A TaeguTec új szerszámai

Az elmúlt években egyre jobban nőtt az igény a könnyű, ugyanakkor erős anyagokra az olyan csúcstechnológiás iparágakban, mint a repülőgépipar, a motorsport és a szélerőművi berendezéseket gyártó iparágak. A repülőgépiparban a kompozit anyagok egyre inkább elfogadottá válnak a súly csökkentése érdekében, mely hatékonyabb üzemanyag felhasználást és kisebb környezetszennyezést jelent. A motorsportban és a szélerőművek esetén a kompozitokat széles körben használják a teljesítmény-súly arány növelésének érdekében. A kompozitok, kiemelkedő rugalmasságuk miatt ráadásul a hadiiparban is egyre kedveltebbé válnak robbanásállóságuknak köszönhetően.

Az egyre szélesebb körű használat miatt a kompozitok fejlesztése folyamatosan jobb anyagtulajdonságok elérését célozza meg. Ez új kihívásokat is jelent az olyan vállalatok számára, akiknek meg kell munkálniuk ezeket a CFRP (szénszálas polimer) anyagokat az alkatrészek elkészítéséhez.

Mivel ez az iparág még viszonylag fiatal, az abrazív anyagok megmunkálása és szerszámozási technológiája is folyamatosan fejlődik, hogy meg tudjon felelni a piac igényeinek. Kiemelt szerszámgyártóként a TaeguTec nagy figyelmet fordít erre a gyorsan növekvő iparágra, és már most is jelentős tapasztalatokkal rendelkezik a kompozitok megmunkálásában. A TaeguTec K&F csapata segítségével, amely folyamatosan az új szerszámozási technológiákat fejleszti, jelentős összegeket fektetett be a PCD (polikristályos gyémánt) lapkás, és a gyémánt bevonatú szerszámok fejlesztésébe.

taegutec

PCD Solid End mill 2100-PCD-R

A kompozit anyagokhoz szánt szerszámok teljesen új geometriát és filozófiát követelnek meg. Ennek példája a TaeguTec egyik ügyfele, aki Epoxy Prepeg-ből gyárt gépjármű alkatrészeket. A hadiiparban is gyakran alkalmazott új, robbanásbiztos anyag könnyű szerkezetéből adódóan viszonylag nagy haladási sebességeket biztosít még a robusztus járművek számára is. A TaeguTec a CFRP anyagok megmunkálásában szerzett tapasztalatával hasonló filozófiákat követett az epoxy gyantával impregnált anyag megmunkálása során is. A koreai gyártó a marási és fúrási tesztperiódusok során számos értékes tapasztalatot szerzett.

Az Epoxy Prepeg egy erősen abrazív anyag, ami igen gyorsan koptatja a szerszámokat. Ez az abrazív folyamat megemeli az forgácsolási hőt és mérgező gázokat szabadít fel, amiket megfelelő szellőztetéssel kell eltávolítani. A munkadarab és a szerszám hűtésénél csak a léghűtés jöhet szóba, mivel a mikroszálas forgács nem léphet be a szerszámgép keringtető hűtőrendszerébe. Ez azonnal felveti a szerszáméltartam kérdését, mivel a rendkívüli módon koptató anyagok korlátozott hűtéssel történő megmunkálása olyan hőt generál, ami lecsökkenti az éltartamot.

TaeguTec Epoxy prepeg megmunkálás

Az Epoxy Prepeg megmunkálásának másik fő problémája a potenciális rétegelválás. A probléma megoldására a TaeguTec megváltoztatta a szerszámok homlokszögét és a forgácsoló él geometriáját. A homlokszög ideális meghatározására azért van szükség, mert olyan felhajtó erő képződhet, ami elválaszthatja az anyagrétegeket a marás során. Ennek megoldására, a TaeguTec K&F csapata olyan optimális homlokszögű szerszámokat fejlesztett ki, amelyek továbbra is éles forgácsoló éllel rendelkeznek, ami alapfeltétele a kompozit anyagok megmunkálásának. A PCD bevonat, a forgácsolóél alakja és geometriája is fontos tényező az anyag és a szerszám elhasználódásának megelőzésében a sík- vagy a horonymarási megmunkálásoknál. A PCD szerszámnak éles éllel kell rendelkeznie, viszont könnyen törik. Hogy ez ne történhessen meg, a TaeguTec odafigyelt a szerszám alapanyagában található szilícium megfelelő mennyiségére is.

Az Epoxy Prepeg-ben található szilícium-dioxid miatt sok esetben fennáll a felületi rétegelválásnak a veszélye, ami rontja az alkatrész minőségét. A TaeguTec olyan innovatív forgácsoló élgeometriákat fejlesztett ki, melyek teljes mértékben megakadályozzák a munkadarabon fellépő rétegelválást. Az Epoxy anyagok általában kevesebb mint 0,25% szilícium-dioxidot tartalmaznak, de már ez is elég ahhoz, hogy a szerszámok élét könnyedén letörjék. A korábban említett Epoxy Pepreg projekt során a horonymaráshoz a TaeguTec a TE90AO 220-W20-12-C marószerszámot használta, 250 mm/perc előtoló sebesség mellett. Hasonló paraméterek mellett a TaeguTec TFM90AP-780_27R-17 marószerszám 4 mm-es fogási mélységgel tudott megmunkálni.

A felületi rétegelválás potenciális probléma volt a hornyok megmunkálásánál is. Ezt megelőzve, a TaeguTec egy nagyoló élű PCD szerszámot használt, ami képes volt sima felületet biztosítani. A nagyoló megmunkálásra szánt PCD SEM 2100-PCD-R egy ún. csipkézett forgácstörős PCD éllel rendelkezik, ahol a PCD él minden hornya befelé orientált, ami alternáló forgácsoló erőket eredményez. Ez biztosítja, hogy a nagyobb forgácsoló sebesség esetén is kevesebb rezgés lépjen fel, valamint megtöri a forgácsot is, ami csökkenti a rétegelválást és a munkadarab élén megjelenő élrátét képződést is.

TaeguTec tömör keményfém marói kompozitok megmunkálásához

TaeguTec SHD furó nyom

A kompozitok megmunkálása során a fúrás sokszor igen nagy feladat elé állítja a gyártót, mivel a fellépő szálasodás és rétegelválás káros hatással van az anyag minőségére. A furatok ki- és belépő élénél elkerülve ezt a problémát, a TaeguTec továbbfejlesztette az SHD tömör keményfém fúróit, úgy hogy az ún. lépcsőzetes geometriával rendelkezzen. Ez a fejlesztés a közelmúltban került kipróbálásra, egy gépjármű alkatrésznél, amelynél minden egyes darabon 600 furatot kellett elkészíteni. Az új lépcsőzetes geometria egy második vágóéllel is rendelkezik, ami még azelőtt “elvágja” az alsó rétegeket, hogy azok kifordulhatnának a ki- és belépő élek mentén.

 

A TaeguTec SHD fúrói figyelemre méltó kopásállósággal és hőálló bevonattal rendelkeznek. Ezeknél a fúróknál a TaeguTec egy az acél munkadarabok megmunkálására szánt szerszámokétól eltérő keményfém alapanyagot és bevonatot választott. A fémmegmunkálással foglalkozók számára igen szokatlan ez az új kombináció, mivel a fémek megmunkálása olyan szerszámot igényel, ami bírja a nagy hőmérsékleteket és eközben a forgácsoló él a szilárdságát is megőrzi. A forgácsoláskor fellépő hőmérsékletek ugyan nem olyan magasak, de Epoxy Prepeg megmunkálásakor a szerszám kopása már alacsony hőmérsékleten is nyilvánvaló problémát jelentett. 100 m/perc-es forgácsoló sebesség és 0,06 mm/ford előtoló sebesség mellett ez 4m-es szerszámélettartamot eredményezett. A gyémánt bevonat ötszörösére emelte a szerszám élettartamát, miközben biztosította a be- és kilépő élek sima, sorja- és rétegelválásmentes kialakítását.

A mesterségesen előállított anyagokra való igény kétségkívül több mint tízszeresére fog növekedni a jövőben, melyek ki fogják elégíteni a piac igényeit az energiahatékonyság, a kivitelezhetőség és a kényelmesség tekintetében. A szerszámgépipar pedig folyamatosan új kihívások elé néz, hogy ne csak pusztán olyan megoldásokat kínáljon, melyekkel ezek az anyagok a megmunkálhatók, hanem azon felül növelje a termelékenységet, a minőséget és a szerszámok élettartamát is. Ez egy olyan kihívás, amivel a TaeguTec K&F csapata örömmel néz szembe.

További információ:

A TaeguTec Hungary Kft. honlapján.