puternic și unelte potrivite asigură un timp de prelucrare mai scurt și crește semnificativ productivitatea”, rezumă Stefan Diem rezultatul. „Și, așa cum s-a prezis, uneltele cu proiecții lungi au funcționat absolut stabil și fără vibrații cu prinderea de 63/80.”
Cu un HELIALU de 357 milimetri lungime și 50 milimetri diametru, constructorii de mașini au dus acest test de stabilitate la extrem: pe lângă cavitatea V, au frezat cu un avans de 8.100 milimetri pe minut și o viteză a axului de 18.000 rotații pe minut o altă cavitate în blocul de aluminiu, în mod sigur.
„Testul a depășit toate așteptările. Clientul a fost complet convins și atât de încântat încât ar fi vrut să ia mașina imediat”, spune Dominik Merz. „Prin interacțiunea dintre AeroCell-ul nostru dinamic și uneltele inovatoare de la ISCAR, am putut să-i oferim o soluție eficientă.”
Contact:
