Please select your country! -Česky -CS Nastavení

Nastavení

Please select your country!

{{group.Text}}

{{"ifind_go-back" | translate}}

{{group.Text}}

Rychleji a s menším množstvím odpadu

Technologie 2020-12-15 Nikki Stokes

Nedávný průzkum společnosti OpenText zjistil, že 92 % výrobců považuje společenskou odpovědnost podniků (CSR) za důležitou pro jejich celkovou reputaci na trhu. Přestože je soustružení oceli ze své podstaty procesem, při kterém dochází k vytváření odpadu, je možné, aby výrobci zvýšili udržitelnost svého způsobu práce, aniž by byla jakkoli ohrožena bezpečnost procesu – a to i navzdory bezprecedentním dopadům onemocnění COVID-19. Rolf Olofsson, produktový manažer ze společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení mezi výrobci obráběcích nástrojů, v tomto článku rozebírá různé koncepce soustružení ocelí.

​V souladu se 17 globálními cíli udržitelného rozvoje vytyčenými Organizací spojených národů (OSN) se od výrobců očekává, že minimalizují svůj dopad na životní prostředí, přičemž nezůstanou jen u optimalizace využití energií. Ačkoli společnosti neberou CSR na lehkou váhu, společnost Sandvik Coromant odhaduje, že výrobci v průběhu svých obráběcích procesů, kam je zahrnuta fáze projektování, plánování i vlastního obrábění, bez užitku likvidují 10 až 30 % materiálu s typickou účinností obrábění pod 50 %.

Co tedy mohou výrobci dělat? Cíle OSN doporučují dvě hlavní cesty, které zohledňují takové faktory, jako je rostoucí populace, omezené zdroje a lineární ekonomika. První je řešení těchto výzev s využitím technologií. Koncepce průmyslu 4.0 — jako jsou kyberneticko-fyzikální systémy, big data nebo internet věcí (IoT) — jsou často zmiňovány jako cesty, které výrobcům usilujícím o snížení produkce odpadů umožní posunout se vpřed.

Tomu však brání skutečnost, že většina výrobců pro své soustružnické operace využívané při obrábění ocelí stále nepoužívá moderní stroje připravené na digitalizaci výroby.

Většina výrobců si je vědoma toho, jak důležitá je volba třídy břitových destiček pro zvýšení efektivity a produktivity soustružení ocelí a jak po všech stránkách ovlivňuje výkonnost a životnost nástroje. Mnozí však postrádají know-how, protože neposuzují celou nástrojovou koncepci – vše, počínaje pokročilými břitovými destičkami, držáky nástrojů a snadno osvojitelnými digitálními řešeními. Každý z těchto faktorů může pomoci k tomu, aby se soustružení ocelí stalo díky snížení spotřeby energie a minimalizaci množství odpadů dlouhodoběji udržitelným.

Nižší řezné rychlosti

Při provádění operací využívaných pro soustružení ocelí výrobci stojí před řadou náročných úkolů. Mezi ně patří dosažení vyššího počtu obrobených kusů na řeznou hranu u jednotlivých břitových destiček, zvýšení rychlosti úběru kovu, zkrácení času cyklu, optimalizace stavu skladových zásob a samozřejmě minimalizace plýtvání materiálem.

Co kdyby ale existoval způsob, jak všechny tyto úkoly splnit, ale celkově směřovat k dlouhodobější udržitelnosti? Jednou z možností snížení spotřeby energie je snížení řezných rychlostí. Produktivitu mohou výrobci udržet proporcionálním zvýšením rychlosti posuvu a hloubky řezu. Vedle úspory energie to rovněž přináší prodloužení životnosti nástroje. Pokud jde o proces soustružení ocelí, společnost Sandvik Coromant zjistila, že průměrné prodloužení životnosti nástroje o 25 % v kombinaci se spolehlivou a předvídatelnou funkcí a výkonností může minimalizovat plýtvání jak u obráběných materiálů, tak i břitových destiček.

Správná volba třídy břitové destičky k dosažení tohoto cíle do jisté míry přispívá. Proto společnost Sandvik Coromant rozšířila svou nabídku o dvojici nových karbidových nástrojových tříd pro soustružení materiálů ISO P, označených GC4415 a GC4425. Třída GC4425 nabízí zvýšenou odolnost proti otěru, odolnost proti účinkům tepla a houževnatost, zatímco třída GC4415 byla navržena tak, aby byla alternativou ke třídě GC4425 v případě, že je vyžadována vyšší výkonnost a vyšší odolnost proti účinkům tepla.

Důležité je, že obě třídy lze použít pro obrábění houževnatých materiálů, jako jsou slitiny Inconel a nelegované a korozivzdorné oceli spadající mezi materiály ISO-P, jejichž obrábění je obzvláště náročné a problematické. U procesů využívaných v hromadné a/nebo sériové výrobě může vhodná třída pomoci zvýšit počet obrobených kusů.

Díky své schopnosti udržet ostří břitové destičky bez poškození umožňuje třída GC4425 dosažení extrémně vysoké bezpečnosti obráběcího procesu. Protože břitová destička je schopna vyrobit více kusů na břit, na obrobení stejného počtu součástí se spotřebuje méně karbidů. Břitové destičky s konzistentní a předvídatelnou funkcí a výkonností navíc minimalizují riziko poškození obráběné součásti, čímž se minimalizuje plýtvání obráběným materiálem. Díky oběma uvedeným výhodám klesá množství vytvářeného odpadu.

Navíc substrát i povlak břitové destičky byl u GC4425 a GC4415 vyvinut tak, aby lépe odolával působení vysokých teplot. Tím jsou potlačeny účinky způsobující nadměrné opotřebení, a v důsledku toho je materiál velmi dobře schopen uchovat při zvýšených teplotách ostří břitové destičky v dobrém stavu.

Výrobci by však také měli uvážit, jaký způsob přívodu řezné kapaliny pro břitovou destičku použít. Pokud používáte nástroje opatřené přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, u určitých operací může být prospěšné uzavření přívodu z horní strany. Základní funkcí řezné kapaliny je odvádění třísek, chlazení a lubrikace v místě kontaktu mezi nástrojem a obráběným materiálem.

Její správné použití umožňuje dosažení maximální produktivity, zvyšuje bezpečnost obráběcího procesu a zlepšuje funkci a výkonnost nástroje a kvalitu obráběné součásti. Použití nástrojových držáků s vnitřním přívodem řezné kapaliny může také přinést prodloužení životnosti nástroje.

Jak jsou uspořádány povlakové vrstvy

U obou nástrojových tříd, GC4415 i GC4425, nachází uplatnění povlaková vrstva nanášená technologií Inveio® druhé generace. Struktura této povlakové vrstvy z oxidu hlinitého (Al2O3) vyvinuté speciálně pro obrábění vzniká nanášením chemickou depozicí z plynné fáze (CVD). Prozkoumáme-li povlakovou vrstvu vytvořenou technologií Inveio na mikroskopické úrovni, povrch materiálu se vyznačuje usměrněnou krystalografickou orientací. U povlaku Inveio druhé generace je navíc orientace krystalů ještě podstatně vylepšena. Všechny krystaly povlaku z oxidu hlinitého jsou v ještě větší míře než doposud vyrovnány ve stejném směru a společně tvoří odolnou bariéru proti podmínkám působícím v místě řezu.

Technologie Inveio poskytuje břitové destičce vysokou odolnost proti otěru a delší životnost. Trvanlivější nástroje jsou samozřejmě žádoucí z hlediska snižování nákladů na vyrobenou součást. Navíc její karbidový substrát obsahuje vysoký podíl recyklovaného karbidového materiálu, čímž se tato nástrojová třída řadí k nejšetrnějším k životnímu prostředí.

Abychom tato tvrzení doložili, prošla třída GC4425 před svým uvedením na trh zkouškami u zákazníků společnosti Sandvik Coromant. Mezi nimi byla i společnost působící v oblasti všeobecného strojírenství, která pro výrobu přítlačných kladek použila jak konkurenční břitové destičky, tak břitové destičky GC4425. Tato nástrojová třída pro obrábění materiálů ISO P byla použita pro spojité axiální obrábění vnějších ploch a polodokončování při řezné rychlosti (vc) 200 m/min, rychlosti posuvu 0.4 mm/ot (fn) a hloubce řezu (ap) 4 mm.

Jako měřítko životnosti nástroje výrobci obvykle používají počet obrobených kusů (ks). Zatímco s konkurenční nástrojovou třídou bylo před jejím opotřebením v důsledku plastické deformace obrobeno 12 kusů, s břitovou destičkou Sandvik Coromant bylo vyrobeno 18 kusů, čili pracovala o 50 procent déle a se stabilním a předvídatelným vývojem opotřebení. ​

Příklad ukazuje, jaký přínos může mít, spojí-li se dohromady správné prvky obráběcího procesu, a jak mohou doporučení pro první volbu nástrojů a hodnot řezných parametrů poskytnutá důvěryhodným partnerem, jakým je Sandvik Coromant, pomoci zajistit bezpečnost procesu a také zkrátit čas strávený hledáním vhodného nástroje.   Popularitu rovněž získávají online nástroje, které výrobcům pomáhají určit nejvhodnější soustružnické nástrojové třídy a břitové destičky, jako např. aplikace CoroPlus® Tool Guide.

Aby pomohla s monitorováním vlastního procesu, vyvinula společnost Sandvik Coromant software CoroPlus® Process Control, který umožňuje sledování obráběcího procesu v reálném čase a v případě konkrétních problémů jednat v souladu s naprogramovanými protokoly — například zastavit stroj nebo provést výměnu opotřebeného obráběcího nástroje.​

Dokonalý koloběh

Tím se dostáváme k druhému doporučení OSN, jak zajistit dlouhodobější udržitelnost výroby nástrojů:: přechodem na cirkulární ekonomiku, kde jsou odpadní produkty vnímány jako suroviny a jsou vraceny zpět do oběhu, který se z hlediska zdrojů stává neutrálním. Je stále jasnější, že oběhové hospodářství může být nejenom přínosné z hlediska životního prostředí, ale i ziskové pro výrobce.

Jeho součástí je i recyklace nástrojů ze slinutých karbidů — pokud opotřebené nástroje neskončí na smetišti nebo na skládkách, můžeme se nakonec za vítěze považovat všichni. Obě třídy, GC4415 i GC4425, obsahují značné množství recyklovaných karbidů. Výroba nových nástrojů z recyklovaných slinutých karbidů vyžaduje o 70 % méně energie než výroba z prvotních surovin, což s sebou přináší i snížení emisí oxidu uhličitého o 40 %.

Dále je zde program recyklace slinutých karbidů společnosti Sandvik Coromant, který je k dispozici všem našim zákazníkům po celém světě. Od svých zákazníků společnost vykupuje opotřebené břitové destičky a celokarbidové rotační nástroje bez ohledu na jejich původ. Vezmete-li v úvahu, jak vzácné a omezené budou zásoby surovin z dlouhodobého hlediska, je to opravdu nutné. Například odhadované zásoby wolframu činí zhruba 7 milionů tun a vystačí tedy přibližně na 100 let spotřeby. Svými iniciativami v oblasti recyklace se společnost Sandvik Coromant posunula až k tomu, že 80 % slinutých karbidů získává a udržuje v trvalém oběhu prostřednictvím programu jejich zpětného odkupu.

Navzdory současnému období nejistoty na trzích nemohou výrobci opomíjet své další závazky, včetně CSR. Naštěstí díky novému přístupu k nástrojovému vybavení a vhodným karbidovým břitovým destičkám mohou výrobci zdokonalovat svůj dlouhodobě udržitelný způsob práce bez jakýchkoli kompromisů z hlediska bezpečnosti obráběcího procesu — a činit tak efektivněji navzdory problémům, které na trzích vyvstaly v souvislosti s onemocněním COVID-19.



 

 

Čistě a hladce/SiteCollectionImages/stories/T_CleanFace/T_CleanFace_pic1.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/cs-cz/mww/pages/keeping-a-clean-face.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B7600DB2E474993F12C4A9CD9901AC0B948F8Čistě a hladceÚkol: Připravit spolehlivý proces frézování, při němž se netvoří otřepy a který zaručí předvídatelné opotřebení břitu nástroje. Rešení: Použijte M 5B90 od společnosti Sandvik Coromant. Získáte předvídatelnou trvanlivost břitu nástroje.CoroMillTechnology
Most mezi standardními a speciálními nástroji /SiteCollectionImages/stories/Technology/T_CAPP_01.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/cs-cz/mww/pages/t_capp.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B7600DB2E474993F12C4A9CD9901AC0B948F8Most mezi standardními a speciálními nástroji Kromě katalogu, obsahujícího přibližně 50 000 standardních nástrojů, nabízí Sandvik Coromant výrobním podnikům specializované a zakázkové nástroje prostřednictvím systému CAPP (plánování procesů s využitím počítače), umožňujícího oceňování a zpracovávání zakázek. CAPP lze popsat jako součást systému automatizace konstrukce umožňující správu celého dodavatelského řetězce, počínaje cenovou nabídkou až po dodávku finálního výrobku. Johan Hammarlund, manažer systému konstrukce na základě pravidel a automatizované konstrukce od společnosti Sandvik Coromant, vysvětluje podrobnosti. Metalworking WorldTechnology
Zvyšování produktivity v leteckém průmyslu/SiteCollectionImages/stories/Technology/Tech_CM390_08.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/cs-cz/mww/pages/t_cm390_aerospace.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B7600DB2E474993F12C4A9CD9901AC0B948F8Zvyšování produktivity v leteckém průmysluÚkol: Zajistit splnění požadavků na obrábění titanových dílů draků letounů? Řešení: Použití na zakázku upravených nástrojových řešení, která mohou zrychlit výrobu a snížit výrobní náklady. CoroMillTechnology
Nižší hmotnost – vyšší zisky /SiteCollectionImages/stories/Technology/T_CM390AM_01.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/cs-cz/mww/pages/t_cm390am.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B7600DB2E474993F12C4A9CD9901AC0B948F8Nižší hmotnost – vyšší zisky Problém: Vibrace a jejich důsledky – zpomalení výroby, nekvalitní povrchy a krátká životnost nástrojů – často limitují výkonnost dlouhých fréz. Řešení: Aditivní výroba v kombinaci s tlumicí technologií Silent Tools™ nabízí nové možnosti snižování hmotnosti fréz až o 80 % a zajištění významně lepší výkonnosti a až o 200 % vyšší produktivity. Metalworking WorldTechnology

Používáním těchto webových stránek souhlasíte s použitím souborů cookies. Víc informací o cookies.