Atingerea performanţelor inegalabile

Frezarea cu scule în console mari este obligatorie în anumite procese de prelucrare sau în anumite configurații de ansambluri de scule sau de dispozitive de prindere. Frezarea cavităților adânci, spre exemplu, caracterizată prin umeri înalți, pereți abrupți și/sau zone de sub-tăiere este o aplicație tipică ce reclamă utilizarea sculelor ieșite mult în consolă. Aceste situații reduc mult rigiditatea ansamblului adaptor-sculă și afectează stabilitatea prelucrării. Rezultatul este intrarea într-un regim vibrator nedorit, calitate de suprafață neconformă cerințelor tehnice, durabilitate scăzută.

Soluţia de maximă rigiditate în astfel de situaţii o reprezintă sculele în construcţie monobloc. Acest concept acoperă însă un segment limitat de aplicaţii, pe de o parte din cauza costurilor ridicate ale unor astfel de scule și pe de altă parte, din pricina riscurilor ridicate de anulare a funcţionalităţii. Spre exemplu, spargerea plăcuţei poate duce la deteriorarea corpului sculei, ceea ce înseamnă pierdere semnificativă, atunci când vorbim despre scule cu valoare ridicată.

Ansamblurile modulare (adaptoare & scule) sunt în general soluţiile bine-cunoscute și sunt proiectate astfel încât să micșoreze cât mai mult apariţia unor spargeri. Spre exemplu, o soluţie cu scula ieșită mult în consolă, include de obicei o freză cu dimensiuni clasice și un adaptor pe care se montează freza. Dacă este necesar, chiar și adaptorul poate fi modular, de fapt un ansamblu realizat din elemente standard - exemplu: unitatea de bază care face legătura cu mașina-unealtă, extensii, reducţii și altele.

Principiul unui astfel de ansamblu prezintă avantaje importante precum versatilitatea, configurarea unor soluţii optimale, adaptate cât mai bine condiţiilor specifice ale clientului. În situaţia deteriorării sculei, aceasta poate fi ușor înlocuită, în timp ce celelalte elemente ale ansamblului rămân intacte și în perfectă stare de reutilizare.

În același timp, este adevărat că soluţiile modulare au rigiditate mai redusă în comparaţie cu soluţiile integrale și aceasta poate duce la scăderea performanţelor dinamice. Au fost dezvoltate de aceea scule suport și elemente de asamblare cu proprietăţi antivibratoare, cu efect pozitiv semnificativ în ceea ce privește comportamentul dinamic al ansamblului.

În orice caz, în multe situaţii, parametrii regimului de așchiere trebuie să fie diminuaţi pentru a elimina vibraţiile și zgomotul și aceasta duce la scăderea productivităţii.

Performanţele frezelor echipate cu plăcuţe amovibile pot fi îmbunătăţite de anumiţi factori precum muchiile întrerupte cu efect de fragmentare a așchiei, pași inegali ai dinţilor frezei, înclinaţii diferite ale muchiilor așchietoare.

iscar-romania@iscar.com

Toate aceste caracteristici sunt legate de geometria de așchiere și sunt legate doar de construcţia sculei în sine.

Reducerea greutăţii sculei așchietoare este de asemenea un factor care contribuie semnificativ la îmbunătăţirea stabilităţii dinamice. În orice caz, reducerea greutăţii trebuie să nu aibă niciun efect negativ asupra caracteristicilor mecanice ale sculei. Oţelul este materialul uzual din care se realizează sculele. Titanul poate înlocui oţelul, are densitate mai scăzută și în același timp este caracterizat prin rezistenţa la tracţiune și rigiditate excepţionale, tenacitate foarte bună. De asemenea, titanul are rezistenţa foarte ridicată la coroziune și bună rezistenţă la uzură, ceea ce prelungește mult viaţa sculei. În ceea ce privește prelucrabilitatea acestuia, este mult mai scăzută decât cea a oţelului și aceasta duce la creșterea costurilor de fabricaţie. Așadar, un corp de sculă cu multiple cavităţi are masa mult mai redusă, dar costurile legate de fabricaţia sa pot fi mai ridicate.

Tehnologiile moderne de producere a corpurilor sculei sunt capabile să depășească aceste obstacole. Metodele adiţionale de fabricaţie (AM – Additive Manufacturing) oferă soluţii eficiente de realizare a unor configuraţii complexe de scule, în paralel cu minimizarea operaţiilor de așchiere. Imprimarea 3D aduce posibilitatea producerii suporţilor din titan, asigurând în același timp și sustenabilitate. Producătorii de scule avansaţi au adoptat procesele AM în producerea capetelor de frezare destinate operaţiilor cu console ridicate.

A devenit din ce în ce mai uzuală proiectarea capetelor de frezare ușoare din titan, realizate prin AM. Una dintre noile freze cu alezaj a fost recent lansată de ISCAR (foto 1). Frezele vin ca o completare a gamei HELI2000 (la 90°), în ale căror buzunare se montează plăcuţe amovibile cu muchii așchietoare elicoidale. Implementarea corpurilor de scule ușoare din titan, echipate cu plăcuţe cu muchie elicoidală este simbolică pentru firma ISCAR, renumită pentru originalitatea și inventivitatea sa în domeniul frezării.

Corpul este realizat prin metoda topirii selective cu laser (SLM- Selective Laser Melting), una dintre metodele de imprimare 3D. Ca rezultat, elementele constructive ale acestuia - spre exemplu spaţiile de evacuare a șpanului sau cavităţile de ușurare au forme sofisticate, total neobișnuite pentru domeniul prelucrărilor prin așchiere a metalelor (foto 2,3).

Aceste tehnologii neconvenţionale optimizează la maximum și circulaţia lichidului de răcire prin corpul sculei, prin adaptarea ingenioasă a profilului canalelor interioare, eficientizând astfel efectul jetului concentrat în zona așchietoare. Trebuie menţionat faptul că procesele tradiţionale de realizare au limitări în ceea ce privește modelarea canalelor de răcire, în timp ce AM oferă posibilităţi nelimitate.

Revenim la conceptul pasului inegal utilizat la realizarea frezelor, cu efect pozitiv deosebit în eliminarea vibraţiilor din procesul așchietor. Noul concept de cap de frezare se bazează pe combinaţia dintre un material atipic utilizat la realizarea corpului și avantajele metodei AM. Rezultatul este un corp ușor dar robust, prevăzut cu buzunare pentru plăcuţe indexabile, destinat prelucrărilor cu scule în console ridicate. În ciuda condiţiilor dificile în care prelucrează, aceste scule de generaţie nouă asigură stabilitate excepţională, productivitate ridicată și durabilitate foarte bună. În acest stadiu iniţial, ISCAR produce corpuri cu diametrele 50 și 63 mm. Pentru atingerea rezultatelor scontate, în special pentru obţinerea unor rugozităţi foarte bune, se recomandă montarea acestora pe adaptoare prevăzute cu mecanisme antivibratoare, precum cele din componenţa WHISPER LINE – ISCAR A