Obrábění exotických materiálů

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

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.

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

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