Please select your country! -Polski -PL Ustawienia

Ustawienia

Please select your country!

{{group.Text}}

{{"ifind_go-back" | translate}}

{{group.Text}}

Szybsza obróbka – mniej odpadów

Technologia 2020-12-15 Nikki Stokes

Według ankiety przeprowadzonej niedawno przez OpenText, 92% producentów uważa społeczną odpowiedzialność biznesu (CSR) za czynnik istotny dla ich ogólnej reputacji rynkowej. Choć toczenie stali jest z natury procesem pozostawiającym odpady, producenci mogą działać w sposób bardziej zrównoważony bez uszczerbku dla bezpieczeństwa procesu – nawet w obliczu nieznanych wcześniej wyzwań, jakie niesie ze sobą pandemia COVID-19. W artykule Rolf Olofsson, Product Manager w firmie Sandvik Coromant, światowego lidera w branży obróbki skrawaniem metalu wyjaśnia, jak w inny sposób można podejść do kwestii obróbki tokarskiej stali.



Zgodnie z 17 globalnymi celami na rzecz zrównoważonego rozwoju wyznaczonymi przez Organizację Narodów Zjednoczonych (ONZ), producenci powinni zmniejszyć swój wpływ na środowisko, podejmując działania wykraczające poza samą optymalizację wykorzystania energii. Choć CSR jest dla firm ważnym aspektem ich działalności, firma Sandvik Coromant szacuje, że producenci marnują w procesie obróbki od 10% do 30% materiału, a efektywny czas pracy wynosi zazwyczaj poniżej 50%, uwzględniając fazy projektowania, planowania i skrawania.

Co zatem mogą zrobić producenci? Na liście celów ONZ wskazuje dwie główne ścieżki, uwzględniające takie czynniki, jak wzrost populacji, wyczerpywanie się zasobów i liniowa gospodarka zasobami. W pierwszej kolejności należy stawić czoła tym wyzwaniom poprzez rozwiązania techniczne. Koncepcje związane z Przemysłem 4.0 – systemy cyberfizyczne, przetwarzanie dużych zbiorów danych lub Internet Rzeczy (IoT) – są często wymienianymi sposobami ograniczenia marnotrawstwa zasobów przez producentów.

Nie zmienia to jednak faktu, że większość producentów jeszcze nie stosuje do toczenia stali nowoczesnych obrabiarek wspomaganych rozwiązaniami cyfrowymi.

Większość producentów zdaje sobie sprawę, jak ważny jest dobór płytki skrawającej dla zwiększenia wydajności i produktywności obróbki tokarskiej stali, oraz jak wpływa on na ogólną wydajność i trwałość narzędzia. Mimo to wielu z nich nie dostrzega istoty rzeczy, gdyż nie bierze pod uwagę całościowej koncepcji wyposażenia, obejmującej wszystko: od zaawansowanych konstrukcji płytek i oprawek narzędziowych po łatwe do wdrożenia rozwiązania cyfrowe. Każdy z tych czynników może uczynić toczenie stali procesem bardziej zrównoważonym poprzez zmniejszenie zużycia energii i liczby odpadów.​

Mniejsze prędkości skrawania

Producenci zajmujący się obróbką stali stawiają czoła licznym wyzwaniom. Należą do nich uzyskanie większej liczby obrobionych przedmiotów w przeliczeniu na pojedynczą krawędź skrawającą płytki, zwiększenie objętościowej wydajności skrawania metalu, skrócenie czasów realizacji, optymalizacja zapasów magazynowych i oczywiście ograniczenie do minimum marnotrawstwa zasobów.

A gdyby istniał sposób sprostania tym wyzwaniom, ale jednocześnie nastawiony na ogólny wzrost zrównoważenia? Jednym ze sposobów ograniczenia zużycia energii jest zmniejszenie prędkości skrawania. Producenci mogą utrzymać ten sam poziom produktywności, zwiększając proporcjonalnie posuw i głębokość skrawania. Oprócz oszczędzania energii, skutkiem jest także dłuższy okres trwałości ostrza narzędzia. Firma Sandvik Coromant odkryła, że w procesie toczenia stali średni wzrost trwałości ostrza o 25%, w połączeniu z niezawodną i przewidywalną jego pracą, może ograniczyć do minimum liczbę odpadów, co dotyczy zarówno przedmiotu obrabianego, jak i płytki skrawającej.

Właściwy wybór gatunku płytki sprzyja osiągnięciu tego celu. Dlatego firma Sandvik Coromant dodaje do swojego asortymentu dwa nowe gatunki do toczenia stali, oznaczone jako GC4415 i GC4425. GC4425 oferuje udoskonaloną odporność na zużycie, wytrzymałość termiczną i udarność, natomiast gatunek GC4415 ma uzupełniać GC4425 w zastosowaniach wymagających pracy z najwyższymi parametrami skrawania i odporności na wysoką temperaturę.

Co istotne, obydwu gatunków można używać do obróbki ciężko skrawalnych materiałów, takich jak Inconel i niestopowe stale nierdzewne z grupy ISO-P, które są szczególnie skomplikowane i trudne w obróbce. Wybór właściwego gatunku sprzyja obróbce większej liczby przedmiotów w produkcji masowej oraz seryjnej.

Gatunek GC4425 zapewnia najwyższe bezpieczeństwo obróbki dzięki wydłużeniu czasu, w którym ostrze utrzymuje idealny stan. Ponieważ na jedną krawędź płytki przypada więcej wyprodukowanych elementów, zużywa się mniej węglika do wytworzenia takiej samej liczby przedmiotów. Ponadto płytki charakteryzujące się powtarzalnymi i przewidywalnymi osiągami pomagają uniknąć uszkodzenia przedmiotu obrabianego, co ogranicza do minimum straty materiału obrabianego. Obydwie te zalety ograniczają liczbę wyprodukowanych wybraków.

Oprócz tego w przypadku GC4425 i GC4415 podłoże i pokrycie płytki zostały ulepszone tak, aby były bardziej odporne na wysokie temperatury. Ogranicza to działanie wysokich temperatur w postaci zwiększonego zużycia, dzięki czemu materiał w wysokim stopniu utrzymuje idealny stan krawędzi także w wyższych temperaturach.

Jednak mimo to producenci powinni rozpatrzeć zalety i wady udziału chłodziwa w konkretnym przypadku. W niektórych zastosowaniach narzędzi z możliwością podawania chłodziwa od góry (na powierzchnię natarcia) i od dołu (na powierzchnię przyłożenia) wyłączenie chłodziwa podawanego od góry może być korzystne. Podstawowymi zadaniami cieczy obróbkowej są: odprowadzanie wiórów, chłodzenie i smarowanie narzędzia oraz przedmiotu obrabianego.

Prawidłowo podawane chłodziwo zwiększa bezpieczeństwo procesu oraz poprawia efektywność pracy narzędzia i jakość wykonania przedmiotu. Korzystanie z oprawek narzędziowych z wewnętrznym doprowadzaniem chłodziwa może również zwiększyć trwałość płytki skrawającej.

Warstwa po warstwie

Płytki w gatunku GC4425 i GC4415 zawierają warstwę pokrycia Inveio® drugiej generacji. To pokrycie ochronne wykonane metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) tlenku glinu (Al2O3) zoptymalizowanego pod kątem obróbki wiórowej. Badanie mikroskopowe pokrycia Inveio wykazuje, że powierzchnia materiału charakteryzuje się jednokierunkowym uporządkowaniem orientacji ziaren polikryształów. W pokryciu Inveio drugiej generacji znacznie ulepszono uporządkowanie ziaren. Rozkład orientacji ziaren tworzących warstwę pokrycia w kierunku do powierzchni ostrza jest jeszcze bardziej jednorodny, dzięki czemu powstaje mocna bariera ochronna.

Inveio zapewnia płytce znaczną odporność na zużycie i większą trwałość wszystkich ostrzy. Trwalsze narzędzia sprzyjają rzecz jasna redukcji kosztu jednostkowego wytworzenia przedmiotu. Do tego podłoże węglikowe materiału zawiera znaczny udział odzyskanego materiału węglikowego, co czyni te gatunki jednymi z najbardziej przyjaznych dla środowiska.

Aby sprawdzić prawdziwość powyższych stwierdzeń, klienci firmy Sandvik Coromant poddali gatunek GC4425 testom poprzedzającym wprowadzenie rozwiązania na rynek. Była wśród nich firma z branży maszynowej, która zastosowała płytkę z oferty konkurencji i płytkę w gatunku GC4425 do produkcji rolek dociskowych. Gatunek ISO-P został wystawiony na oddziaływanie ciągłej obróbki zewnętrznej w kierunku osiowym i obróbki półwykończeniowej z prędkością skrawania (vc) 200 m/min, posuwem (fn) 0,4 mm/obr. i na głębokości skrawania (ap) 4 mm.

Producenci zazwyczaj mierzą trwałość narzędzia, zliczając obrobione za pomocą jednej sztuki przedmioty (egz.). Gatunek z oferty konkurencji wystarczył do obróbki 12 przedmiotów, zanim uległ stępieniu wskutek deformacji plastycznej, natomiast za pomocą płytki marki Sandvik Coromant udało się obrobić 18 przedmiotów, co oznacza trwałość większą o 50 procent przy stabilnym i przewidywalnym zużyciu.

Przykład ten pokazuje, jakie korzyści można osiągnąć dzięki właściwemu doborowi elementów koniecznych do prowadzenia obróbki. Uwidacznia też, w jaki sposób zalecenia zaufanego partnera, takiego jak Sandvik Coromant, dotyczące narzędzi pierwszego wyboru i parametrów skrawania, mogą pomóc w osiągnięciu bezpiecznego przebiegu obróbki i ograniczyć czas przeznaczany na znalezienie właściwych narzędzi.   Popularność zdobyły także aplikacje internetowe, ułatwiające producentom dostęp do najlepszych płytek i gatunków tokarskich odpowiadających ich wymogom, takie jak CoroPlus® Tool G​uide.

Jako pomoc w monitorowaniu samej obróbki, firma Sandvik Coromant stworzyła oprogramowanie CoroPlus® Process Control, za pomocą którego można monitorować obróbkę w czasie rzeczywistym i działać zgodnie z zaprogramowanymi algorytmami w przypadku wystąpienia konkretnych problemów – np., zatrzymując maszynę lub wymieniając zużyte narzędzie skrawające.

Idealne koło

Tym samym przechodzimy do drugiego rozwiązania sugerowanego przez ONZ, które dotyczy bardziej zrównoważonego wyposażenia w narzędzia: przejście na obiegowe gospodarowanie zasobami, w którym odpady są traktowane jak surowiec, powracający w cyklu neutralnym dla istniejących zasobów. Coraz wyraźniej widać, że gospodarka obiegowa może zarówno być korzystna dla środowiska, jak i przynosić zyski producentom.

Dotyczy to także recyklingu narzędzi z węglików spiekanych – gdyż wszyscy odnosimy korzyść, gdy zużyte narzędzia nie trafiają na wysypiska śmieci i złomowiska. Gatunki GC4415 i GC4425 zawierają znaczny udział węglika pochodzącego z odzysku. Wytwarzanie nowych narzędzi z odzyskanego węglika wymaga o 70% mniej energii niż wykorzystanie do tego celu dziewiczego surowca, a także wiąże się z redukcją emisji dwutlenku węgla o 40%.

Dlatego program odzyskiwania węglika, stworzony przez firmę Sandvik Coromant, dostępny jest dla naszych klientów na całym świecie. Firma odkupuje od klientów zużyte płytki i narzędzia monolityczne, niezależnie od ich pochodzenia. Jest to autentyczna konieczność, jeśli weźmiemy pod uwagę, jak rzadkie i ograniczone staną się zasoby surowców w dłuższej perspektywie. Na przykład złoża wolframu szacuje się na około 7 milionów ton, co oznacza, że pozostało jeszcze około 100 lat eksploatacji. Inicjatywa recyklingowa umożliwiła firmie Sandvik Coromant osiągnięcie 80-procentowej obiegowości dzięki programowi skupu złomu węglikowego.

Pomimo obecnej niepewnej sytuacji na rynku, producenci nie mogą zapomnieć o swoich innych zobowiązaniach, w tym CSR. Na szczęście dzięki nowemu podejściu do kwestii wyposażenia w narzędzia i właściwym płytkom węglikowym, producenci mogą działać w sposób bardziej zrównoważony bez uszczerbku dla bezpieczeństwa procesu – i do tego bardziej skutecznie stawiać czoła sytuacji, jaka powstała na rynkach w następstwie pandemii COVID-19.

Warstwa po warstwie

Płytki w gatunku GC4425 i GC4415 zawierają warstwę pokrycia Inveio® drugiej generacji. To pokrycie ochronne wykonane metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) tlenku glinu (Al2O3) zoptymalizowanego pod kątem obróbki wiórowej. Badanie mikroskopowe pokrycia Inveio wykazuje, że powierzchnia materiału charakteryzuje się jednokierunkowym uporządkowaniem orientacji ziaren polikryształów. W pokryciu Inveio drugiej generacji znacznie ulepszono uporządkowanie ziaren. Rozkład orientacji ziaren tworzących warstwę pokrycia w kierunku do powierzchni ostrza jest jeszcze bardziej jednorodny, dzięki czemu powstaje mocna bariera ochronna.

Inveio zapewnia płytce znaczną odporność na zużycie i większą trwałość wszystkich ostrzy. Trwalsze narzędzia sprzyjają rzecz jasna redukcji kosztu jednostkowego wytworzenia przedmiotu. Do tego podłoże węglikowe materiału zawiera znaczny udział odzyskanego materiału węglikowego, co czyni te gatunki jednymi z najbardziej przyjaznych dla środowiska.

Aby sprawdzić prawdziwość powyższych stwierdzeń, klienci firmy Sandvik Coromant poddali gatunek GC4425 testom poprzedzającym wprowadzenie rozwiązania na rynek. Była wśród nich firma z branży maszynowej, która zastosowała płytkę z oferty konkurencji i płytkę w gatunku GC4425 do produkcji rolek dociskowych. Gatunek ISO-P został wystawiony na oddziaływanie ciągłej obróbki zewnętrznej w kierunku osiowym i obróbki półwykończeniowej z prędkością skrawania (vc) 200 m/min, posuwem (fn) 0,4 mm/obr. i na głębokości skrawania (ap) 4 mm.

Producenci zazwyczaj mierzą trwałość narzędzia, zliczając obrobione za pomocą jednej sztuki przedmioty (egz.). Gatunek z oferty konkurencji wystarczył do obróbki 12 przedmiotów, zanim uległ stępieniu wskutek deformacji plastycznej, natomiast za pomocą płytki marki Sandvik Coromant udało się obrobić 18 przedmiotów, co oznacza trwałość większą o 50 procent przy stabilnym i przewidywalnym zużyciu.

Przykład ten pokazuje, jakie korzyści można osiągnąć dzięki właściwemu doborowi elementów koniecznych do prowadzenia obróbki. Uwidacznia też, w jaki sposób zalecenia zaufanego partnera, takiego jak Sandvik Coromant, dotyczące narzędzi pierwszego wyboru i parametrów skrawania, mogą pomóc w osiągnięciu bezpiecznego przebiegu obróbki i ograniczyć czas przeznaczany na znalezienie właściwych narzędzi.   Popularność zdobyły także aplikacje internetowe, ułatwiające producentom dostęp do najlepszych płytek i gatunków tokarskich odpowiadających ich wymogom, takie jak CoroPlus® Tool Guide.

Jako pomoc w monitorowaniu samej obróbki, firma Sandvik Coromant stworzyła oprogramowanie CoroPlus® Process Control, za pomocą którego można monitorować obróbkę w czasie rzeczywistym i działać zgodnie z zaprogramowanymi algorytmami w przypadku wystąpienia konkretnych problemów – np., zatrzymując maszynę lub wymieniając zużyte narzędzie skrawające.

Idealne koło

Tym samym przechodzimy do drugiego rozwiązania sugerowanego przez ONZ, które dotyczy bardziej zrównoważonego wyposażenia w narzędzia: przejście na obiegowe gospodarowanie zasobami, w którym odpady są traktowane jak surowiec, powracający w cyklu neutralnym dla istniejących zasobów. Coraz wyraźniej widać, że gospodarka obiegowa może zarówno być korzystna dla środowiska, jak i przynosić zyski producentom.

Dotyczy to także recyklingu narzędzi z węglików spiekanych – gdyż wszyscy odnosimy korzyść, gdy zużyte narzędzia nie trafiają na wysypiska śmieci i złomowiska. Gatunki GC4415 i GC4425 zawierają znaczny udział węglika pochodzącego z odzysku. Wytwarzanie nowych narzędzi z odzyskanego węglika wymaga o 70% mniej energii niż wykorzystanie do tego celu dziewiczego surowca, a także wiąże się z redukcją emisji dwutlenku węgla o 40%.

Dlatego program odzyskiwania węglika, stworzony przez firmę Sandvik Coromant, dostępny jest dla naszych klientów na całym świecie. Firma odkupuje od klientów zużyte płytki i narzędzia monolityczne, niezależnie od ich pochodzenia. Jest to autentyczna konieczność, jeśli weźmiemy pod uwagę, jak rzadkie i ograniczone staną się zasoby surowców w dłuższej perspektywie. Na przykład złoża wolframu szacuje się na około 7 milionów ton, co oznacza, że pozostało jeszcze około 100 lat eksploatacji. Inicjatywa recyklingowa umożliwiła firmie Sandvik Coromant osiągnięcie 80-procentowej obiegowości dzięki programowi skupu złomu węglikowego.

Pomimo obecnej niepewnej sytuacji na rynku, producenci nie mogą zapomnieć o swoich innych zobowiązaniach, w tym CSR. Na szczęście dzięki nowemu podejściu do kwestii wyposażenia w narzędzia i właściwym płytkom węglikowym, producenci mogą działać w sposób bardziej zrównoważony bez uszczerbku dla bezpieczeństwa procesu – i do tego bardziej skutecznie stawiać czoła sytuacji, jaka powstała na rynkach w następstwie pandemii COVID-19.​

 

 

Gładkie przejścia/SiteCollectionImages/stories/T_CleanFace/T_CleanFace_pic1.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/pl-pl/mww/pages/keeping-a-clean-face.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B76000E5532383E32264AB87A62F54259F3EAGładkie przejściaPYTANIE: Jak przeprowadzić stabilny i niepowodujący zadziorów proces frezowania walcowo-czołowego z przewidywalnym okresem trwałości ostrzy? ODPOWIEDŹ: Zastosować frez M 5B90 firmy Sandvik Coromant, zapewniający przewidywalny okres eksploatacji. CoroMillTechnology
Oferta narzędzi standardowych i specjalnych /SiteCollectionImages/stories/Technology/T_CAPP_01.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/pl-pl/mww/pages/t_capp.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B76000E5532383E32264AB87A62F54259F3EAOferta narzędzi standardowych i specjalnych Oprócz asortymentu około 50 tysięcy narzędzi standardowych firma Sandvik Coromant ma w ofercie rozwiązania niestandardowe i wykonywane na zamówienie (Tailor Made) za pośrednictwem systemu CAPP (komputerowego wspomagania projektowania procesów technologicznych), przeznaczonego do wyceniania i realizacji zamówień. CAPP jest elementem systemu automatyzacji projektowania służącego do zarządzania całym łańcuchem dostaw, od etapu wyceny aż do momentu dostarczenia gotowego produktu do klienta. Johan Hammarlund, kierownik ds. projektowania opartego o reguły i automatyzacji projektowania w Sandvik Coromant, wie o tym wszystko. Metalworking WorldTechnology
Zwiększenie produktywności w przemyśle lotniczym/SiteCollectionImages/stories/Technology/Tech_CM390_08.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/pl-pl/mww/pages/t_cm390_aerospace.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B76000E5532383E32264AB87A62F54259F3EAZwiększenie produktywności w przemyśle lotniczymWyzwanie: sprostać wymaganiom związanym z obróbką tytanowych elementów płatowca. Rozwiązanie: zastosować zindywidualizowane narzędzia umożliwiające zwiększenie wydajności produkcji oraz obniżenie kosztów. CoroMillTechnology
Mniejsza masa, większy zysk/SiteCollectionImages/stories/Technology/T_CM390AM_01.jpghttp://coromantadmin.prod.tibp.sandvik.com/pl-pl/mww/pages/t_cm390am.aspx0x010100C568DB52D9D0A14D9B2FDCC96666E9F2007948130EC3DB064584E219954237AF3900FFEB28D1E96F42FE90C43C7046D97B76000E5532383E32264AB87A62F54259F3EAMniejsza masa, większy zyskWyzwanie: drgania i ich skutki – spowolnienie produkcji, niska jakość wykończenia powierzchni i mała trwałość narzędzi – często ograniczają wydajność długich frezów. Rozwiązanie: wytwarzanie addytywne, w zestawieniu z systemem tłumiącym drgania Silent Tools™, dzięki ograniczeniu masy frezu o 80 procent zapewnia poprawę wydajności nawet do 200 procent. Metalworking WorldTechnology

Dla zwiększenia wygody korzystania ze strony stosujemy pliki COOKIES. Kliknij po więcej informacji.