Alumínium – nagy teljesítményű marási megoldások egy sokoldalú alapanyaghoz
Könnyű, sokoldalú, de igényes – az alumínium a sorozatgyártásban nagy teljesítményű szerszámokat, stabil folyamatokat és az összes paraméter precíz összehangolását igényli. Legyen szó az autóiparról, az orvostechnikáról, a gép- és berendezésgyártásról vagy az elektronikai iparról, az alumíniumötvözetek egyesítik a kis tömeget a nagy szilárdsággal, a kiváló korrózióállósággal és a kitűnő újrahasznosíthatósággal. Alapvetően jó megmunkálhatósága ellenére az anyag gyakran állítja kihívások elé a felhasználókat. A tapadás (adhézió), az élrátét-képződés vagy a „madárfészek-forgács” rontja a folyamatbiztonságot, különösen maráskor. Ezért a szerszámgeometria, a minőség, a forgácsolási adatok és a hűtés pontos összehangolása kulcsfontosságú a költséghatékony megmunkáláshoz. Szerszámportfóliójával a Paul Horn GmbH számos olyan rendszert kínál, amely gazdaságos megmunkálást tesz lehetővé.
Az alumínium globális jelentőségét tükrözik a termelési adatok is: évente több mint 60 millió tonnát állítanak elő világszerte, amiben Ázsia, és különösen Kína jár az élen. Az alumínium az oxigén és a szilícium után a harmadik leggyakoribb elem a földkéregben, de kizárólag kötött állapotban fordul elő. Ipari kinyerése bauxitból történik a Bayer-eljárással, majd azt követő olvadékelektrolízissel. Mechanikai tulajdonságai specifikus ötvözőkkel (például szilíciummal, magnéziummal, rézzel vagy cinkkel) módosíthatók, ami közvetlenül befolyásolja a forgácsolási viselkedést.
Kifejezett tapadási hajlam
Az anyagspecifikus tulajdonságok különösen az alumínium marásakor mutatkoznak meg. Bár a fém alacsony keménysége és alacsony olvadáspontja kedvez a nagy vágósebességeknek, egyúttal erős tapadási hajlamhoz is vezet. Megfelelő intézkedések nélkül élrátét alakulhat ki, ami negatívan befolyásolja a munkadarab felületi minőségét és a szerszám éltartamát is. A modern alumíniummaró szerszámokat ezért éles vágóélek, polírozott homlokfelületek és speciális forgácstörő geometriák jellemzik, amelyek segítik a sima forgácselvezetést. Emellett jó súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkező bevonatokat használnak, vagy az alkalmazástól függően szándékosan bevonat nélküli éleket alkalmaznak a szerszám élességének maximalizálása érdekében.
A HORN az alumíniummegmunkáláshoz a marószerszámok átfogó választékát kínálja a tömör keményfém maróktól és cirkuláris marószerszámoktól kezdve a PCD (polikristályos gyémánt) és MCD (monokristályos gyémánt) megoldásokig. A nagy anyagleválasztási sebességű marásnál kulcsszerepet játszanak az egy- vagy kétélű, nagy forgácstérrel rendelkező szerszámok. Ezek nagy előtolást és vágósebességet tesznek lehetővé anélkül, hogy gátolnák a forgácsáramlást. Tipikus alkalmazási területük az alumínium alkatrészek zsebmarása, fúrómarása (plunging) és körvonalmarása.
Polikristályos gyémánt (PCD)
A gyémántlapkás szerszámokat elsősorban az igényesebb feladatokhoz és a hosszú éltartam eléréséhez használják. Nagy kopásállósága és alacsony tapadási hajlama miatt a PCD ideális az alumíniumötvözetek marásához, különösen a nagy sorozatú gyártásban. Az éles vágóélek kiváló felületi minőséget és stabil folyamatokat biztosítanak magas forgácsolási paraméterek mellett is. A hagyományos esztergálási műveletek mellett a PCD mára különösen jól bevált a marási alkalmazásokban is, például szerkezeti elemek síkmarásánál vagy összetett geometriák kontúrmarásánál.
Az elmúlt években a Horn következetesen bővítette PCD-portfólióját, és ma már nemcsak PCD-lapkás váltólapkákat, hanem tömör keményfém szárú, monoblokk vágófejjel rendelkező marószerszámokat is kínál, amelyeket kifejezetten nagy teljesítményű megmunkáláshoz terveztek. Ezeket a szerszámokat 2024-ben mutatták be először standard választékként, és számos alkalmazást lefednek, nemcsak az alumínium, hanem más nemvasfémek (színesfémek) megmunkálása terén is. A rendszer nagy merevséget és kiváló körfutási pontosságot tesz lehetővé, ami közvetlenül megmutatkozik a felületi minőségben és a folyamatstabilitásban.
Új potenciál a nagy teljesítményű megmunkálásban
Erre példa a PCD-élekkel ellátott DG cserélhető fejes rendszer, amely egy meglévő keményfém rendszeren alapul, és gyémántlapkás élekkel bővült. A moduláris felépítésnek köszönhetően különböző acél vagy keményfém szárak állnak rendelkezésre, így a rendszer nagy kinyúlású alkalmazásokhoz is alkalmas. További kiemelkedő megoldás egy olyan síkmaró rendszer, amely precíz körfutási és homlokütési jellemzőkkel bír. A rendszer merevsége olyan forgácsolási értékeket tesz lehetővé, amelyek még a nagy teljesítményű marógépeket is a határaikig feszegetik, új lehetőségeket nyitva a nagy teljesítményű megmunkálásban (HPC).
Azokban az alkalmazásokban, ahol tükörfényes felületre van szükség – például a szerszám- és formaöntésben –, monokristályos gyémánt (MCD) éleket alkalmaznak. Ez a vágóanyag olyan marási felületminőséget tesz lehetővé, amely szükségtelenné teszi az utólagos polírozást. Ez nemcsak időt takarít meg, hanem növeli az alkatrészek minőségének reprodukálhatóságát is. A folyamat megbízhatósága döntő előny, különösen olyan alkatrészeknél, amelyek felületét később bevonattal látják el vagy krómozzák.
Konzisztens minőség hosszú élettartam alatt
Az alumínium alkatrészek növekvő térnyerése – például az olyan új gyártási technológiák révén, mint a gigacasting az autóiparban – aláhúzza a nagy teljesítményű marási megoldások jelentőségét. Ezzel párhuzamosan az anyagfelhasználás is változik, ami új követelményeket támaszt a rugalmasság és a precizitás terén. A modern marószerszámoknak ezért nemcsak nagy leválasztási sebességet kell lehetővé tenniük, hanem egyenletes minőséget is kell biztosítaniuk a hosszú élettartam során. Összehangolt szerszámkoncepciókkal, innovatív minőségekkel és alkalmazásspecifikus geometriákkal ezek a követelmények teljesíthetők, az alumínium gazdaságos megmunkálása pedig fenntartható módon optimalizálható.
