20. září 2023 07:19

Povlaky nástrojů pro udržitelnější obrábění

~ Monolitní karbidové stopkové frézy s povlaky Zertivo^™ 2.0 prodlužují životnost nástrojů ~

V posledních letech kladou výrobci velký důraz na udržitelnost. Podle průzkumu firem Schneider Electric a Omdia očekává až 49 % výrobních podniků od investic do udržitelnosti vylepšený výkon a úsporu nákladů. Debaty ohledně udržitelné výroby se většinou zaměřují na problematiku Průmyslu 4.0, firmy by ovšem neměly přehlížet ani roli, kterou mohou hrát obráběcí nástroje, například monolitní karbidové stopkové frézy s povlakem. Anders Micski, manažer pro nástrojové třídy a technologie slinovaných rotačních nástrojů (SRT) ve společnosti Sandvik Coromant, vysvětluje, jak vyspělá povrchová úprava nástrojů  pomáhá udržitelnější výrobě.

Inzerce

Pracovníci obráběcích dílen si dobře uvědomují, že zásadní podmínkou úspěchu na cestě k udržitelnosti je volba správné strategie – zejména s ohledem na současné problémy s dodavatelskými řetězci a na nedostatek materiálů, znalostí i dovedností. Na cestě k udržitelnosti výroby však stále čekají jisté překážky. Téměř třetina výrobců podle průzkumu firem Schneider Electric a Omdia uvádí, že takovou překážkou na cestě k ekologičtějšímu provozu je zastaralé vybavení a infrastruktura jejich firem. Podle 27 % jsou hlavní překážkou náklady či rozpočet, pro 19 % je pak největší výzvou změna kultury nebo riziko změny současných procesů.

Při řešení těchto problémů by se výrobci měli zaměřit mimo jiné na zásadní pozitivní vliv lepších obráběcích nástrojů na udržitelnost výroby. Delší životnost nástrojů udržitelnosti nepochybně napomáhá a souvisí s ní i řada dalších výhod, například menší počet nástrojů potřebných pro výrobu či méně častá potřeba nákladné výměny nástrojů. Další výhodou delší životnosti nástrojů je schopnost vyrábět univerzálnější produkty. To má dvě příčiny. Za prvé lze nástroj s delší životností využít k vyššímu počtu výrobních cyklů před výměnou či servisem. A za druhé si nástroj díky delší životnosti udržuje po delší dobu přesnost a výkonnost, což vede ke zlepšení kvality vyráběných produktů.

Nechceme tím tvrdit, že získat konkurenční výhodu ve výrobním oboru je snadné. Na jedné straně snížení nákladů pomocí správných nástrojů a optimalizačních strategií zjevně pomáhá zkrátit dobu obrábění a prodloužit životnost nástrojů, často i více než na dvojnásobek. Ovšem zároveň je nutno aktuální výzvy a problémy obráběcích dílen neustále pečlivě zkoumat a zajistit tak, že nástroje budou po technologické stránce vyhovující a budou na tyto výzvy reagovat.

Různé druhy opotřebení

Podívejme se zblízka na monolitní karbidové stopkové frézy. Na životnost nástrojů ve fréze má vliv celá řada faktorů,, například různé druhy opotřebení, kupříkladu opotřebení ve tvaru žlábku či hřbetu, případně vylamování ostří v důsledku vibrací obrobku nebo obráběcího nástroje.

Na odolnost stopkové frézy proti opotřebení má vliv několik faktorů, například základní materiál nástroje, jeho povlak či geometrie. Geometrie ovlivňuje především funkčnost nástroje – dokazuje to zpráva Studie životnosti nástrojů a mechanismy jejich selhání indické organizace Kamala Institute of Technology & Science (KITS): „Geometrie nástroje má zásadní vliv na jeho životnost, mezi rozhodující aspekty patří úhel čela a hřbetu.“ Kromě toho může volba materiálu nebo jakostní třídy nástroje významně ovlivnit jeho rychlost nebo posuv při obrábění, protože má vliv například na odolnost nástroje proti opotřebení, tvrdost nástroje, tepelnou odolnost, tření či odvádění třísek.

Tyto faktory průběžně zkoumá oddělení firmy Sandvik Coromant pro nástrojové třídy a technologie, součást obchodního úseku pro slinuté rotační nástroje (BU SRT), a hledá nové cesty, jak životnost nástrojů prodloužit. Tým spolupracuje i s dalším oddělením v sekci výzkumu a vývoje společnosti Sandvik Coromant, které se zaměřuje na povlakování nástrojů metodou PVD. PVD je postup, při kterém se povlak nanáší na povrch nástroje, což vylepšuje jeho trvanlivost i funkčnost – a především životnost.

Při zkoumání, jak životnost nástrojů prodloužit, se oddělení pro nástrojové třídy a technologie a PVD tým rozhodly zaměřit svůj výzkum na vliv PVD povlaků bez působení dalších faktorů, k nimž patří základní materiál nástrojů a geometrie. Výzkum společnosti Sandvik Coromant ovlivnily i příspěvky zákazníků – technici Sandviku díky nim mohli parametry PVD povlakování nadále vylepšovat.

V důsledku výzkumu jsme dokázali vyvinout nové způsoby povlakování a dále tak prodloužit životnost nástrojů, což vylepšuje i jejich funkčnost. Vzniklo tak samostatné řešení pro materiály ISO-P a jiné pro třídu ISO-M.

Nový typ povlaku

Díky soustavnému výzkumu a vývoji dokázala firma Sandvik Coromant vyvinout celou řadu nových povlaků pro monolitní karbidové stopkové frézy. Aktuální novinkou je řada povlaků Zertivo™ 2.0, která nabízí špičkovou produktivitu, výjimečnou rychlost úběru kovu a maximální možnou bezpečnost celého procesu. Lze tak naplno využít celý potenciál dané nástrojové třídy. Nástrojová třída pro frézování Zertivo™ se vyznačuje velmi odolnými řeznými hranami. Houževnatý základní materiál a optimalizovaný povlak účinně odolávají vylamování ostří a prasklinám, které mohou vzniknout při obrábění v náročných podmínkách.

Spolehlivé frézování

Povlak Zertivo™ 2.0 je zcela jedinečný. Vznikl speciálně pro použití se stopkovými frézami CoroMill^® Plura HD pro náročné hrubování oceli a korozivzdorné oceli se dvěma novými nástrojovými třídami pro materiály ISO-P a ISO-M. CoroMill^® Plura je řada vysoce výkonných monolitních karbidových stopkových fréz, která nabízí produktivní, efektivní a naprosto spolehlivá řešení pro frézování.

CoroMill^® Plura HD je první volbou společnosti Sandvik Coromant pro aplikace pro náročný provoz u oceli a korozivzdorné oceli (ISO-P a ISO-M) a je zárukou bezpečného a účinného frézování stopkovými frézami. Díky novým nástrojovým třídám s povlakem nanášeným technologií Zertivo™ 2.0 bylo dosaženo dalšího zvýšení životnosti nástrojů, bezpečnosti obráběcího procesu a produktivity. Nové nástrojové třídy umožňují doporučit až o 30 % vyšší řeznou rychlost při primárním využití u materiálů ISO P a ISO M, ale také ISO K a ISO S, díky optimalizovanému tvaru drážky pro odvod třísek, což umožňuje jejich účinnější odvádění.

Systém CoroMill Plura^® s nástroji pro hrubování a dokončování funguje u různých aplikací a materiálů, i u těch, které se nesnadno řežou, a u velmi tvrdé oceli s hodnotou až 63 na Rockwellově stupnici (HRc). Nástrojové třídy určené pro obrábění korozivzdorných ocelí jsou dodávány ve dvou variantách: jedné s vnitřním přívodem řezné kapaliny umožňujícím lepší kontrolu teploty a toku třísek a druhé bez vnitřního přívodu řezné kapaliny.

Zkoušky výkonnosti

Model CoroMill^® Plura HD s povlakem Zertivo™ 2.0 prošel mnohými testy výkonnosti s konkurenčními monolitními karbidovými stopkovými frézami. V jednom testu došlo na obrábění obrobku SS1672 (C45) 160 HB ISO-P, v jiném se pracovalo s obrobkem 1.4404 (316L) ISO-M.

Obrobek ISO-M se obráběl pomocí frézování drážek a u nástrojů se nastavily následující parametry: řezná rychlost (V_c) 90 m/min, posuv na zub (f_z) 0,05 mm/zub, radiální hloubka řezu (a_e) 10 mm a axiální hloubka řezu (a_p) 5 mm. CoroMill^® Plura HD prokázal prodloužení životnosti nástroje o 65 %. Obrobek ISO-P se obráběl pomocí rohového frézování s následujícími parametry: a V_c 235 m/min, f_z 0,1 mm/zub, a_e 7,5 mm, a_p 5 mm. U tohoto procesu prokázal model CoroMill^® Plura HD prodloužení životnosti nástroje o 150 % v porovnání s konkurenčním nástrojem.

Sandvik Coromant doporučuje využívat CoroMill^® Plura HD a Zertivo™ 2.0 ve všeobecném strojírenství, automobilovém průmyslu, při zpracování oceli a korozivzdorné oceli. Do budoucna hodlají technici firmy Sandvik Coromant, specializovaní na obráběcí nástroje a výzkum a vývoj, rozšířit povlaky Zertivo™ 2.0 na celý nástrojový sortiment. Tento povlak by měl zákazníkům pomoci k lepším výkonům a také ke snížení nákladů – posun výrobců k udržitelnosti bude zjevně i nadále pokračovat.

Další informace o monolitních karbidových stopkových frézách Sandvik Coromant CoroMill^® Plura HD s povlaky Zertivo™ 2.0 a o jejich vlivu na životnost nástrojů najdete na webových stránkách.

Sandvik Coromant

Společnost Sandvik Coromant, která je součástí globální průmyslové strojírenské skupiny Sandvik, zaujímá vedoucí postavení v oblasti výroby nástrojů a nabídky odborných znalostí i řešení pro obrábění kovů, jimiž se řídí průmyslové standardy a inovace požadované kovozpracujícím průmyslem, a to i pro další průmyslovou epochu. Podpora vzdělávání, rozsáhlé investice do výzkumu a vývoje i silné partnerství se zákazníky jsou zárukou rozvoje technologií obrábění, které přinášejí změny, udávají směr a určují budoucnost průmyslové výroby. Celosvětově společnost Sandvik Coromant vlastní více než 1 700 patentů, zaměstnává přes 7 700 zaměstnanců a své zastoupení má ve 150 zemích.

Další informace: www.sandvik.coromant.com nebo sociální média.