Obrábění exotických materiálů (2. strana)

obrábění l tváření l svařování měkkých třísek. Proces odlamování materiálu působí na klín řezného nástroje velmi abrazivně a obvykle dochází k intenzivnímu opotřebení (otupení) nástroje, což nevyhnutelně vede k problémům s výkonem, dochází ke zhoršení přesnosti nebo v extrémním případě k neopravitelným vadám na obrobku. Kovoobráběcí průmysl dosáhl značného pokroku v oblasti opracování exotických materiálů a díky moderním řezným nástrojům a efektivním strategiím obrábění dosahuje zcela nové úrovně ve srovnání s minulostí. Také velký krok vpřed v oblasti 3D tisku je působivý a může výrazně snížit potřebu operací obrábění. Při kovoobrábění exotických materiálů existuje jedna „výjimka”, která stále omezuje plné využití obráběcích strojů a jejich stále se zlepšujících charakteristik a schopností. Touto „výjimkou” je řezný nástroj. Navzdory značnému pokroku zůstávají řezné nástroje hlavní překážkou efektivity obrábění exotických materiálů a průlomové strategie produktivního obrábění jsou v mnohém závislé právě na řezných nástrojích. Výzkumné a vývojové oddělení firmy ISCAR pokračuje ve vývoji produktivních a spolehlivých nástrojových řešení pro obrábění exotických materiálů. Každý výrobce řezných nástrojů včetně firmy ISCAR se stále snaží nabízet pokrokové výrobky, které kombinují dostupné materiálové zdroje s novými strategiemi obrábění. Nástroje ISCAR, uvedené v nedávné době na trh, jsou dobrým příkladem těchto produktů a pokusem vyřešit problematiku obrábění exotických materiálů a najít nové způsoby, jak se posunout vpřed. Exotikou na exotiku: pokroková keramika d Slinutý karbid je stále hlavním řezným materiálem při kovoobrábění. S příchodem karbidových nástrojů došlo k revoluci v kovoobráběcím průmyslu a k výraznému nárůstu produktivity díky možnosti zvýšení řezných rychlostí. I přes tento pokrok jsou řezné rychlosti dosažitelné při obrábění těžko obrobitelných vysokoteplotních super slitin na bázi niklu a kobaltu (HTSA) poměrně nízké: obvykle se pohybují v rozmezí 25–50 m/min. Jakým způsobem ale posunout hranici a zvýšit řeznou rychlost? Exotickým můžeme označit nejen obráběný, ale také řezný materiál. V tom případě hovoříme o řezné keramice. S tímto moderním materiálem je, oproti slinutému karbidu, možné dosáhnout mnohem vyšší řezné rychlosti. Běžně se lze dostat na hodnotu kolem Vc=1 000 m/min. A právě proto je v dnešní době použití řezné keramiky pro obrábění vysokoteplotních super slitin téměř běžným standardem. 57 3 SCD-WPCD SCD-FNPCD V nedávné době uvedla firma ISCAR na trh čelní nástrčné frézy (označení těles FRN – viz obr. 1) pro oboustranné keramické kruhové destičky. Frézy jsou určeny především na hrubovací a polodokončovací obrábění čelních a 3D tvarových ploch při extrémně vysokých řezných rychlostech. Oboustranná kruhová destička umožňuje maximální využití řezného materiálu a stává se tak velmi ekonomickým řešením. Destičky RNGN jsou dostupné ve vícero typech řezné keramiky: „černá” keramika IN22 a IN23, Whiskery vyztužená keramika IW7 nebo SiAlON keramika IS25 a IS35 (druh keramiky na bázi nitridu křemíku). Nová frézovací tělesa jsou zaměřena na maximalizaci rychlosti úběru přebytečného kovu za jednotku času a dramatické snížení časů jednotlivých obráběcích cyklů. Dalším dobrým příkladem úspěšného použití řezné keramiky v praxi je další z nejnovějších produktů společnosti ISCAR: řada monolitních stopkových fréz SOLIDMILL z řezné keramiky SiAlON. Ty jsou dostupné jako tříbřité frézy (EC-E3) v jakosti řezné keramiky IS35 a sedmibřité frézy (EC-E7) v jakosti řezné keramiky IS6 (viz obr. 2). Tyto stopkové frézy byly navrženy speciálně pro produktivní hrubování super slitin na bázi niklu, jako například Inconel, Incoloy, Haynes atd. Zmiňované materiály jsou velmi používané v leteckém průmyslu. Oproti frézám SCD-CVD ze slinutého karbidu lze s keramickými frézami (SiAlON) dosáhnout až padesátinásobného zvýšení řezné rychlosti! Nástroje s polykrystalickým diamantem d Vrtání je obecně považováno za hlavní řeznou operaci při výrobě dílů z kompozitů. Důležitým faktorem ve výrobě a celkové efektivitě obrábění kompozitů jsou stále se zlepšující vlastnosti vrtacích nástrojů. V létě roku 2020 uvedla firma ISCAR na trh řadu monolitních vrtáků SOLIDDRILL v rozsahu průměrů 3,3–12 mm, které jsou speciálně navrženy pro vrtání kompozitních materiálů CFRP (viz obr. 3). Řada těchto vrtáků je osazena špičkou nebo hroty z pájeného polykrystalického diamantu (PCD) nebo je vrták opatřen CVD diamantovým povlakem, který poskytuje nástrojům vysokou odolnost proti abrazivnímu opotřebení. ISCAR nabízí tři typy vrtáků pro obrábění CFRP materiálů s PCD hroty (označení SCD-WPCD – na obr. 3 vlevo) a vrtáky se špičkou z pájeného PCD (označení SCD-FNPCD – na obr. 3 uprostřed). Oba typy vrtáků nabízejí dostatečnou délku PCD pro možnost vícenásobného přebroušení. Třetím typem vrtáku je celokarbidový nástroj s CVD diamantovým povlakem (označení SCD-CVD – na obr. 3 vpravo). Speciálně pokračování www.technikaatrh.cz a