Témata
Reklama

Redukce časů při obrábění lopatek turbín

Snad nejzákladnějším předpokladem v oblasti obrábění je, že opracování vysokopevnostních materiálů vyžaduje nástroje pro vyšší řezné síly. Patentované slitiny na bázi niklu používané například v plynových a parních turbínách patří mezi nejpevnější materiály na světě, které byly vyvinuty pro to, aby umožnily provoz elektráren při mnohem vyšších teplotách. To přináší nejen zvýšení potřebného výkonu, ale i zvýšení účinnosti a redukci nebo eliminaci škodlivých emisí. Superslitiny jako Inconel®, Waspaloy®, Rene® a další vstupují do hry při výrobě lopatek turbín a dalších dílů, které vyžadují vysokou pevnost, vynikající odolnost proti tečení při vysokých teplotách, fázovou stabilitu a odolnost vůči oxidaci a korozi.

Reklama
Reklama
Reklama
Nová šestibřitá monolitní keramická fréza Beyond KYS40. Monolitní keramické frézy Beyond EADE™ nastavují nové hodnoty rychlostí a životností nástrojů ve srovnávacích testech obrábění žárupevných slitin na bázi niklu.

Avšak obrábění takových materiálů může být pomalou, pracnou a nákladově výraznou zkušeností. Celokarbidové nástroje obvykle mohou v těchto materiálech dosáhnout rychlostí mezi 65 a 200 SFM (20 až 60 m/min) při omezené životnosti nástrojů. Nové monolitní keramické stopkové frézy Beyond KYS40TM od Kennametalu však představují žádané zásadní zlepšení při obrábění vysokopevnostních slitin na bázi niklu, jelikož hrubování zrychlí až na 3 300 SFM (1 000 m/min) při životnosti nástrojů dvakrát až třikrát delší, než mají srovnatelné monolitní karbidové nástroje.

Průmyslová premiéra

Řezné nástroje zhotovené z keramiky, převážně z oxidu hlinitého (Al2O3) existovaly již počátkem 20. století. Patenty na keramické řezné nástroje byly vydány v Německu v roce 1913 a komerčně tyto nástroje byly dostupné v USA v roce 1950. Dnes jsou zastupovány keramickými výměnnými břitovými destičkami, které mohou být využívány při vyšších řezných rychlostech ve vybraných aplikacích, ale monolitní keramické frézy byly k vidění zřídka, jelikož takové nástroje byly křehčí než karbidové a nepracovaly dobře. Přitom mnoho výrobců turbín si zavedlo vlastní výrobu monolitních karbidových fréz z důvodu vysoké spotřeby těchto nástrojů.

Nový materiál SiAlON KYS40 od Kennametalu a celková konstrukce monolitní keramické frézy nyní nabízí nejefektivnější cestu pro hrubování tepelně odolných slitin na bázi niklu. „Řezné rychlosti v superslitinách na bázi niklu mohou být až 20x vyšší ve srovnání s celokarbidovými frézami, a to díky výjimečné odolnosti keramiky vůči žáru a silnějším řezným hranám (negativní úhel čela), přičemž životnost nástroje může být pětkrát i vícekrát delší,“ říká Thilo Mueller, globální produktový manager Kennametalu.

Dostupné jsou dva druhy monolitních keramických fréz KYS40, a sice šestibřitá verze pro čelní frézování a kopírování a čtyřbřitá verze s krčkem pro frézování drážek a kapsování. Obě produktové řady rovněž dobře umožňují rampování, spirální interpolaci a trochoidální obrábění.

Mechanismus opotřebení a indikace opotřebení u monolitní keramické frézy jsou zcela odlišné od karbidové a dovolují práci keramické frézy daleko za bodem, kdy by bylo třeba karbidový nástroj vyměnit. To je také důvodem, proč je nová fréza řady KYS40 na reklamním letáku představena jako nástroj dovolující obrábění za hranicemi regulérního opotřebení.

Obrábění turbínových lopatek

Ať už jsou poháněny fosilními palivy, vodou nebo jádrem, téměř všechna elektrická energie na zemi je generována turbínami nějakého typu. Výroba, řízení a údržba těchto rozhodujících komponent jsou zásadní pro udržení nepřetržitých dodávek energie.

To vyvíjí velký tlak na výrobce, aby neustále inovovali své obráběcí strategie. To je ovlivňováno mnoha faktory: jsou požadovány velké počty podobných lopatek, nebo malé objemy různých konstrukcí lopatek? Jsou využívány početné sestavy obráběcích center nebo jednotlivé víceosé víceprofesní stroje? Jaký je používán CAD/CAM systém a jaká je kvalifikace operátorů?

A, samozřejmě, jaký je nejlepší výběr nástrojů pro dané operace obrábění? Poslední výsledky testů zahrnující nové monolitní keramické frézy přinášejí hlubší pohled.

Především nová řada keramiky Beyond KYS40 v obou verzích – čtyřbřité i šestibřité – přináší zvětšený průřez jádra, který zlepšuje tuhost nástroje a snižuje odchylku ve vysokých řezných rychlostech. Optimalizovaná geometrie a 40stupňový úhel šroubovice zlepšují řezný proces a odvod třísek.

Při hrubování tvaru malé turbínové lopatky vyrobené z Inconelu 718 obráběním za sucha bylo s čtyřbřitou EADE stopkovou frézou dosaženo rychlosti 645 m/min (2 116 SFM) a posuvu 0,03 mm/zub (0,0012 IPT). Hloubka řezu (ap) byla 0,5 mm (0,0197 palce) a šířka řezu (ae) byla 11,4 mm (0,866 palců). Ve srovnání s konvenčním řešením bylo při hrubování čtyřbřitou EADE frézou dosaženo trojnásobné dráhy za kratší dobu. Tato aplikace tedy přinesla třikrát více vyfrézovaných dílů.

Šestibřitá EADE monolitní keramická fréza byla testována při kopírovacím frézování pevných lopatek, které jsou součástí rotoru, vyráběných z Inconnelu 718, s použitím stlačeného vzduchu pro odstraňování třísek. Na rozdíl od konvenčního karbidového nástroje zde hrubování, které se přibližuje konečnému tvaru, vytváří třísky, jež mají blíže k prachu než k tradičním zkrouceným třískám, a vyžaduje pouze stlačený vzduch pro vyfoukání třísek z místa řezu. Testovací podmínky byly: řezná rychlost 679 m/min (2 228 SFM), posuv 0,03 mm/zub (0,0012 IPT) a měnící se hloubka řezu až do 0,5 mm (0,0197 palce).

Výsledkem byly dva segmenty rotoru obrobené jedním nástrojem za 12 minut strojního času, což účastníci testu označili za bezprecendentní.

Lopatky turbíny ze superslitin na bázi niklu představují komplexní obráběcí úlohy. Nové monolitní keramické frézy od Kennametalu jsou zahrnuty v nových srovnávacích testech rychlosti obrábění (dole) a životnosti nástrojů.

Nové EADE monolitní keramické frézy jsou také uvedeny v nové a snadno použitelné aplikaci pro iPad „Kennametal Innovations“, kterou lze zdarma stáhnout z iTunes App Store. Jednoduchá navigace v této aplikaci usnadňuje vyhledávání prostřednictvím klíčových slov pro nalezení specifických nástrojových řešení a produktových skupin. K hlavním rysům patří:

-navigační mapa, která nabízí roletová menu s přidanými informacemi zahrnujícími roztažitelné a přizpůsobitelné tabulky a grafy;
-uživatelsky řízená navigace s volitelnými údaji, která poskytuje rychlá a relevantní porovnání doporučených a konkurenčních produktů;
-demonstrační a aplikační videa poskytující hodnotnou reálnou zkušenost s nástrojovými technologiemi v aktuální aplikaci.

Kennametal nabízí nové monolitní keramické frézy KYS40 v rozsahu od 3/16 do 1/2 palce (4–12 mm). Práce s nástrojem nevyžaduje použití speciálního upínání, plně dostačuje použití běžného vysokovýkonného upínače nebo hydraulického upínače, pouze upínač musí být schopen pracovat ve vysokých otáčkách nutných pro obrábění superslitin. Pro zajištění nejvyšší životnosti nástroje je doporučeno následné vyvážení.

Zdroj: MEPAX

Reklama
Firmy
Související články
32. uživatelská konference Pantek 2026

Ve dnech 22. a 23. října 2026 se v EA Congress Hotelu Aldis v Hradci Králové uskutečnila již 32. uživatelská konference společnosti Pantek. Toto tradiční setkání přivítalo více než 130 vývojářů, systémových integrátorů a uživatelů průmyslových softwarů Aveva, pro které je společnost Pantek výhradním distributorem na českém a slovenském trhu. Dvoudenní program nabídl ucelený přehled o nejnovějších trendech v oblasti řízení a monitoringu průmyslových technologických procesů, představil novou verzi portfolia Aveva Operations Control 2026 a zaměřil se na efektivní využití provozních dat za pomoci průmyslové umělé inteligence.

Související články
Český výrobce armatur míří do Dukovan, SMR i do programu jaderných ponorek

Technologie armatur pracující s průtokem médií – to je obor, který se neobejde bez špičkového výzkumu a plnění náročných technických i legislativních požadavků. Česká společnost MSA, jež sází na dlouhodobé zkušenosti v tomto směru, hodlá tyto požadavky splňovat – a s potřebnou certifikací zamířit do těch nejnáročnějších oborů.  

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výroba obráběcích strojů v Evropě klesla

Evropský sektor výrobních technologií má za sebou náročný rok 2025 poznamenaný slabou poptávkou a sílící globální konkurencí. Podle aktuálních údajů, které projednal Hospodářský výbor Evropské asociace výrobních technologií Cecimo na svém zasedání v Basileji, čelí evropský průmysl postupnému oslabování své globální pozice. Výhled pro rok 2026 sice naznačuje mírnou stabilizaci, avšak cesta k plnému zotavení zůstává kvůli přetrvávajícím strukturálním tlakům velmi křehká.

Globální trh s průmyslovými odvlhčovači roste

Kontrola vlhkosti se vyvinula z prosté údržby zařízení v kritický provozní parametr. Nadměrná vlhkost totiž přímo ohrožuje kvalitu produktů, podporuje mikrobiální růst a způsobuje korozi strojů, což může vést k nákladným odstávkám výroby. V souvislosti s digitalizací a automatizací průmyslu se odvlhčovače stále častěji integrují přímo do systémů pro správu budov a skladů, čímž se trh mění z prostého prodeje vybavení na poskytování komplexních řešení kontroly životního prostředí.

Mikrovýpadky elektřiny – skrytá hrozba pro citlivé procesy

Zatímco v domácím prostředí jsou krátké výpadky dodávky elektřiny – tzv. mikrovýpadky o délce milisekund až několika sekund – často bezvýznamné, v průmyslu mohou vést k výrazným komplikacím a finančním ztrátám v řádu statisíců až milionů korun ročně. Prevencí těchto škod mohou být například pohotová bateriová úložiště, které umožní okamžitě přepnout na záložní napájení

Kapacita bateriových úložišť v Evropě vzrůstá

Kapacita evropských bateriových úložišť by se měla do roku 2030 zvýšit přibližně pětinásobně na více než 50 gigawattů (GW), což představuje investice kolem 80 miliard eur. Pokles nákladů na bateriové technologie přispívá větší dostupnosti, což se odráží i v příbuzných segmentech bateriového pohonu a rozvoji akuproduktů. Vyplývá to z aktuální studie společnosti Aurora Energy Research.

Akcelerační zóny obnovitelných zdrojů energie

Povolení výstavby větrných farem, solárních parků včetně souvisejících akumulačních stanic bude snazší a rychlejší. Vláda na konci dubna schválila usnesení, které Ministerstvo průmyslu a obchodu předložilo spolu s Ministerstvem životního prostředí a Ministerstvem pro místní rozvoj. Umožní vznik oblastí vhodných pro jednodušší povolování výstavby obnovitelných zdrojů energie. Nyní resorty určí, které konkrétní oblasti budou pro tato opatření nejvhodnější.

Dukovany se připravují na šedesátiletý provoz

V průběhu roku 2024 energetici postupně zvýší výkon všech čtyř výrobních bloků Jaderné elektrárny Dukovany o 2,3 %. Na konci procesu by výroba měla vzrůst o více než 300 000 MWh. Společnost ČEZ bude i letos do Dukovan masivně investovat, na další zvyšování bezpečnosti a modernizaci vynaloží cca 3,3 mld. Kč. Cílem je zajištění nejméně šedesátiletého provozu všech výrobních bloků.

Výstava Volty v Ostravě již podruhé

Výstavy a veletrhy se v Ostravě pořádají (v jiné podobě než dnes, samozřejmě) již od roku 1362, kdy král Karel IV. vydal ostravským měšťanům povolení pořádat dobytčí trhy. První pavilon pro skutečné výstavy a veletrhy se zde otevřel v roce 1958. Druhý ročník Elektrotechnické výstavy Volty.cz, kterou Ostrava zažila letos začátkem října, se hlásí k tradici technických výstav v Ostravě.

Korea-V4 Nuclear Universities Chancellors Forum

Začátkem července uspořádala KEPCO International Nuclear Graduate School (dále KINGS) v Soulu historicky první ročník Korea-V4 Nuclear Universities Chancellors Forum. Na fórum pořádané společností KINGS byli pozváni rektoři devíti jaderných univerzit ze všech zemí Visegrádské čtyřky, kteří společně diskutovali o navázání hlubší spolupráce v oblasti dlouhodobého školení personálu jaderných elektráren a podpoře vývozu korejských jaderných technologií.

Nový kontejner pro přepravu jaderného paliva

Specialisté ve společnosti ÚJV Řež úspěšně otestovali nový univerzální kontejner pro přepravu vyhořelého jaderného paliva z výzkumných reaktorů typu MTR a TRIGA. Úspěšné testy umožní zahájit nový mezinárodní program odvozů v rámci iniciativy pro snižování jaderných hrozeb (Global Threat Reduction Initiative). V rámci tohoto programu se bude vyhořelé jaderné palivo z výzkumných reaktorů MTR a TRIGA přepravovat do USA.

Když distribuční společnost odmítne připojit FVE

Rychlý nárůst střešních fotovoltaik v loňském roce odhalil nepřipravenost distribuční soustavy v některých regionech. Nejpostiženější je aktuálně jižní Morava, kde síť závažně utrpěla kvůli tornádu z roku 2021. Pro zájemce o fotovoltaiku to znamená komplikace a menší úspory a tak spěchají s pořízením fotovoltaiky, aby se vyhnuli situaci, kdy sousedi distribuční síť vytěží, a na ně už nezbude místo. Síť bude potřeba radikálně posílit, a to zejména v souvislosti s chystanou komunitní energetikou. Co dělat, když vás odmítnou připojit, a jak je to s technickými přetoky do sítě?

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 30 let zkušeností s odbornou novinařinou
Předplatit