Projektowanie coraz lżejszych samolotów wiąże się z użyciem zaawansowanych, nowych materiałów, takich jak kompozyty, stopy tytanu i Inconel. Materiały te są lżejsze i bardziej wytrzymałe od typowych stopów stosowanych do tej pory, a ich obróbka stanowi ogromne wyzwanie. Producenci branży lotniczej często stosują narzędzia z węglików spiekanych i/lub ze stali szybkotnącej do frezowania i wiercenia. Jakość operacji skrawania jest priorytetem dla producentów tej branży — jej wysoki poziom jest często osiągany przez dokładne monitorowanie i kontrolę bezpieczeństwa procesu. Wysoki koszt jednostkowy detalu nie odgrywa tutaj decydującej roli, ponieważ w większości przypadków, brak wad ma o wiele większe znaczenie, niż wzrost produktywności procesu.

Fot: SECO

Bezpieczeństwo i stabilność procesu są kontrolowane przez producentów branży lotniczej na podstawie przewidywania wydajności maszyn i oprzyrządowania. Frezy i wiertla do zastosowań w przemyśle lotniczym powinny charakteryzować się powtarzalną odpornością na zużycie w procesie obróbki detali. Nawet w przypadku dokładnej wiedzy na temat trwałości narzędzia, praktyką stosowaną w przemyśle lotniczym jest uwzględnianie wymiany narzędzia w harmonogramie obrabiarki przed jego całkowitym zużyciem.

Dzięki technologiom obróbki i narzędziom skrawającym materiały, takie jak kompozyty czy stopy tytanu, do tej pory znane jako wyjątkowo trudne w obróbce, stały się dla producentów branży lotniczej atrakcyjne pod względem obróbki mechanicznej. Jednym z przykładów takiej technologii oprzyrządowania, która zapewnia lepszą kontrolę procesu i stabilność, jest technologia specjalistycznych pełnowęglikowych frezów i wierteł. Narzędzia te zostały opracowane z myślą o obróbce trudnych materiałów. Jak podkreśla producent, zastosowanie innowacyjnych powłok i geometrii wraz z zaawansowanymi technikami obróbki sprawiło, że te specjalistyczne narzędzia nie tylko zapewniają bezpieczeństwo procesu, ale również przyczyniają się do wzrostu produkcji i wydajności.

Frezowanie
W sektorze przemysłu lotniczego obserwuje się gwałtowny rozwój obróbki skrawaniem materiałów z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym (CFRP). Jednakże, materiały te są trudne w obróbce skrawaniem, ponieważ wykazują dużą ścieralność i trudności przy frezowaniu. Dodatkowo występuje zjawisko rozwarstwienia - oddzielania się pojedynczej warstwy włókien węglowych, któremu należy zapobiegać w czasie obróbki. Wymagania dotyczące przetwarzania takich materiałów spełniają twarde, ostre frezy z węglików spiekanych pokryte specjalnymi powłokami.

Powszechnie stosuje się dwie metody powlekania: fizyczną krystalizację z fazy gazowej PVD (Physical Vapour Deposition) i chemiczną krystalizację z fazy gazowej CVD (Chemical Vapour Deposition). Oprócz tego stosowany jest zaawansowany materiał do skrawania — diament polikrystaliczny PCD. Powłoki PVD powstają w wyniku procesu fizycznego tworzenia powłok z azotku glinu, azotku chromu i azotku tytanu o twardości około 3000 w skali Vickersa. Powłoki diamentowe, powstałe w procesie chemicznym CVD są około trzy razy twardsze, tzn. ich twardość wynosi 10 000 w skali Vickersa. W narzędziach PCD stosuje się pełne płytki PCD lutowane na korpusach frezów z węglików spiekanych.

Jeśli chodzi o geometrię, optymalnie pracujące frezy do kompozytów charakteryzują się małymi kątami pochylenia linii śrubowej. Zadaniem takiej geometrii jest zmniejszanie sił osiowych działających na warstwy laminatu materiału, a tym samym zapobieganie powstawaniu rozwarstwień. Ponadto geometria frezów z prawą i lewą linią śrubową jest równie skuteczna w przypadku obróbki materiałów kompozytowych. Tego typu frezy, często znane jako routery kompresji, skupiają siły skrawania w linii środkowej grubości detalu, co w przypadku frezowania bocznego pozwala utrzymać warstwy laminatu w stanie nienaruszonym. Dodatkowo geometria takich frezów ułatwia w znacznym stopniu skrawanie kompozytów.

Chociaż frezy ściskające są powszechnie akceptowane, niektóre firmy produkujące narzędzia skrawające, w tym firma Seco, opracowały frezy ściskające z różnymi geometriami, np. z podwójną linią śrubową. Jednym z nich jest narzędzie wieloostrzowe z gładkimi krawędziami. Drugie ma mniej ostrzy, ale więcej rowków wiórowych i łamaczy wiórów znajdujących się na krawędziach. Ten ostatni jest przeznaczony główne do obróbki zgrubnej, natomiast wieloostrzowy bez łamaczy wiórów może sprawidzć się w operacjach wykończeniowych.

Fot: SECO

Podczas gdy tytan może być obrabiany przy użyciu uniwersalnych frezów z węglików spiekanych, najlepsze wyniki osiągane są z reguły przy użyciu frezów specjalistycznych, przystosowanych do właściwości obróbki mechanicznej tego metalu. Takie specjalne frezy zapewniają bardzo wysoką wydajność, ale ich uniwersalność może być ograniczona, jeśli chodzi o liczbę różnych obrabianych materiałów. Na przykład, firma Seco oferuje frez ze stali szybkotnącej (HSS) przeznaczony zarówno do obróbki stopów tytanu, jak i stali nierdzewnej. Frezy z serii Jabro® HPM (wysokowydajna obróbka skrawaniem) zostały zaprojektowane specjalnie dla niektórych materiałów konstrukcyjnych, takich jak właśnie stopy tytanu.

Jakość geometrii i konstrukcji narzędzia osiąga się poprzez duże kąty nachylenia linii śrubowej w zakresie pomiędzy 40 i 50 stopni. Z kolei wewnętrzne kanały chłodziwa zapobiegają przyklejaniu się wiórów do ostrzy frezu i szybko odprowadzają wióry, jak również chłodzą strefy obróbki. Ponadto niejednorodna podziałka zębów zmniejsza drgania przy dużych głębokościach frezowania. Frezy te to połączenie węglika z powłoką azotku chromu i glinu. Nie używa się azotku tytanu, aby zapobiec reakcji chemicznej pomiędzy narzędziem a materiałem.

Istnieją pewne parametry, które ułatwiają wybór narzędzia z węglików spiekanych czy narzędzia ze stali szybkotnącej (HSS), przy czym głównym parametrem jest średnica frezu. Narzędzia z węglików spiekanych stosuje się, gdy aplikacje wymagają frezów o mniejszych średnicach i w przypadku złożonej geometrii detalu lub przy dużych głębokościach skrawania.

Frezy HSS zalecane są do obróbki mniej skomplikowanych detali w produkcji wielkoseryjnej i w przypadku dużych szerokości skrawania i głębokości skrawania. W przypadku używania starszych typów obrabiarek konwencjonalnych o wysokim momencie obrotowym i dużej mocy, należy zwrócić szczególną uwagę na dobór narzędzi.

Jakość detali i bezpieczeństwo procesu wymagają zaprojektowania optymalnego narzędzia przeznaczonego do konkretnego zastosowania, zarówno do obróbki kompozytów, stopów tytanu, jak i stopów Inconel. Takie oprzyrządowanie należy zakupić od dostawcy, który może i chce udzielać wskazówek odnośnie do właściwego sposobu użytkowania i uzyskania optymalnej wydajności. Potrzeba edukacji i szkolenia jest kluczem do uzyskania największych korzyści z dzisiejszych zaawansowanych narzędzi przeznaczonych do materiałów trudnoobrabialnych, stosowanych w przemyśle lotniczym.

(OPTIMA)

	Dane adresowe: OPTIMA TOOLS STEFANIK SPÓŁKA JAWNA Fabryczna 13 58-100 Świdnica woj. dolnośląskie Polska tel.: +48 74 851 24 04 e-mail: optima@optima-tools.pl www.optima-tools.pl Mówimy w językach:   deutsch   english   polski Certyfikaty: ISO 9001 Opis firmy: Optima Tools Sp. z o.o. Sp.k. Specjalizujemy się w zaopatrzeniu przemysłu maszynowego w profesjonalne narzędzia skrawające, pomiarowe oraz specjalne. Naszymi głównymi dostawcami są tacy producenci jak: ISCAR, Applitec Moutier, Hommel+Keller marka Zeus, INOPART (dawniej Britsch). Współpracujemy, także z: YG-1, Tungaloy, Korloy, JBO,Guhring, Emuge-Franken, Precitool-OST, Vargus, Seco, OSG. Firma w kategoriach: Usługi    Doradztwo i pomoc techniczna Handel    Narzędzia    Narzędzia pomiarowe    Narzędzia skrawające    Wyposażenie do obrabiarek Galeria zdjęć: Nasza firma Nasze produkty Nasze Certyfikaty   News: 27.06.2022 PROMOCJA - Zestaw sprawdzianów trzpieniowych do gwintów Zestaw składa się z 7 narzędzi oraz futerału: M3 - 6H / M4 - 6H / M5 - 6H / M6 - 6H / M8 - 6H / M10 - 6H / M12 - 6H Standard: DIN 13 / DIN ISO 1502 Cena 480 zł + VAT / Więcej szczegółów na naszej stronie w dziale PROMOCJA 23.02.2022 Narzędzia do radełkowania ZEUS Jako wyłączny przedstawiciel na Polskę marki ZEUS, chętnie odpowiemy na wszystkie zapytania dotyczące: - narzędzi do radełkowania ZEUS / - narzędzi do znakowania ZEUS / - narzędzi do dogładzania ZEUS Zapraszamy do kontaktu. 30.11.2021 Osprzęt maszynowy Inopart Mamy nowy katalog Inopart - producenta tulei prowadzących, tulei zaciskowych, oprawek narzędziowych i dedykowanych rozwiązań do automatów tokarskich. Katalog zamieściliśmy w dziale "Aktualności", na naszej stronie.   pokaż starsze... 14.06.2021 Optima Tools - Promocja ISCAR - NeoLogique NEODo - Frezowanie z kątem przystawienia 90° Logiq4FEED - Obróbka z szybkim posuwem NEOFEED - Frezowanie z szybkim i średnim posuwem Tang-F-GREEP - Przecianie z szybkim posuwem bez wibracji Do-F-GREEP - Przecinanie z szybkim posuwem bez drgań... 04.02.2021 Sprężynowy system do znakowania ZEUS Nadaje się do znakowania różnych średnic detali Jeśli potrzebujesz innego tekstu, możesz po prostu wymienić całą jednostkę montażową - szybko i łatwo Możliwość znakowania detali aż do kołnierza !!! 05.03.2020 Wyróżnienie od YG-1 Miło nam poinformować o wyróżnieniu jakie otrzymaliśmy za nasz wkład w rozwój marki YG-1 oraz osiągnięte obroty sprzedaży w 2019 roku.   pokaż starsze... 06.12.2019 ISCAR - producent narzędzi skrawających Jesteśmy dystrybutorem PREMIUM jednego z największych producentów narzędzi skrawających, firmy ISCAR. Zapraszamy do kontaktu. Oferujemy konkurencyjne ceny. 28.10.2019 Dostarczamy narzędzia do automatów wzdłużnych Jesteśmy wyłącznym krajowym przedstawicielem szwajcarskiej firmy Applitec Moutier, specjalizującej się w produkcji narzędzi do automatów tokarskich wzdłużnych i mikromechaniki.
Artykuły o firmie
	Obróbka twardych materiałów (21. luty 2014) Projektowanie coraz lżejszych samolotów wiąże się z użyciem zaawansowanych, nowych materiałów, takich jak kompozyty, stopy tytanu i Inconel. Materiały te są lżejsze i bardziej wytrzymałe od typowych stopów stosowanych do tej pory, a ich obróbka... więcej...