O nouă abordare a strunjirii

cine ar fi autorul acestora, sentimentul rezonează cu mulţi inventatori — inovaţia este rareori un moment de inspiraţie bruscă. Per-Anders Stjernstedt, inginer principal al expertului în aşchierea metalului, Sandvik Coromant, înţelege foarte bine că inovaţia este rezultatul unei munci susţinute. În acest articol, el explică cea mai recentă inovaţie în strunjire a companiei Sandvik Coromant.

Ca orice inventator, Sandvik Coromant a început cu provocarea de a rezolva o problemă. Cum pot sculele să evite întârzierile, să reducă timpul de nefuncţionare şi să susţină o producţie mai rapidă? Raportul privind Adevăratul cost al timpului de nefuncţionare în 2022 (True Cost Of Downtime 2022) al companiei de software Senseye, arată că, în prezent, producătorii suportă costuri ocazionate de perioadele de nefuncţionare neplanificate cu cel puţin 50% mai mari decât în perioada 2019 - 2020. Acelaşi raport arată că perioadele de nefuncţionare neplanificate vor aduce companiilor industriale din topul Fortune Global 500 costuri de aproape 1,5 trilioane de dolari în 2023, ceea ce înseamnă 11% din veniturile lor.

Pentru a reduce timpul pierdut cu înlocuirea sculelor, pentru a îmbunătăţi stabilitatea procesului şi pentru a reduce uzura sculelor, producătorii aveau nevoie de posibilitatea de a prelucra mai multe caracteristici cu o singură sculă. Acesta este la raison d’être pentru strunjirea pe axa Y. Să vedem cum funcţionează.

Unghiuri de strunjire

În primul rând, trebuie să ne gândim la unghiurile de atac. Determinarea unghiului corect dintre muchia aşchietoare şi sensul de avans este vital pentru o operaţie de strunjire reuşită, deoarece acesta influenţează formarea aşchiilor, direcţia forţelor de aşchiere şi lungimea muchiei aşchietoare în aşchiere. Un unghi mai mare decât este necesar determină obţinerea unei muchii aşchietoare slabe. Un unghi prea mic ar putea cauza frecarea sculei la viteze mari de avans, ducând, în cele din urmă, la deteriorări.

În 2017, Sandvik Coromant a dezvoltat PrimeTurning™, un concept de strunjire care permite „strunjirea multi-direcţională” pentru o mai mare flexibilitate a prelucrării. În funcţie de scula care intră în componentă la mandrină şi care îndepărtează materialul pe măsură ce înaintează spre capătul componentei, PrimeTurning™ permite aplicarea unui unghi de atac mic, a unui unghi de avans mai mare şi posibilitatea de prelucrare cu parametri de aşchiere mai mari.

De una singură, PrimeTurning™ este o caracteristică inovatoare pentru strunjire. Dar, pe lângă creşterea productivităţii obţinută prin controlul aşchiilor, echipa a dorit să ajute producătorii să prelucreze forme mai complexe şi mai inovatoare. PrimeTurning™ a acţionat ca una dintre componentele care au stat la baza dezvoltării strunjirii pe axa Y.

Utilizarea unghiurilor de atac pe axa Y

Aşadar, cum funcţionează strunjirea pe axa Y?

După cum sugerează şi denumirea, noua metodă foloseşte axa Y şi toate cele trei axe sunt utilizate simultan în timpul prelucrării. Scula se roteşte în jurul propriului său centru, plăcuţa este poziţionată pentru prelucrare în planul Y-Z, iar axul de frezare interpolează în timpul strunjirii. Astfel, cu o singură sculă pot fi prelucrate forme complexe.

Strunjirea pe axa Y oferă numeroase beneficii. Posibilitatea de a prelucra mai multe caracteristici cu o singură sculă reduce timpul de ciclu. Faptul că nu este necesară înlocuirea sculei minimizează, de asemenea, riscul de „puncte de amestec” sau de neregularităţi între suprafeţele adiacente prelucrate. Principalele forţe de aşchiere sunt direcţionate către axul utilajului, îmbunătăţind stabilitatea şi reducând riscul de vibraţii. Pentru a îmbunătăţi finisarea suprafeţei, plăcuţele Wiper sunt concepute cu o muchie situată la întâlnirea dintre marginea dreaptă şi raza la vârf.

Metoda ajută, de asemenea. la menţinerea grosimii aşchiilor la o valoare constantă, indiferent dacă se strunjeşte cu o adâncime de aşchiere constantă sau dacă se strunjesc contururile unei piese de prelucrat. Deoarece lăţimea aşchiilor rămâne neschimbată, riscul de aglomerare a aşchiilor este redus semnificativ. Acest lucru nu numai că permite operaţii de prelucrare mai fiabile, dar, ştiind că strunjirea se poate desfăşura fără niciun incident, ar putea permite producătorilor să se îndepărteze de utilaje şi să le lase să funcţioneze fără supraveghere.

Cine este Per-Anders

Per-Anders este inginer principal în cadrul Sandvik Coromant şi lucrează la sediul din Gävle, Suedia. Lucrând pentru companie de peste un deceniu, Per-Anders a fost implicat în dezvoltarea mai multor inovaţii. Cea de care este cel mai mândru până în prezent este strunjirea pe axa Y.

„În ultimii cinci ani, am dezvoltat cinci brevete recunoscute la nivel mondial, iar anul trecut am depus douăsprezece dezvăluiri de inovaţie. Dar axa Y a fost un adevărat punct culminant al carierei mele,” a afirmat acesta. Îmi place să cred că am fost întotdeauna un inventator. Când eram tânăr, făceam mereu ravagii în garajul tatălui meu şi experimentam cu o mulţime de proiecte de suflet. Erau plăci de surf, cadre de motociclete şi accesorii şi, când am vrut să împrumut camera video a părinţilor mei pentru scufundări, am construit carcase subacvatice pentru a-mi putea filma expediţiile.”

„În ciuda acestui spirit creator, niciunul dintre succesele mele de inginerie nu a survenit peste noapte. În cazul strunjirii pe axa Y, echipa şi cu mine am trecut printr-un ciclu de cercetare şi dezvoltare de şase ani înainte de a ajunge la marea noastră descoperire.”

Construirea viitorului

Dezvoltarea strunjirii pe axa Y a fost rezultatul unei munci susţinute. „Când echipa a început lucrul, am avut o idee pe care piaţa nu o mai văzuse până atunci. A fost nevoie de timp pentru a demonstra că ambiţiile noastre puteau fi realizate, dar, după multe testări interne, am observat o reducere cu 51% a timpilor de ciclu, folosind strunjirea pe axa Y în locul metodelor concurente”, a dezvăluit Stjernstedt. Pentru a veni în completarea strunjirii pe axa Y, Sandvik Coromant a dezvoltat, de asemenea, o nouă variantă CoroTurn® Prime potrivită pentru arbori, flanşe şi componente cu aşchieri marginale şi scula dublă CoroPlex® YT, care este utilizată cel mai bine la un unghi de atac între 60 şi 90° pentru o prelucrare mai productivă.

Reflectând asupra carierei sale, Stjernstedt a afirmat: „Sfatul meu pentru oricine are o idee importantă — începe să o pui în aplicare. Dacă ai observat o problemă fără soluţie, eşti deja la jumătatea drumului. Sunt norocos că Sandvik Coromant îmi oferă libertatea de a experimenta şi de a învăţa în timp ce lucrez. Dacă eşti inginer, nu ai nevoie doar de cunoştinţe tehnice pentru a dezvolta produse noi. Trebuie să fii un gânditor creativ, să ai capacitatea de a rezolva probleme şi să nu îţi fie frică să pui situaţia actuală sub semnul întrebării.”

Oricine a spus „geniul înseamnă 1% inspiraţie şi 99% transpiraţie”, a avut dreptate. Este important să ai abilităţile tehnice şi capacitatea de a dezvolta noi soluţii, dar cea mai mare parte a invenţiei este rezultatul muncii grele. Per-Anders şi echipa sa nu ar fi reuşit să redefinească strunjirea fără dedicare, răbdare şi determinare. A