SAC194 ST The value of upgrading 2Otec moderní politické filozofie Machiavelli řekl: „Každý, kdo touží po trvalém úspěchu, musí přizpůsobit své chování měnící se době.“ Zcela nepochybně žijeme v bezprecedentní době s pokračujícími dopady COVID-19 na průmysl. Rolf Olofsson, produktový manažer ze společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení mezi výrobci obráběcích nástrojů, v tomto článku objasňuje důvody, proč nastal čas, aby strojírenské podniky implementovaly novou generaci nástrojových řešení umožňujících překonání problémů se soustružením ocelí ISO P a zefektivnění a zproduktivnění jejich výroby.


Pro výrobce představuje opuštění zavedeného způsobu práce — ať už jde o výrobní proces, způsob komunikace nebo osvědčený stroj či nástroj — riziko. Není divu, že je tak lákavé uchýlit se ke starému rčení „neopravuj, co není rozbité“. Mohl by nový nástroj nebo digitalizovaný proces způsobit více komplikací, než aby to stálo za to?
Přesto více než kdy jindy zůstává na průmyslových výrobcích, aby se přizpůsobili měnící se době — ať už pracují se scénářem hromadné nebo sériové výroby. Výzkum německé právní firmy Pinsent Masons stanovil tři hlavní hnací síly změn.
Za prvé, její průzkum mezi 100 německými výrobci a studenty zjistil, že převratné technologie Průmyslu 4.0, jako je umělá inteligence (AI) a inteligentní automatizace, „zažehly novou průmyslovou revoluci“. Za druhé, zelený program vede výrobce k rychlějšímu přechodu na nízkouhlíkové obchodní modely. Za třetí, firma Pinsent Masons zjistila, „že makroekonomické tlaky, jako Brexit nebo nyní COVID-19, způsobují fragmentaci globálních dodavatelských řetězců“.
Jak mohou výrobci tyto tři překážky překonat, aniž by ztratili ze zřetele dva hlavní cíle: zvýšení produkce a snížení nákladů? A jak toho mohou docílit při obrábění jednoho z nejběžnějších a zároveň nejsložitějších obráběných materiálů – ISO P (ocelí)? Odpovědí jsou nástroje nové generace — i když poslední generace nástrojů stále není na ústupu.

SAC194 ST The value of upgrading 1
Společnost Sandvik Coromant přidala do své stávající nabídky dvě vysoce výkonné třídy karbidových břitových destiček, GC4415 a GC4425.

Správné náčiní

Nejprve je třeba zmínit dva základní cíle, prostřednictvím kterých mohou výrobci dosáhnout toho, aby soustružení ocelí bylo ziskové, zvýšení produkce a snížení nákladů. Výrobci by měli snižovat příslušné výrobní náklady v závislosti na své konkrétní situaci. Situace je závislá na tom, zda se zabývají hromadnou, nebo sériovou výrobou, a v epoše COVID-19, kdy výrobci čelí měnícím se scénářům vysoké a nízké poptávky a musí se tomu odpovídajícím způsobem přizpůsobit, je ještě nepředvídatelnější.
Výrobci se u svých obráběcích procesů musejí vždy snažit o maximalizaci produkce, což podle zjištění společnosti Sandvik Coromant může snížit celkové náklady na vyrobenou součást o 15 %. Má-li být náležitým způsobem zajištěn zvýšený výkon stroje, je rovněž nutné zvýšit rychlost úběru kovu a snížit počet zmetkových a nevyhovujících součástí, což umožní vyrábět více ocelových součástí za kratší dobu.
Ze všeho nejdůležitější je, jaký nástroj si výrobce vybere, zejména pak volba břitové destičky. To je důvod, proč společnost Sandvik Coromant doporučuje volit pro soustružení ocelí třídy břitových destiček schopné poskytnout nejpředvídatelnější a nejkonzistentnější funkci a výkonnost.

Stále v kondici
Společnost Sandvik Coromant přidala do své stávající nabídky dvě vysoce výkonné třídy karbidových břitových destiček, GC4415 a GC4425. Označení břitových destiček odkazuje na oblasti P15 a P25 a s nimi související požadavky, které rozmanité pracovní podmínky kladou na parametry obráběcího procesu — svou roli hrají hodnoty řezných parametrů, drsnost povrchu, hloubka řezu, předobrobený nebo neopracovaný povrch a spojitý, či přerušovaný průběh řezu.
Obě dvě nové karbidové břitové destičky značky Sandvik Coromant jsou schopné tyto parametry splnit. Zatímco třída GC4425 nabízí zvýšenou odolnost proti otěru, odolnost proti účinkům tepla a houževnatost, třída GC4415 byla navržena tak, aby byla alternativou ke třídě GC4425 v případě, že je vyžadována vyšší výkonnost a lepší odolnost proti účinkům tepla.
Obě využívají technologii povlakování Inveio druhé generace. Co činí Inveio jedinečným, lze zkoumat na mikroskopické úrovni: povrch materiálu má usměrněnou krystalografickou orientaci. Všechny krystaly jsou vyrovnány směrem proti linii ostří a společně tvoří odolnou bariéru, která zlepšuje odolnost proti opotřebení ve tvaru žlábku a opotřebení hřbetu. Také se urychluje odvádění tepla z oblasti řezu, díky čemuž je řezná hrana schopna uchovat si svůj tvar i při delších časech v řezu.
V režimu hromadné i sériové výroby jsou tak třídy GC4415 a GC4425 schopné opracovat větší počet kusů. Každá břitová destička přispívá k delší životnosti nástroje, eliminaci náhlých lomů a snížení počtu opravovaných a zmetkových kusů.
Díky své schopnosti obrábět více typů součástí na jedno nastavení mohou nové třídy břitových destiček omezit prostoje ve výrobě z důvodu častých výměn břitových destiček a času potřebného k nalezení správné břitové destičky pro jednotlivé aplikace nebo materiály — oba tyto faktory jsou považovány za největší časové ztráty v moderní výrobě.
Použití řezné kapaliny může dále zlepšit výkonnost břitové destičky, přispívat k ještě lepší funkci ve všech aspektech a hrát zásadní roli při snižování celkových výrobních nákladů. Přívod řezné kapaliny ze spodní strany reguluje množství tepla v místě řezu, což přináší zvýšení životnosti nástroje a předvídatelnost obráběcího procesu. To obsluze stroje umožňuje zvýšení řezné rychlosti nebo posuvu, čímž lze dosáhnout značného zvýšení produktivity a maximální výkonnosti.
Navíc dobrým způsobem dosažení kontroly utváření třísek je použití přesného přívodu řezné kapaliny s předem pevně nastavenými tryskami nasměrovanými přímo do místa řezu. Při správném použití tak řezná kapalina umožňuje dosažení maximální produktivity, zvyšuje bezpečnost obráběcího procesu a zlepšuje funkci a výkonnost obráběcího nástroje a kvalitu obráběné součásti. To vše jsou důležité základní kameny úspěšného obráběcího procesu.

SAC194 The value of upgrading 3
Technologie povlakování Inveio umožňuje dosažení usměrněné krystalografické orientace na mikroskopické úrovni, čímž se zvyšuje odolnost povlaku proti opotřebení.


Zkoumali jsme, jak faktory, jako je výběr nástroje nebo použití řezné kapaliny, mohou při obrábění skýtat hmatatelné výhody — co by však mohla výroba získat zavedením nové metodiky u operací používaných při soustružení ocelí?
Tuto otázku si položili specialisté společnosti Sandvik Coromant a výsledkem bylo nové pojetí nazvané PrimeTurning, které bylo navrženo jako dobrá volba pro hromadnou výrobu nebo obrábění součástí vyžadující časté seřizování a výměny nástrojů.
Zejména v případě, že soustružení je operací, která je překážkou pro plynulost výroby, výrobní společnosti na to doplácí snížením počtu součástí vyrobených za směnu. Proto výrobci musí provést novou analýzu svých soustružnických operací, která jim umožní dosáhnout na jejich moderních obráběcích strojích, které jsou v současné době nedostatečně využívány, maximálního možného výkonu.
Zde může být přínosem metoda PrimeTurning, která nabízí flexibilitu danou možností soustružení ve všech směrech. Díky tomu mohou výrobní závody dosáhnout vícenásobného zvýšení produktivity bez jakýchkoli kompromisů z hlediska provozní bezpečnosti a životnosti nástrojů. Ukázalo se, že ve srovnání s konvenčním soustružením je tato metoda mnohem efektivnější a produktivnější.

Pozitivní změna
Od svého uvedení na trh na začátku tohoto roku již třídy GC4415 a GC4425 prokázaly své přednosti.
Jedním z takových případů bylo nasazení břitové destičky GC4415 proti konkurenční břitové destičce, kterou výrobce působící v oblasti všeobecného strojírenství využíval pro obrábění ocelového obrobku z materiálu AISI/SAE CMC 02.1 s tvrdostí 220 HB.
Vzhledem k tomu, že na obrobku probíhalo axiální soustružení vnějších ploch a lehké hrubování, mohl zákazník při použití třídy GC4415 zvýšit řeznou rychlost (vc) na 300 m/min (984 ft/min) a rychlost posuvu (fn) na 0.33 mm/ot (0.013 inch/ot), naproti tomu konkurenční břitové destičky pracovaly při vc 250 m/min (820 ft/min) a fn 0.25 mm/ot (0.009 inch/ot). Před tím, než došlo k jejímu lomu, obrobila konkurenční břitová destička 200 kusů na břit, naproti tomu břitová destička GC4415 obrobila 256 ks než vykázala pouhé známky rizika možného lomu.
Přechodem na GC4415 a zvýšením hodnot řezných parametrů dokázal zákazník zvýšit produktivitu na 210 % a snížit náklady o 53 %.
Jak ukazuje tento příklad, výrobci mohou skutečně potvrdit Machiavelliho tvrzení, že „každý, kdo touží po trvalém úspěchu, musí přizpůsobit své chování měnící se době“.

TEXT/FOTO Nikki Stokes