Alternativa k aditivním technologiím

U vyfrézovaného povrchu s vysokým leskem lze jen těžko předpokládat, že jej lze, podle zkušeností vedoucího prodeje firmy Röders Dr.-Ing. Olivera Gossela, obrobit při optimálních podmínkách na drsnost (Ra) okolo 10 nm: „Pro vytvoření vlastního povrchu s vysokým leskem nepotřebují naše HSC stroje více než 10 minut.“ Zbylých 20 minut z celkové doby výroby držáku na mobil (půl hodiny) bylo potřeba pro hrubování a předdokončování. Jeho výroba byla demonstrována na stroji RXP601DSH během odborného veletrhu Formnext (19.–22. 11. ve Frankfurtu). „Tímto frézováním na největším odborném veletrhu právě pro aditivní výrobní techniku jsme chtěli ukázat odbornému publiku, že je rozhodně možné vyrábět hospodárněji a výrazně efektivněji prototypy také neaditivním, nýbrž klasickým způsobem,“ zdůrazňuje Oliver Gossel. Rozhodujícím aspektem pro dosažení vysoké efektivity a krátkých časů obrábění jsou samozřejmě vysokorychlostní stroje od firmy Röders. Pětiosý stroj RXP 601 DSH odebere během 30 minut okolo 70 % materiálu z hliníkového bloku, což by podle názoru Olivera Gossela nebylo nic výjimečného, pokud by přitom nebylo dosahováno povrchů s vysokým optickým leskem.

„Hliník je jednoduše předurčen pro obrábění prototypů.“ Pokud jsou polotovar a stroj připraveny pro obrábění, neexistuje podle Gossela vlastně žádná jiná výrobní metoda, která z CAD a CAM dat rychleji vyrobí robustní a velmi kvalitní prototyp. „Hliník, a především povrchy s vysokým leskem jsou jedinečné a je možné je společně využít pro velmi působivou prezentaci.“ Dosáhnout takových povrchů s velmi krátkou dobou obrábění lze především pomocí opce Racecut, kterou vyvinuli ve firmě Röders jako součást vlastní řídicí a regulační techniky. Oliver Gossel představil tuto funkci řídicího systému jako poslední inovaci firmy Röders již na veletrhu Metav 2016: „Racecut je možné nainstalovat dodatečně i u starších strojů. Lze tak nastavit parametr trhu na výrazně vyšší hodnoty než dosud a podstatně snížit dobu obrábění u mnoha aplikací o zhruba 20 i více procent. Stupeň zkrácení doby obrábění ovšem závisí na samotném tvaru – čím komplexnější jsou obrysy, tím vyšší je typická úspora. Opcí Racecut lze updatovat všechny stroje od léta 2013 a potenciál pro úsporu času se tak může prokázat na všech typech strojů.“ Kolik potenciálu se v této opci skrývá, vysvětluje Oliver Gossel na příkladu matrice z nástrojové oceli pro tváření za tepla, která byla zhotovena na velkém stroji RXP 801 a obrábění jejího tvaru na hotovo trvalo bez použití Racecutu kolem 5,5 hodiny. „S Racecutem to bylo zhruba 4,5 hodiny. Tedy o 20 % kratší doba obrábění, kterou ušetřila optimalizace zrychlení Racecut – a to bez ztráty kvality obrábění, totiž přesnosti a drsnosti povrchu,“ informuje Oliver Gossel.

Všechny typy strojů s Racecutem mohou vyrábět povrchy s vysokým leskem, k tomu jsou ale v závislosti na materiálu vyžadovány ještě vřetena se vzduchovým uložením a samozřejmě vhodné frézovací nástroje. Tajemství výroby takových povrchů je však skryto ještě hlouběji: v kombinaci plánování dráhy a rychlosti posuvů s 32kHz regulační technikou a přímých pohonů (bez tření) s klidným chodem vřetena. Dále jsou samozřejmě vyžadovány vysoce přesný NC program a v tomto případě také velmi ostrý MKD nástroj. Podle zkušeností Olivera Gossela správný výsledek zaručí pouze soulad všech detailů. „Ale bez správné strategie frézování a přesného programování to samozřejmě nejde. Pro výrobu povrchů s vysokým leskem nelze opomenout žádný detail, proto Röders již více než 30 let vyvíjí vlastní řídicí a regulační techniku svých strojů: s naší 32kHz regulační technikou a vysoce přesným plánováním dráhy a rychlosti našeho řídicího systému RMS6 v kombinaci s tuhostí a dynamikou našich strojů je pomocí vhodných nástrojů a NC programů dosahováno povrchů s vysokým leskem u všech typických materiálů. Že to velmi hospodárně funguje také pro výrobu prototypů z hliníku, jsme předvedli na veletrhu Formnext ve Frankfurtu.“

Na veletrhu ve Frankfurtu byla při obrábění na RXP 601 DSH použita vedle 16mm tvrdokovové čelní frézy (pro hrubování) především 6mm diamantová fréza (pro jemné dokončování) od výrobce Horn z německého Tübingenu. Oliver Gossel chválí tuto čelní frézu, protože je s ní dosahováno požadovaných povrchů již při relativně nízkých otáčkách okolo 32 000 min-1. „Životnost u MKD fréz není při obrábění hliníku žádný problém. Tyto nástroje jednoduše fungují a přinášejí skvělé povrchy,“ ujišťuje Gossel. Na co je nutné dávat pozor při použití MKD fréz u uvedené aplikace na stroji Röders, vysvětluje produktový manažer firmy Horn Aribert Schroth: „Nástroj, který se použil na stroji Röders, je mezitím k dispozici v provedení s vnitřním chlazením – což přináší ještě více přesnosti, stability a kvality povrchu. Sečteno podtrženo, je tato diamantová fréza, kterou nabízíme jako standard až do průměru 16 mm, jedinečný dokončovací nástroj. Neboť u žádného nástroje to není tak zřetelné jako u MKD diamantových fréz: tajemství kvality povrchu se skrývá v břitu nástroje.“ Použitelné otáčky a tím řezné rychlosti jsou naproti tomu pouze sekundárním faktorem a musejí se uzpůsobit pouze s ohledem na materiál a průměr nástroje.

Důležitější jsou podle Ariberta Schrotha klidný chod vřetena a minimální vibrace, což lze obvykle zjistit jedna ku jedné na obrobeném povrchu. „S našimi frézami lze frézovat čelně nebo obvodem nástroje. Důležité je, aby uživatel nedělal obojí, jinak se vznikající příčné síly okamžitě projeví na povrchu obrobku. To znamená: rohové frézy používat buď axiálně, nebo radiálně, ale ne společně,“ doporučuje Aribert Schroth. Principiálně je možné vyrobit povrch s vysokým leskem pouze s MKD nástroji. To dokazuje také 50násobné zvětšení: pouze monokrystalické diamanty nevykazují zrnitost ani mikrostruktury či podélné zuby na břitu nástroje, nýbrž pouze čisté, rovnoběžné, interferenční pruhy. „Břit musí být jednoduše bezchybný, i pod optickým mikroskopem.“ Podle informací od Ariberta Schrotha toto dosud nelze vyrobit laserem, ale pouze klasickým broušením. Rovněž důležité je jeho doporučení pro použití diamantových nástrojů – těmi se smí obrábět pouze neželezné kovy: „Nejlépe pouze hliník a měď. V žádném případě neobrábět materiály na bázi železa, protože vzniká chemická reakce: železo difunduje diamant, jakoby ho rozpustí,“ vysvětluje Aribert Schroth. A tomu je nutné zabránit všemi prostředky. Nejen proto, že vysoký lesk poměrně rychle mizí, ale také kvůli nutnosti přebrušování nebo dokonce pořízení nového diamantového nástroje, který může stát v závislosti na svém průměru někdy méně, ale častěji i mnohem více než 1 000 eur.

Petra Nosálková

nosalkova@strojejmk.cz

https://roeders.de/