Fókuszban a Teljesítmény – AMRC

A Mitsubishi szerszámok kizárólagos magyarországi képviseletét a Lovász Kft. látja el.

A Mitsubishi Materials „igazi változást hoz” a repülőgépiparba.

A globális repülőgépipar egyre fontosabb ágazata a gyártásnak, amelyet az USA és Európa ural. Az iparág élvonalában az Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC) áll a Boeinggel. Világklasszis központok klasztere, amelyek mind a repülőgépipar fejlett gyártási technológiáit kutatják. A Mitsubishi Materials belső magazinjának első témájához a szerkesztőcsapat ellátogatott az AMRC-be, hogy megértsék, milyen előnnyel jár a repülőgépipar számára a Mitsubishi Materials és az AMRC kapcsolata.

LovaszKft_AMRC_1

Mi is pontosan az AMRC?

Az AMRC az egyesült királyságbeli Rotherhamben, Sheffieldhez közel található. 2001-ben alapították a Sheffieldi Egyetem és a Boeing együttműködésének köszönhetően a Yorkshire Forward és az Európai Regionális Fejlesztési Alap támogatásával. Az AMRC klaszternek a megmunkálás, az öntészet, a hegesztés, az additív gyártás, a kompozit anyagok és a képzés területén kimagasló számú szakember a tagja. Ma már több, mint 80 ipari partnerrel büszkélkedhet: együttműködik többek között a Boeinggel, a Rolls Royceszal, a BAE Systems-szel, az Airbus-szal és persze a Mitsubishi Materials-szal. A központ emellett a repülőgépipar támogatója is, segíti a Mitsubishit, a DMG Morit, a Nikkent, az NCMT-t, a Renishaw-t, a Starragot és számos további céget annak érdekében, hogy olyan innovációkat hozzanak létre, amelyek lehetővé teszik a repülőgépipari alkatrészgyártóknak kitűzött céljaik elérését. A célokat, amelyekkel elsődlegesen az alkatrészgyártás és összeszerelés gyorsabbá és hatékonyabbá tételét kívánják elérni a gyártási terület növelése nélkül.

A filozófia megértéséhez: 2032-re a becslések szerint a világipar 29 000 új, hatalmas polgári repülőt, 24 000 üzleti sugárhajtású repülőt és 5800 regionális repülőt igényel majd 5 billiárd amerikai dollár értékben. Ennek eredményeként az AMRC-hez hasonló fejlesztési központok az iparral karöltve folyamatosan innovációra törekednek annak biztosítása érdekében, hogy a világ légi közlekedési ipara képes legyen teljesíteni ezeket az elvárásokat.

Az AMRC-nél tett látogatás során beszélgettek a kereskedelmi igazgatóval és társalapítóval, Adrian Allennel, aki ismertette az eredeti célokat, amelyek 10 évvel ezelőtt a technológiai központ alapításának hátterében álltak. Az igazgatót idézve: „Amikor Keith Ridgway professzorral megalapítottuk az AMRC-t, egyik legfőbb törekvésünk az volt, hogy fenntartható értéket hozzunk létre minden érintett számára. Az értéket azonban nem csupán pénzben értettük, hanem magasan képzett munkaerőt igénylő munkahelyek teremtésében, valamint partnereink számára biztosított előnyökben is.

LovaszKft_AMRC_4A kezdetekben kézzelfogható célokat tűztünk ki adott időn belül, de miután 2004-ben megépült az első központunk, gyorsan felülmúltuk céljainkat és kétszeresére nőttünk négy év alatt. 2014-ben nyitottuk meg a képzési központot, amely a 160 fős első évfolyam óta jelenleg több mint 400 ipari tanulóval számolhat. Az egyik első célunk az volt, hogy magasan képzett mérnökök által betölthető állásokat hozzunk létre, ezzel a központtal meg is valósítjuk ezen törekvésünket, és megteremtjük az Egyesült Királyság új mérnökgenerációját.

Az AMRC-nek jelenleg hét épülete van a legutóbbi bővítés, a „Factory 2050” projekt óta. A várhatóan 2015 végén megnyíló építmény lesz az első rugalmasan átalakítható digitális gyár az Egyesült Királyságban, és az AMRC műhelyének teljes alapterületét 38 925 m2-re növeli. 

Mi történik az AMRC műhelyében?

Az AMRC műhelye a gyártási technológia következő generációjának ipari próbaterülete. Az AMRC-ben található szerszámgépeket a szerszámgépgyártók vagy a repülőgépipari alkatrészgyártók biztosították. A vágófolyadékok, a szerszámok, a munkadarab- és szerszámbefogás új technológiai fejlesztései, a CAM szoftver és a megmunkálási eljárások, valamint az új anyagösszetételek mind határaikat feszegetve kerülnek tesztelésre a gépeken.

A kutatástól a gyártásig vezető út zökkenőmentessé tételének érdekében az AMRC ipari szabvány gépeket használ. A repülőgépipari alkatrészgyártók számára előny, hogy a már meglévő szerszámgépek optimalizálása az új technikákra és stratégiákra a gyártás megzavarása nélkül történik. A berendezések beszállítóinak technológiáját szigorú körülmények között tesztelik, amelyeket a repülőgépipar vezető nevei határoznak meg. A Mitsubishi Coolstar szármaró a mindenre kiterjedő tesztelés egyik példája.

2013-ban a Mitsubishi Materials felkereste az AMRC-t a tagsággal kapcsolatban, majd nem sokkal később meg is állapodtak a Tier 2 tagságban. A Mitsubishi Materials a legújabb szerszámait biztosítja a központnak, és technikai segítséget nyújt az AMRC mérnökeinek. Cserébe a Mitsubishi teljes eredménykimutatást és visszajelzést kap a szerszámok vizsgálatairól. Az AMRC-nél végzett vizsgálatokon alapuló ajánlások szintén a folyamat részét képezik.

Mit nyújt a Mitsubishi Materials az AMRC-nek?

Kiemelve a Mitsubishi közreműködésének fontosságát az ARMC-nél, Adrien Allen így folytatja: „Büszkék vagyunk, igazán megtisztelő, hogy együtt dolgozhatunk a Mitsubishi Materials-szal. A japán gyártók megváltoztatták az ipari környezetet, az AMRC pedig a japán társulás nélkül nem ugyanaz a létesítmény lenne, mint ma.

LovaszKft_AMRC_2

Kereskedelmi szervezetként szeretnénk a gyártás legnagyobb márkáival társulni, mivel ez emeli profilunkat, és segít a technológiai fejlesztéseket bevezetni az iparba. A Mitsubishi jól ismert és nagyra becsült név Európában. Olyan név, amely hírnevet hoz az AMRC-nek, és segít kiépíteni az AMRC márkát. Elismerésre törekszünk, amely tisztelethez vezet, és minden partnerünk számára sikert hoz. Mindezek mellett átfogó képet kapunk a teljes iparról, és szeretnénk a vezető világvállalatokat is bevonni, hogy hasznosíthassuk az elérhető legjobb technológiákat, termékeket és szaktudást. A Mitsubishi Materials az egyik fő mozgatórugója a forgácsolószerszám-technológia terén megtett fejlődésnek. Örülnénk a még szorosabb együttműködésnek.

Mik az előnyök a Mitsubishi Materials számára?

Az AMRC egyedülálló platformot biztosít a legújabb fejlesztések teszteléséhez olyan ipari körülmények között, amelyeket a világ repülőgépipari alkatrészgyártói szabnak meg. Az AMRC vezető mérnökei a teljes gyártási konfigurációra kiterjedő eredményeket adnak. Ezek az egyedi vizsgálati feltételek fontos szerepet töltenek be a szerszámgépekkel, anyagtípussal és szerszámpályával kapcsolatos stratégiák esetén, mivel gyakorta túlmutatnak a gyártók házon belüli tesztelési lehetőségein.

Az AMRC 5 tengelyes Starrag STC1250-ese például az ilyen típusú megmunkálás ipari szabványa, és adottságai megfelelnek a Coolstar szármaró határokat feszegető teszteléséhez.

LovaszKft_AMRC_5

A kisérletek

Az AMRC-nek számos belső kutatóosztálya van, többek között a folyamattechnológiai csoport – a szerkezet, futómű, a burkolatok, a tengelyek, a tárcsák és a lapátok tartoznak ide – és egy kompozit központ. Amikor a Mitsubishi csatlakozott az AMRC-hez, munkáját a szerkezeti csapattal kezdte egy titán zsebmarási projekttel. Ahogy az AMRC-vel együttműködő főmérnök, a Mitsubishi korszerű anyagok alkalmazásának igazgatója, Adrian Barnacle mondja: „Az AMRC főleg olyan projektekre koncentrál, amelyeket az alkatrészgyártó partnerek terveznek a jövőre. A repülőszerkezetek titán alkatrészeivel a gyártók és az ipar általában véve a nagy teherbírású marófejek használatára összpontosít a megmunkálás teljes mélységében és szélességében lassú előtolási sebesség mellett. Az MMC azonban megállapította, hogy kisebb fogásokkal és lényegesen magasabb sebesség/előtolás mellett, az új szerszámpálya-stratégiákkal kombinálva, a megmunkálás ciklusideje és költségei jelentősen csökkenthetők. A Mitsubishi Materials lényegében változtatja meg az iparág felfogását.

Az AMRC adatait összeállítva Daniel Smith megvizsgálta a Mitsubishi változó emelkedési szögű forgácshornnyal készült Coolstar szármaróit, amelyeket a hornyon keresztüli hűtőfolyadék kivezetés, mint új innováció és megnövelt mag átmérő jellemez. Az AMRC azonnal visszajelzést küldött, hogy a Coolstar 20 mm-es maximum átmérője a 25 mm-es ipari norma alatt van, így a Mitsubishi kifejlesztett egy 25 mm-es Coolstart kisérleti célokra. Az AMRC eredetileg megvizsgált egy változó spirálhornyú VF6MHVCH Coolstar szármarót, és a hátkopás határértékét 0,3 mm-ben határozta meg, ám ezt az értéket sosem érték el. Ehelyett azonban a választott szerszám tönkrement az élletörés kipattogzása miatt.

Ezen a ponton úgy becsülték, hogy 3 mm-es sarokrádiusszal sokkal hosszabb ideig tud működni, és a megnövelt sugár csökkentené a rideg törés esélyét. Az is nyilvánvalóvá vált, hogy a 90 m/perc vágósebesség túl alacsony, mivel a hátkopás alig 0,1 mm volt 30 percnyi megmunkálást követően. Úgy vélték, a 200 m/perc vágósebesség megvalósítható, és továbbra is biztosítható a szerszám elfogadható élettartama. Ezeket a megállapításokat követően született a döntés, hogy az egyenesen hornyolt Mitsubishi szerszámot olya ügyfélhez küldik további megmunkálásra, ahol 3 mm-es sarokrádiuszt használnak.

Azt állították, egy ilyen típusú szerszám képes a repülőgépek szerkezeti elemeinek (főként a zsebeknek) a nagyoló és simító megmunkálására is 80 mm-es fogásmélységig nagy sebességű műveletek során. Ha sikerrel járnak, akár 133 cm3/perces anyagleválasztási teljesítmény is elérhető. A marási folyamat közbeni hatékony radiális fogásmélység optimalizálásával szabályozhatók a szerszámon végbemenő termikus és mechanikai ciklusok, így lehetővé válik az ideális paraméterek mindenkori alkalmazása. A vizsgálat során tett megfigyelések azt mutatták, hogy az alkalmazott beállításokkal a 130 m/perces sebesség és a 0,08 mmes forgácsvastagság (Hex) eredményezték a legstabilabb folyamatot. A vizsgálatok alapján a bemutató szerszám kezdeti becsült élettartama körülbelül 60 perces, 133 cm3/perces anyaleválasztási teljesítménnyel.

A Mitsubishi Materials „igazi változást hoz” a megmunkálás filozófiájába

LovaszKft_AMRC_6Daniel Smith, az AMRC főmérnöke a projekttel kapcsolatban a következőket mondta: „A 25 mm-es szerszám bizonyítottan képes megemelt vágósebességgel működni úgy, hogy alig gyakorol hatást a szerszám élettartamára, miközben a radiális átfogás és a hőmérséklet generáló tényezők szabályozhatók. Továbbá, nagyoló megmunkálás esetén sikeresen vizsgázott akár 130 m/percre megemelt sebesség esetén is (ae = szerszámátmérő 10%-a), miközben 160 m/perces sebességű simításnál kiváló felületi minőséget eredményezett, és a sebesség valószínűsíthetően még tovább növelhető a ciklusidő további csökkentésének érdekében.

A Mitsubishi hisz abban, hogy ez a megmunkálási stratégia és a Coolstar termékek jelentős hatással lehetek titán zsebmarásos alkalmazások esetén. Adrian Barnacle szavaival: „Ami a zsebmarást illeti, a Mitsubishi Coolstar messze túlszárnyalja a többi szerszámot az adott megmunkálási paraméterek alkalmazása mellett.” Az AMRC szerkezeti csoportjának műszaki vezetője, Adam Brown az alábbit tette hozzá:

LovaszKft_AMRC_7A támogatás, amelyet a Mitsubishi nem régóta fennálló partnerségük alatt adott az AMRC-nek, rendkívül hasznosnak bizonyult az általunk támogatott ipar igényeire koncentráló szerszámfejlesztések szempontjából. Különösen nagyra értékeljük a Mitsubishi K+F-fel való kapcsolatunkat a rendelésre és tesztelésre fejlesztett szerszámok gyártásában. Minden esetben kimagaslóan sikeres eredményhez vezettek a kutatási és alkalmazási projektek egyaránt.

Adrian Barnacle hozzáfűzte: „A bonyolult anyagok nehéz megmunkálásával kapcsolatos igényekben eddig a repülőgépipar az élen jár, manapság azonban az ügyfelek szeretnék csökkenteni a megmunkálási időket és az anyagleválasztást azzal, hogy olyan alkatrészeket és szerkezeteket igyekeznek elérni, amelyek a lehető legközelebb állnak a kész alakhoz. Ezzel a gondolkodásmóddal a Coolstar könnyű és gyors megmunkálási stratégiájának hála már most az ipar élvonalába kerülünk.

LovaszKft_AMRC_9Az eredmény

Ez a projekt kézzelfogható előnyökkel járt mind az AMRC-nek, mind a Mitsubishi Materials-nak. Először is, hatására a Mitsubishi kiterjesztette Coolstar termékeit nagyobb átmérőkkel és sarokrádiuszokkal, hogy megfeleljen az ipari elvárásoknak. Továbbá, a Mitsubishinek rálátása nyílt a legújabb stratégiákra és információkra, amelyeket felhasználhat jövőbeni termékei fejlesztéseihez. Az AMRC részére pedig az előnye az, hogy jobban megérthetik a Mitsubishi nagy teljesítményű keményfémeit és geometriáit, ami utat nyit új, ipari projekteken való együttműködéshez. Emellett segít a Mitsubishi-nek és az AMRC-nek akkor is, amikor tanácsadásra kérik fel őket az alkatrészgyártók a legjobb gyakorlati stratégiákat illetően. Adrian Barnacle kifejtette, hogy „az alkatrészgyártó partnerek számára a projekt csökkentett ciklusidőt, jobb felületi minőséget és csökkentett megmunkálási költségeket eredményez.” Mindez remekül alátámasztja Adrian Allen szavait, miszerint az AMRC filozófiája az, hogy értéket teremtsen minden érintett fél számára.

LovaszKft_AMRC_8Mit tartogat a jövő?

A következő lépés nem más, mint további AMRC-projektek indítása, ahogy Adrian Barnacle is összefoglalta: „Még csak a felszínt kapargatjuk az AMRC-ben rejlő lehetőségekkel kapcsolatban. Ez a projekt a repülőszerkezetet érintette, de figyelmünket már a burkolatok, a meghajtás és a kompozit anyagok területe felé irányítjuk. Jelenleg nagyon elégedettek vagyunk a Coolstar teljesítményével, amelyet elsősorban a kisebb zsebmarások gyártásához alkalmazunk titánban. Következő lépésünk a nagy előtolású, lapkás, AJX homlokmarófej széria kipróbálása lesz a nagyobb titán zsebek nagyoló megmunkálására illetve a cserélhető fejű, csavaros iMX szármaró széria a zsebek simító megmunkálására.

Forrás:Lovász Forgácsoló Kft.

További Információ:

A Lovász Forgácsoló Kft. honlapján.