Pri frezanju kompozitov ojačanih s karbonovimi vlakni letalska industrija zahteva maksimalno kakovost obdelanih površin in najvišjo procesno varnost. Podjetji Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH in CemeCon zdaj v tesnem sodelovanju postavljata nove standarde za to pomembno prihodnjo panogo. Skupaj razvito premium orodje združuje geometrijo, substrat in diamantno prevleko v optimalno rešitev.
Obdelava ogljikovih vlaken ojačanih plastik, znanih kot CFK, ki so izjemno koristni za lahkotno gradnjo, spada med največje izzive v industriji obdelave. V letalski industriji se uporabljajo še zahtevnejše različice kompozitnega materiala. Hkrati je tam popoln fokus na maksimalni kakovosti komponent, kar popolnoma prepoveduje kompromise in zahteva najvišjo zmogljivost uporabljenih rezalnih orodij. Kajti visoko trdni vlakni morata biti – kljub svojim različnim usmeritvam znotraj matrice – čisto ločena. V nasprotnem primeru nastanejo ostanki vlaken ali delaminacije, ki zahtevajo vsaj zahtevno ročno obdelavo.
Zlasti izdelava velikih delov letal, kot so lupine oziroma segmenti za trup letala, predstavlja za proizvajalce letal in dobavitelje zelo specifično problematiko: debeline sten so pogosto med nekaj milimetri in več centimetri. Na prehodih delujejo ogromne stranske sile na rezalno orodje. V najslabšem primeru se lahko zlomi in delci lahko vstopijo v notranjost komponente – prekinitve proizvodnje ali celo izguba celotnih komponent bi bile drage posledice. Uporaba bakrenih mrež kot zaščite pred strelo predstavlja še en izziv pri obdelavi. Cilj je rob komponente brez dodatnih del, brez bakrenih ostankov.
Natančno tem izzivom sta se razvojna partnerja Hufschmied in CemeCon skupaj posvetila. Bavarski proizvajalec orodij in specialist za prevleke sta v timskem delu oblikovala novo frezarsko orodje, ki znatno povečuje procesno varnost pri frezanju CFK in hkrati podaljšuje njegovo življenjsko dobo za več kot 50 odstotkov v primerjavi z orodji enake uporabe.
Strukturirana pot do novega premium orodja
„Naši kupci iz letalske industrije to vedno znova poudarjajo v pogovorih: pri obdelavi komponent iz kompozitnih materialov ima varnost procesa najviš prioriteto, saj lahko tudi najmanjše odstopanje komponent postane zelo drago. To je v nas prebudilo ambicijo, da prepričamo uporabnike na tem področju z znatno izboljšano rešitvijo,“ pravi Fabian Lindinger, vodja aplikacijske tehnike pri Hufschmiedu. Osnova za prelomni rezalnik HEXACUT 058, posebej zasnovan za letalske komponente iz CFK, je bila postavljena.
Na poti tja so v razvojnem centru Hufschmied v bližini Augsburga najprej ponovno preučili in izboljšali obstoječo geometrijo orodja. Novo orodje naj bi poleg optimalne procesne varnosti izpolnjevalo še en dodaten kriterij: kakovost rezanja mora biti zagotovljena čim dlje.
Popolno usklajevanje parametrov orodja
V nadaljnjem procesu se je pokazalo, kako lahko močno partnerstvo glede na inovacijsko tehnologijo naredi razliko: saj je bila seveda ključna za idealen končni rezultat tudi prilagojena prevleka, ki je bila usklajena z orodno geometrijo, ki jo je razvila Hufschmied, in novim substratom. Za to so strokovnjaki za prevleke pri CemeCon specificirali material za diamantno plast za novo orodje, ki je že v testih doseglo izjemno kakovost. „Bilo je izjemno fascinantno opazovati, kako se je postopoma izoblikovala optimalna kombinacija trdnega substrata in plastičnega materiala,“ se spominja Javier Fuentes. Vodja razvoja prevlek in rezalnih materialov pri Hufschmiedu poudarja: „V produktivnem timskem delu smo na koncu dosegli homogeno obrabo, s katero smo skozi celotno življenjsko dobo orodja dosegli jasno, gladko rezalno rob na konstantno visoki ravni. In odstopanja plasti ali celo zlomi orodij v testih izdelkov preprosto niso več nastopili.“
Marco Furrer, vodja prodaje pri CemeCon, pojasnjuje: „Za novo orodje Hufschmied smo posebej prilagodili preizkušen CemeCon slojni material CCDiaAeroSpeed. Tako smo kljub veliki debelini sloja dosegli izjemno oprijemljivost na trdni kovini, ki jo je izbral Hufschmied. Prepričljiv rezultat: novi HEXACUT 058 od Hufschmied uporabnikom omogoča dosledno visoko kakovost rezanja, maksimalno procesno varnost, tudi zaradi bistveno manj vibracij, in znatno daljšo življenjsko dobo.“
Močni partnerji delujejo na enaki ravni.
Celoten projektni potek je izjemno profitiral od profesionalnega sodelovanja vseh vpletenih, saj partnerstvo med Hufschmiedom in CemeConom že dolgo presega zgolj razmerje med dobaviteljem in kupcem. V tesnem sodelovanju so razvili pomembne podrobnosti, kot so priprave robov, radiji rezanja ter debelina in arhitektura plasti. „Z združenimi kompetencami smo lahko optimizirali vse parametre, dokler nismo dosegli rešitve, ki je bila v vseh točkah usklajena,“ pojasnjuje Michael Woda, vodja razvoja diamantov pri CemeCon.
Tudi pri serijski proizvodnji HEXACUT 058 podjetja še naprej sodelujejo. Premium rezalniki novega tipa so obdelani v glavnem sedežu CemeCon v Würselen, v največjem svetovnem centru za diamantno prevleko, in so podvrženi obsežnemu nadzoru kakovosti. Neodvisno od tega Hufschmied ponovno preveri pomembne kriterije, kot je homogena porazdelitev debeline plasti – za končne stranke to pomeni dodatno prednost pri varnosti procesov.
„Ta projekt prispeva – prav tako kot naše druge, delno že dolgotrajne sodelovanja s CemeCon – pomemben delež k temu, da Hufschmied po vsem svetu ostane sinonim za vrhunske rešitve obdelave,“ se veseli izvršna direktorica Christel Hufschmied ob uspehu razvoja. „Nova diamantna orodja in skupna pot s CemeCon do industrijske zrelosti nas trajnostno napredujejo pri doseganju naših ciljev.“
Kontakt:
