چگونه درج های کاربید جدید می توانند تراشکاری فولاد را پایدار کنند؟

بر اساس 17 هدف توسعه پایدار جهانی که توسط سازمان ملل متحد (UN) تعیین شده است، تولیدکنندگان نه تنها باید مصرف انرژی را بهینه کنند، بلکه تأثیر آن را بر محیط زیست نیز به حداقل برسانند.در حالی که مسئولیت اجتماعی شرکت برای شرکت مهم است، Sandvik Coromant تخمین می‌زند که تولیدکنندگان بین 10 تا 30 درصد مواد را در طول پردازش هدر می‌دهند، با راندمان پردازش معمولی کمتر از 50 درصد، شامل مراحل طراحی، برنامه‌ریزی و برش.
بنابراین سازندگان چه کاری می توانند انجام دهند؟اهداف سازمان ملل دو مسیر اصلی را با در نظر گرفتن عواملی مانند رشد جمعیت، منابع محدود و اقتصاد خطی توصیه می کند.ابتدا از فناوری برای حل این مشکلات استفاده کنید.مفاهیم صنعت 4.0 مانند سیستم های فیزیکی سایبری، داده های بزرگ یا اینترنت اشیاء (IoT) اغلب به عنوان راه پیش روی سازندگانی که به دنبال کاهش ضایعات هستند ذکر می شود.با این حال، این واقعیت را در نظر نمی گیرد که اکثر سازندگان هنوز ماشین ابزار مدرن با قابلیت های دیجیتال را در عملیات تراشکاری فولاد خود پیاده سازی نکرده اند.
اکثر سازندگان تشخیص می دهند که انتخاب درجه درج چقدر برای کارایی و بهره وری تراشکاری فولاد اهمیت دارد و چگونه بر بهره وری کلی و عمر ابزار تأثیر می گذارد.با این حال، بسیاری از افراد با در نظر نگرفتن مفهوم کامل ابزار، این ترفند را از دست می دهند.همه چیز از تیغه ها و دستگیره های پیشرفته گرفته تا راه حل های دیجیتال با استفاده آسان.هر یک از این عوامل می تواند با کاهش مصرف انرژی و به حداقل رساندن ضایعات به سبز شدن فولاد کمک کند.
سازندگان در هنگام تراشکاری فولاد با چالش های زیادی روبرو هستند.اینها شامل دریافت تراشه های بیشتر در هر لبه از یک تیغه، افزایش نرخ حذف فلز، کاهش زمان چرخه، بهینه سازی سطح موجودی و، البته، به حداقل رساندن ضایعات مواد است.اما اگر راهی برای حل همه این مشکلات وجود داشت، اما به طور کلی به سمت پایداری بیشتر حرکت کنیم، چه؟یکی از راه های کاهش مصرف برق کاهش سرعت برش است.تولیدکنندگان می توانند با افزایش متناسب نرخ خوراک و عمق برش، بهره وری را حفظ کنند.این کار علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، عمر ابزار را افزایش می دهد.Sandvik Coromant در تراشکاری فولاد دریافته است که افزایش 25 درصدی در میانگین عمر ابزار، همراه با بهره وری قابل اطمینان و قابل پیش بینی، تلفات مواد را روی قطعه کار و درج به حداقل می رساند.
انتخاب درست مواد تیغه می تواند تا حدودی به این هدف برسد.به همین دلیل Sandvik Coromant دو گرید جدید کاربید تراشکاری GC4415 و GC4425 را به مجموعه خود اضافه کرده است.GC4425 مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر حرارت و چقرمگی را بهبود می بخشد، در حالی که درجه GC4415 برای تکمیل GC4425 طراحی شده است که عملکرد بهبود یافته و مقاومت در برابر دمای بالاتر مورد نیاز است.توجه به این نکته مهم است که هر دو گرید را می توان با مواد قوی مانند Inconel و ISO-P از فولاد ضد زنگ بدون آلیاژ استفاده کرد که به ویژه برای ماشین آلات سخت و بادوام هستند.درجه مناسب می تواند به ماشین سازی قطعات بیشتر در حجم بالا و/یا تولید سری کمک کند.
درجه GC4425 یک خط لبه دست نخورده را برای ایمنی فرآیند بالا حفظ می کند.از آنجایی که درج ها می توانند تعداد بیشتری قطعه کار را در هر لبه برش ماشین کاری کنند، کاربید کمتری برای ماشینکاری همان تعداد قطعه استفاده می شود.علاوه بر این، درج‌هایی با عملکرد ثابت و قابل پیش‌بینی از آسیب به قطعه کار جلوگیری می‌کنند و در عین حال ضایعات مواد قطعه کار را به حداقل می‌رسانند.هر دوی این مزایا میزان ضایعات تولید شده را کاهش می دهد.
علاوه بر این، برای GC4425 و GC4415، زیرلایه و پوشش درج به طور ویژه طراحی شده اند تا بهتر در برابر دمای بالا مقاومت کنند.این باعث کاهش اثراتی می شود که باعث سایش بیش از حد می شود، بنابراین این ماده لبه خود را در دماهای بالاتر به خوبی حفظ می کند.
با این حال، سازندگان باید استفاده از مایع خنک کننده روی تیغه ها را نیز در نظر بگیرند.اگر ابزاری هم با خنک کننده فرعی و هم با خنک کننده فرعی استفاده می شود، ممکن است در برخی از عملیات غیرفعال کردن خنک کننده فرعی مفید باشد.وظیفه اصلی یک سیال برش حذف براده ها، خنک کردن و روانکاری بین ابزار و مواد قطعه کار است.هنگامی که به درستی اعمال شود، بهره وری را به حداکثر می رساند، ایمنی فرآیند را افزایش می دهد و عملکرد ابزار و کیفیت قطعه را افزایش می دهد.استفاده از نگهدارنده با خنک کننده داخلی نیز باعث افزایش طول عمر کاتر می شود.
هر دو GC4425 و GC4415 دارای یک لایه Inveio® نسل دوم هستند، یک پوشش آلومینا با بافت CVD (Al2O3) که به طور خاص برای ماشین کاری طراحی شده است.تحقیقات Inveio در سطح میکروسکوپی نشان داد که سطح ماده با یک جهت کریستالی یک طرفه مشخص می شود.علاوه بر این، جهت گیری کریستالی نسل دوم پوشش Inveio به طور قابل توجهی بهبود یافته است.مهمتر از قبل، هر کریستال در پوشش آلومینا در یک جهت تراز شده است و مانعی محکم برای ناحیه برش ایجاد می کند.
Inveio مقاومت در برابر سایش و عمر طولانی درج را ارائه می دهد.البته ابزارهای قوی تر برای کاهش هزینه قطعه خوب هستند.علاوه بر این، ماتریس کاربید سیمانی این ماده حاوی درصد بالایی از کاربید بازیافتی است که آن را به یکی از سازگارترین گریدها با محیط زیست تبدیل می کند.برای آزمایش این ادعاها، مشتریان Sandvik Coromant تست های پیش فروش را روی GC4425 انجام دادند.یکی از شرکت های مهندسی جنرال از هر دو تیغه رقیب و تیغه GC4425 در غلتک های پینچ خود استفاده کرد.درجه ISO-P ماشینکاری محوری خارجی و نیمه تکمیل را با سرعت برش (vc) 200 متر در دقیقه، نرخ تغذیه 0.4 میلی متر در دور (fn) و عمق (ap) 4 میلی متر ارائه می دهد.
سازندگان معمولا عمر ابزار را با تعداد قطعات ماشین کاری شده (قطعه) اندازه گیری می کنند.گریدهای رقیب می توانند 12 قسمت را قبل از سایش تغییر شکل پلاستیک برش دهند، در حالی که درج های Sandvik Coromant می توانند 18 قسمت را برش دهند و عمر ابزار را 50٪ افزایش دهند و سایش ثابت و قابل پیش بینی را ارائه دهند.این مطالعه موردی مزایایی را نشان می‌دهد که می‌توان با ترکیب عناصر ماشین‌کاری مناسب به دست آورد و اینکه چگونه توصیه‌هایی در مورد ابزارهای ترجیحی و برش داده‌ها از یک شریک قابل اعتماد مانند Sandvik Coromant می‌تواند به اطمینان از ایمنی فرآیند و کاهش زمان از دست رفته فرآیند جستجو کمک کند.ابزار مناسبابزارهای آنلاین مانند CoroPlus® Tool Guide نیز برای کمک به تولیدکنندگان در ارزیابی درج‌های تراشکاری و درجات متناسب با نیازهایشان، محبوب هستند.
برای کمک به نظارت بر فرآیند، Sandvik Coromant همچنین نرم‌افزار کنترل فرآیند CoroPlus® را توسعه داده است که ماشین‌کاری را در زمان واقعی نظارت می‌کند و در صورت بروز مشکلات خاص، مانند خاموش شدن دستگاه یا جایگزینی ابزارهای فرسوده، بر اساس پروتکل‌های برنامه‌ریزی شده عمل می‌کند.این ما را به دومین توصیه سازمان ملل برای ابزارهای پایدارتر می رساند: حرکت به سمت یک اقتصاد دایره ای، برخورد با زباله به عنوان ماده خام و سرمایه گذاری مجدد آن در چرخه های بی طرف از منابع.به طور فزاینده ای آشکار می شود که اقتصاد دایره ای سازگار با محیط زیست و برای تولید کنندگان سودآور است.
این شامل بازیافت ابزارهای کاربید جامد نیز می‌شود – به هر حال، همه ما زمانی سود می‌بریم که ابزارهای فرسوده به محل‌های دفن زباله و دفن زباله ختم نشوند.هر دو GC4415 و GC4425 حاوی مقادیر قابل توجهی از کاربیدهای بازیافتی هستند.تولید ابزارهای جدید از کاربید بازیافتی 70 درصد انرژی کمتری نسبت به تولید ابزارهای جدید از مواد بکر نیاز دارد که همچنین منجر به کاهش 40 درصدی انتشار CO2 می شود.علاوه بر این، برنامه بازیافت کاربید Sandvik Coromant برای همه مشتریان ما در سراسر جهان در دسترس است.این شرکت تیغه های فرسوده و چاقوهای گرد را بدون در نظر گرفتن منشاء آنها از مشتریان پس می خرد.این در واقع با توجه به کمیاب و محدود بودن مواد خام در دراز مدت ضروری است.به عنوان مثال، ذخایر تخمینی تنگستن حدود 7 میلیون تن است که حدود 100 سال برای ما دوام خواهد داشت.برنامه بازپس گیری Sandvik Coromant 80% از طریق برنامه خرید کاربید قابل بازیافت است.
با وجود عدم اطمینان بازار فعلی، تولیدکنندگان نمی توانند سایر تعهدات خود از جمله مسئولیت اجتماعی شرکت را فراموش کنند.خوشبختانه، با اجرای روش‌های جدید ماشین‌کاری و درج‌های کاربید مناسب، تولیدکنندگان می‌توانند پایداری را بدون به خطر انداختن ایمنی فرآیند افزایش دهند و به چالش‌هایی که COVID-19 به بازار آورده است، پاسخ مؤثرتری دهند.
رولف مدیر محصول در Sandvik Coromant است.تجربه در توسعه و مدیریت محصولات در زمینه مواد ابزار برش.او پروژه‌هایی را برای توسعه آلیاژهای جدید برای انواع مختلفی از مشتریان مانند مهندسی هوافضا، خودرو و عمومی رهبری می‌کند.
داستان Made in India پیامدهای گسترده ای داشت.اما سازنده «ساخت هند» کیست؟تاریخچه آنها چیست؟"Mashinostroitel" یک مجله تخصصی است که برای بیان داستان های باورنکردنی ایجاد شده است… ادامه مطلب