Témata
Zdroj: Rotana

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.

Reklama

Niklové slitiny patří k materiálům, které kladou na obráběcí nástroje extrémní nároky. Řada výrobních firem preferuje keramické břitové destičky s ohledem na jejich cenovou dostupnost, avšak řezná keramika obvykle není schopna dosáhnout požadované finální kvality. Výrobci jsou proto nuceni provádět následné operace, jako je např. broušení, což zvyšuje náklady a prodlužuje výrobní proces.

Fotodokumentace třísek pro různé úpravy mikrogeometrie PKNB nástroje při podélném soustružení Inconelu 718, a to při řezných podmínkách vc = 200 m.min−1, fot = 0,08 mm, ap = 0,1 mm a při chlazení olejovou emulzí. (Zdroj: Rotana)

Na řešení daného problému se zaměřili specialisté společnosti Rotana ve spolupráci s vědci z Ústavu výrobních strojů a zařízení Fakulty strojní ČVUT v Praze v rámci programu Trio IV, zaměřeného na podporu výzkumu a vývoje. Cílem projektu bylo navrhnout a vyvinout nástroj s břitem z PKNB, který by po výchozím opracování obrobku levnější řeznou keramikou umožňoval dokončení tvaru a rozměrů dílce bez nutnosti finálního broušení na jiném stroji.

Fotodokumentace upnutí tie boltu v pracovním prostoru soustružnického centra SP430 s detaily upnutí na jednotlivých koncích. (Zdroj: Rotana)

Nový břit je určen k obrábění vysoce pevných slitin

Polykrystalický kubický nitrid bóru (PKNB) je známý pro svou extrémní tvrdost a tepelnou odolnost. V případě nově vyvinutého nástroje bylo klíčové optimalizovat geometrii břitu a určit správné složení jeho materiálu. PKNB destičky mohou obsahovat od 45 % do 90 % kubického nitridu bóru. Pro obrábění niklových slitin, jako je např. slitina Inconel 718, je tedy nutné použít nástroj s vhodným obsahem kubického nitridu bóru a s odpovídající geometrií břitu.

Reklama
Reklama
Reklama

Důležitým úkolem pro naše pracoviště byl vývoj a následná optimalizace technologie úpravy geometrie břitu. Vzorky určené pro testy obráběním jsme modifikovali za pomoci laserového mikroobrábění,“ podotýká Pavel Zeman, docent z Fakulty strojní ČVUT v Praze, a dodává: „K výrobě submilimetrových entit mikroutvařeče byla použita speciální optika ve spojení s přesným kamerovým zaměřováním. To umožnilo – kromě vysokého detailu a kvality zpracování – i precizní umístění těchto prvků přímo na čelní fazetu.

3D skeny vytvořených mikroutvařečů: A) jedna linka; B) dvě linky; C) čtverečky; D) vlnka (Zdroj: Rotana)

V rámci testů prototypu nového nástroje byl coby optimální zvolen nástroj s neutrální polohou čela a negativní fazetou. Tato konfigurace zajišťuje vynikající řezivost, vysokou kvalitu obrobeného povrchu a dlouhou životnost břitu. Společnost Rotana navíc využila vlastní technologii laserového obrábění, která umožnila následnou optimalizaci mikrogeometrie břitu, což přispělo k dalšímu zvyšování výkonnosti vyvíjeného nástroje.

Nástroj je definován materiálem a tvarem řezné hrany

Nový nástroj prošel řadou náročných testů. Experimenty byly zaměřeny na optimalizaci technologických parametrů pro laserovou úpravu mikrogeometrie břitu a na testování jeho výkonnosti při obrábění. Bylo zjištěno, že úpravy mikrogeometrie mají pozitivní vliv na životnost nástroje a kvalitu obráběného povrchu. Výrazně lepších výsledků bylo dosaženo při chlazení olejovou emulzí, což vedlo ke snížení tepelného zatížení a opotřebení nástroje.

Fotodokumentace měření drsnosti obrobeného povrchu na tie boltu. (Zdroj: Rotana)

Testování také ukázalo, že nově vyvinutý PKNB nástroj je schopen udržet konstantní drsnost povrchu po celou dobu obrábění, což je důležité pro přesné aplikace, jako je například výroba dílů plynových turbín. Konkrétně byl nový nástroj testován při obrábění dílu zvaného tie bolt, který slouží ke spojení lopatkových disků v plynové turbíně.

Reklama

Výsledkem projektu je nový typ nerotačního nástroje

Kromě technických aspektů projektu byla pečlivě zvážena i ekonomická stránka vývoje. PKNB destičky jsou sice dražší než keramické nástroje, avšak díky jejich schopnosti provádět obrábění i dokončovací operace v jednom kroku se výrazně snižují náklady na následné opracování a broušení. Společnost Rotana svým zákazníkům nabízí i navazující služby, které umožňují opětovné využití nástrojů a další snížení nákladů.

Porovnání nárůstu drsnosti obrobeného povrchu Ra v závislosti na čase obrábění testovaných nástrojů při podélném soustružení Inconelu 718, a to při řezných podmínkách vc=200 m.min–1, fot=0,08 mm, ap=0,1 mm a při chlazení olejovou emulzí. (Zdroj: Rotana)

Spolupráce mezi společností Rotana a ČVUT v Praze tak nejen přinesla inovativní technologii, ale také ukázala, jak důležitá je kombinace vědeckého výzkumu a praktických zkušeností pro dosažení špičkových výsledků. Vývoj nového obráběcího nástroje s břitem z PKNB otevírá zajímavé možnosti v oblasti obrábění extrémně pevných slitin, a to jak v oblasti energetiky, tak i v automobilovém či leteckém průmyslu.

Rotana svým zákazníkům použité destičky renovuje

Nový nástroj osazený břitem z PKNB výrazně zvyšuje efektivitu výroby a snižuje potřebu vícenásobného upínání a přepracovávání dílů. Výsledky projektu však zároveň potvrzují, že společnost Rotana patří mezi přední výrobce obráběcích nástrojů a poskytovatele nástrojových řešení a že její inovativní přístup může zákazníkům firmy přinášet výrazné benefity.

Výsledky měření kruhovitosti a válcovitosti obrobeného tie boltu. (Zdroj: Rotana)

Výhody pro klienty totiž netkví pouze ve schopnosti velkomeziříčské společnosti přicházet s novými řešeními. Neméně významným faktem je, že Rotana dokáže nástroje zájemcům upravovat podle jejich potřeb a následně je i renovovat. To v tomto případě znamená precizně nabrousit destičky z PKNB používané v jejich vlastních zařízeních tak, že jim Rotana řeznou hranu připraví na míru daných aplikací, aniž by na nich zákazníci museli cokoli měnit.

Související články
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.

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.

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.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

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