Témata
Zdroj: Rotana

Mikrofréza osazená materiálem CVD-d

Společnost Rotana představila inovativní technologii zajišťující výrazně vyšší efektivitu a přesnost při obrábění těžkoobrobitelných materiálů. Přední český výrobce a poskytovatel nástrojových řešení ze slinutých karbidů, diamantu a kubického nitridu bóru vyvinul ve spolupráci s vědci z ČVUT v Praze frézovací nástroj s břitem z monolitického CVD diamantu. Novinka je vhodná pro náročné obráběcí aplikace v oblasti automotive, v leteckém průmyslu a v energetice.

Reklama

Pro současný průmyslový svět, zaměřený na vysoce přesné a efektivní obrábění, je příznačné to, že se klade důraz na neustálý vývoj a zdokonalování technologií a nástrojů. Jedním z nejnovějších příkladů úspěšného řešení dané problematiky je vývoj stopkové mikrofrézy s napájenou řeznou částí z monolitického CVD-d materiálu. Patentované řešení nástroje bylo vyvinuto až do podoby opakovaného uplatnění v konkrétních zákaznických aplikacích.

Patentovaná mikrofréza Rotana s břitem z monolitického CVD diamantu pro přesné obrábění. (Zdroj: Rotana)

Nástroj s unikátní geometrií břitu, vytvořenou laserem, je určen především pro opracování těžkoobrobitelných neželezných materiálů. Za jeho vývojem stojí specialisté velkomeziříčské společnosti Rotana a výzkumníci z Fakulty strojní Českého vysokého učení technického v Praze, kteří spolupracovali v rámci výzkumně-vývojového projektu, jenž je součástí programu Trio IV.

Správnou geometrii zajistí laserový paprsek

Už v průběhu předchozí spolupráce mezi velkomeziříčskou firmou a specialisty z ČVUT se prokázalo, že vlastnosti diamantu bez pojiva, který byl vyroben chemickým procesem, z něj činí ideální volbu pro obrábění těžkoobrobitelných neželezných materiálů. Navíc v porovnání s materiály, jako je velmi rozšířený PKD, má CVD-d vyšší odolnost proti opotřebení (především formou abraze) a výrazně delší životnost, což vede ke snížení nákladů na údržbu a renovaci nástrojů.

Standardní nástroj před obrobením jedné drážky a po něm. (Zdroj: Rotana)

Na druhou stranu je však CVD-d značně specifický materiál, vyžadující odlišný způsob výroby samotného nástroje, respektive jiný způsob jeho obrábění,“ popisuje Antonín Novotný, vedoucí úseku výzkumu a vývoje společnosti Rotana, a upřesňuje: „Zatímco PKD nástroje lze upravovat technologií EDM, nástroje z CVD-d nejsou vodivé, a lze je tedy efektivně obrábět pouze laserem.“ V rámci projektu se proto Rotana spolu s výzkumníky zaměřila hlavně na správný způsob úpravy geometrie nástrojů osazených CVD-d.

Prototyp frézovacího nástroje Rotana před obrobením čtyř drážek a po něm. (Zdroj: Rotana)

Jedním z důvodů byla zkušenost zákazníků s odštipováním rohů těchto nástrojů. Potvrdilo se, že právě odpovídající modifikace geometrie by mohla být jedním z efektivních řešení problému. Vedle celkového přehodnocení jednotlivých fází výroby nástroje šlo především o nalezení nejvhodnějšího způsobu srážení hran nástroje za pomoci laserového paprsku. V daném případě je materiál z nástroje odebírán tak, aby na něm vznikl požadovaný tvar bez nežádoucího tepelného ovlivnění.

Reklama
Reklama
Reklama

Nový nástroj od Rotany je přesnější a vykazuje nižší opotřebení

Finální nástroj má podobu stopkové mikrofrézy s vakuově napájenou řeznou částí o průměru 1 mm z monolitického CVD-d materiálu. Řezná část je napájena na tvrdokovový nosič, přes který je nástroj upnut do stroje. Veškerá geometrie je vytvořena laserovým paprskem, což dovoluje zhotovit individuální mikrogeometrii podle konkrétní aplikace. Technologii lze využít od průměru 0,5 mm do 3 mm, ale samozřejmě platí, že čím je větší průměr, tím je delší strojní čas (kvůli většímu objemu odebíraného materiálu).

V průběhu vylaďování finální podoby nástroje jsme za pomoci rychloběžné kamery sledovali řadu detailů, včetně toho, jak se při obrábění formuje tříska a jak odchází, a také podle toho jsme celý proces upřesňovali,“ říká k tomu Antonín Novotný. Testování bylo prováděno frézováním drážek o hloubce 0,3 mm v brzdovém kotouči z materiálu Al-MMC (kovový kompozit na bázi matrice Al a výztuže SiC). Tímto testem byla ověřena možnost vytvořit zesílené jádro (s cílem zvýšit pevnost pájeného spoje) a jeho schopnost snášet statické a dynamické zatížení, působené řeznými silami.

Detail drážky v obrobku po frézování standardním nástrojem (po první drážce) a po frézování prototypem Rotana (po čtvrté drážce). (Zdroj: Rotana)

V rámci ověřování byla efektivita prototypů testována spolu s alternativním nástrojem jednoho z předních světových výrobců. „Pro demonstraci byl zvolen nástroj s podobnými parametry a podobnými geometrickými charakteristikami,“ uvádí Pavel Zeman z Ústavu výrobních strojů a zařízení Fakulty strojní ČVUT v Praze a dodává: „Vzhledem k tomu, že jsme z pohledu celkové koncepce nástroje nenalezli k našemu prototypu žádnou blízkou alternativu, a to ani v segmentu PKD nástrojů, naší volbou pro porovnání musel být vysoce kvalitní nástroj ze slinutého karbidu.

Hloubkový sken drážky obrobené standardním nástrojem (po první drážce) a hloubkový sken drážky obrobené prototypem Rotana (po čtvrté drážce). (Zdroj: Rotana)

I v případě srovnání se špičkovým katalogovým produktem zavedené značky dokázal CVD-d nástroj osazený břitem s novou geometrií vytvořit větší množství drážek při delší životnosti. Zároveň se potvrdilo nejen výrazně nižší opotřebení nového nástroje, ale i bezchybné dodržení kvality obrobeného tvaru, a to při výrazně vyšší hospodárnosti.

Reklama

Zákazníci těží z kvality nástroje i z přístupu poskytovatele řešení

Kvalita nového nástroje je důležitou výhodou, ale zásadním bonusem je přístup společnosti Rotana. Nejenže firma disponuje veškerými technologiemi potřebnými k návrhu, vývoji, výrobě i renovaci špičkových nástrojů, ale především je schopna rychle reagovat na potřeby svých zákazníků a nabídnout jim individuální řešení, přizpůsobené konkrétním aplikacím.

Běžně se stává, že za námi klient přijde se standardním nástrojem a požadavkem na to, jak by měl nástroj fungovat, a my navrhneme změny, které mohou zásadním způsobem vylepšit jeho parametry,“ uvádí Pavel Vítek, vedoucí sekce nástrojů z ultratvrdých materiálů společnosti Rotana, a uzavírá: „Okamžitě to odzkoušíme a v případě pozitivních výsledků začneme stejným způsobem upravovat a produkovat i ostatní nástroje.

Adaptivní dráha nástroje Rotana ve frézované drážce obrobku Al-MMC. (Zdroj: Rotana)

Nová stopková mikrofréza, osazená CVD diamantem, představuje pro zákazníky společnosti Rotana významný posun. Použitím těchto nástrojů mohou firmy dosahovat nejen vysoké přesnosti, ale i výrazného zvýšení produktivity ve výrobním procesu. Ukázalo se, že kombinace použití CVD-d a precizní laserové technologie má potenciál zlepšit efektivitu v širokém spektru průmyslových aplikací.

Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Aktuální trendy ve vývoji obráběcích nástrojů

Nabídka nových řezných nástrojů odráží potřebu maximálně efektivního obrábění. Segment vývoje nástrojů je přitom ovlivňován jak rozšiřujícími se možnostmi obráběcích strojů a programování, tak novými postupy a technologiemi. Využití nových materiálových sort, inovativní postupy v úpravách mikrogeometrie nástrojů, pestrá nabídka v oblasti povlakování... To všechno představuje pro výrobce nástrojů velkou výzvu a zároveň příležitost, jak zákazníkům nabídnout to nejlepší možné řešení.

Nový typ nástroje z PKNB obrábí niklové slitiny

Dosavadní spolupráce mezi společností Rotana a pražským ČVUT přinesla řadu inovativních nástrojů. Jedním z posledních výsledků partnerství úspěšné české firmy a předního vědeckého pracoviště je soustružnický nástroj z kubického nitridu bóru s optimalizovanou geometrií břitu. Nástroj je vhodný nejen pro obrábění extrémně pevných niklových slitin využívaných v energetice nebo v automobilovém průmyslu.

Související články
High-end technologie pro výrobu ultratvrdých nástrojů

Z důvodů požadavků na snižování hmotnosti, zvyšování pevnosti a odolnosti různých strojírenských sestav se konstruktéři stále častěji přiklánějí k volbě moderních materiálů dílů, které nejsou zcela vhodné pro obrábění. Jsou jimi neželezné slitiny kovů, plasty, kompozity, ale i např. zušlechtěné oceli. Této situace využila společnost Rotana a již před pěti lety zahájila vývoj ultratvrdých řezných nástrojů. Jejich výroba obnáší zpracování speciálních tvrdých materiálů na bázi diamantu či kubického nitridu boru za použití velmi vyspělých, tzv. high-end technologií.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ultratvrdé nástroje pro speciální aplikace

Trh, nejen ten český, se dynamicky mění - do hry vstupují nové trendy a s nimi nové materiály s novými užitnými i mechanickými vlastnostmi, které bude potřeba obrábět i v budoucnu. Schopnosti dnes běžně dostupných nástrojů pro třískové obrábění již nebudou dostačující. To si uvědomuje společnost Rotana, která se specializuje zejména na výrobu rotačních nástrojů. V loňském roce proto vybudovala výzkumné a vývojové centrum, kde se intenzivně věnuje vývoji speciálních nástrojů z ultratvrdých materiálů, jako jsou PKD, CVD-D nebo PCBN. Tyto nástroje by měly primárně sloužit pro high-end technologie.

Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Jarní setkání strojařů v Plzni

Více než 30 vystavovatelů, téměř 50 řečníků, tři výstavní haly a jeden nezapomenutelný strojírenský zážitek. Akce Strojírenská inspirace 2024 se konala v Plzni od 4. do 6. června 2024 a zaměřila se na digitální výrobu, automatizaci a inovace ve strojírenství. Letos poprvé se toto setkání uskutečnilo v areálu Depo2015, který se stal centrem pro sdílení zkušeností a nápadů mezi odborníky z průmyslu a digitalizace.

Odlehčovací optimalizace 3D tištěné frézy

Vývoj v oboru obrábění se tradičně potýká s mimořádným dynamickým zatížením soustavy na straně jedné a požadavky na přesnost a produktivitu obrábění na straně druhé. Nalezení takové konstrukce nástroje, která odolá extrémním provozním podmínkám, a přitom umožní proces obrábění urychlit, může vést k zefektivnění výrobního procesu. Příkladem toho může být vývoj odlehčené frézovací hlavy. Dosavadní konstrukce obráběcích nástrojů vycházely z jednolitých plných tvarů zaručujících vysokou tuhost na úkor dynamických vlastností nástroje. Změnou vnitřní struktury je však možné najít optimum mezi těmito protichůdnými požadavky.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 2. Win Together

Podtitul veletrhu CIMT 2019 byl: 融合共赢 智造未来. Musíte uznat, že motto veletrhu je v této pro nás exotické podobě zahaleno značným tajemstvím. Dáte-li větu do automatického překladače, výsledná myšlenka zní: fúze a výhra. Jednoduchá slova, divný obsah - tento způsob nalezení významu věty opravdu není žádná výhra. Proto se o nápravu "ztráty v překladu" pokusíme v druhém vstupu z veletrhu, ve kterém se tentokrát podíváme i za technikou.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit