Новости при инструментите за струговане и фрезоване

Инструменти, материалиСп. Инженеринг ревю - брой 1/2021 • 05.03.2021

Новости при инструментите за струговане и фрезоване

Технологичното развитие при металорежещите инструменти през последните години неизменно следва най-актуалните иновации в металообработката и материалознанието. Водещите тенденции при съвременната стругова и фрезова инструментална екипировка са свързани с редица новости при геометриите, покритията, мониторинга на състоянието, контрола на вибрациите, възможностите за обработка, както и иновациите при охлаждането, стружкоотвеждането и т. н.

 

Пазарни тенденции

Модерната дигитална индустрия генерира търсене на стругови и фрезови инструменти с интегрирани интелигентни технологии, които да надградят традиционната им функционалност до ниво, съответстващо на високите изисквания на Industry 4.0. Сред новите технологични парадигми, които дефинират посоките на развитие при производството и експлоатацията на металорежещи инструменти, са IIoT, изкуственият интелект, виртуалните симулации и моделиране, дигиталните двойници и др.

Тези изводи са част от мащабен актуален доклад на Dedalus Consulting, публикуван в началото на февруари тази година. Изследването, посветено на глобалния пазар на металорежещи инструменти, предлага прогнози за развитието му за периода до 2026 г. и изучава ефекта върху сегмента на различни технологични разработки и подобрения в дизайна, производителността и сервизния живот, паралелната еволюция на струговите и фрезови инструменти наред с тази на съответните металообработващи машини, както и тенденции като тясната специализация на инструменталната екипировка, мултифункционалните инструменти и др.

 

Материали, геометрии и покрития

Според данните от проучването в практиката остават сравнително еднакво използвани монолитните инструменти и тези със сменяеми вложки. Производителите залагат на пълния арсенал от възможности при материалите за изработка – твърдосплавните/циментирани (волфрамови) карбиди, бързорезна стомана (HSS), керамика и металокерамични варианти, cBN/PcBN и диамант. Сред фрезовите инструменти водещи сегменти на пазара са: челните/цилиндрични фрези, каналните, опашковите, резбонарезните, контурните и профилни фрезови инструменти, фрезите за винтови канали и микрообработка, както и специализираните модели.

При струговата екипировка най-търсени са: твърдосплавните пластини за стандартно струговане по ISO, отрезните ножове, ножовете за изработване на канали, резбонарезните ножове, моделите за профилиране и микрообработкa и др.

Друго актуално проучване, проведено от агенция Transparency Market Research, сочи, че адитивното производство на метални изделия е сред фундаменталните технологични тенденции в производството на металорежещи инструменти и благодарение на бързото развитие в областта е възможна все по-голяма свобода при геометриите на струговата и фрезова инструментална екипировка, непостижима посредством конвенционална механична обработка. В допълнение, триизмерното принтиране позволява по-рентабилно производство с минимални материални загуби, както и изработка на малки или единични серии от специализирани инструменти. Все по-търсени са инструментите за бързо рязане с по-големи темпове на подаване и по-голяма дълбочина на обработка, както и вариантите с повече режещи ръбове – 6, 12, 16.

Фрезовите инструменти държат водещ дял от пазара на металообработващи инструменти през последните години и прогнозите са тази тенденция да се запази и в периода до 2026 г. Експертите посочват, че монолитните твърдосплавни инструменти дълго време са държали първенството при фрезоването, но все повече цехове инвестират в стоманени модули, към които могат да се прикрепват различни фрезови глави. Тази концепция позволява вариране с по-малки диаметри и размери на инструментите с цел по-прецизна обработка.

Що се отнася до покритията, тук технологиите остават сравнително непроменени на макроравнище, като водещи продължават да са CVD и PVD покритията, керамичните системи, TiN, TiCN, TiC, TiCN, TiAlN, TiAL, комбинации от черни метали и злато и т. н. На микрониво обаче пазарът изобилства от разработки, включително наноматериали, комбинации от диамантени и въглеродни системи (Diamond-like-carbon, DLC) и др. Налице са и подобрения в техниките за депозиране на покритията, позволяващи по-прецизно покритие и разпределение, по-тънки и издръжливи слоеве, както и многослойно нанасяне, придаващо различни свойства.

Новостите в областта обещават удължаване на експлоатационния живот на струговите и фрезовите инструменти с до 25% в сравнение с популярните доскоро технологии.

 

Подобрени експлоатационни възможности

С цел осигуряване на безпроблемна работа на струговите и фрезовите инструменти в дългосрочен план все по-търсени стават платформите за мониторинг на състоянието на инструмента в реално време, които следят износването, нагряването, ефективността на рязане, охлаждането, вибрациите и друг ключови фактори на обработката в реално време. Най-иновативните системи в сегмента включват алгоритми с изкуствен интелект и инструменти за превантивна диагностика, които могат прецизно да прогнозират поведението на даден инструмент при съответните работни сценарии, както и кога е налице риск от счупване или друга повреда.

При техниките за захващане са с предимство технологиите за по-голяма стабилност, модулните решения, технологиите за бърза и автоматизирана смяна на инструмента. Поддържат се водещи техники като високоскоростно, сухо рязане и конвенционална обработка със смазочен флуид. Асортиментът от подходящи за обработка материали включва: чугун, въглеродни и неръждаеми стомани, високотемпературни и суперсплави, закалени материали, цветни метали, композити и т. н.

Сред ключовите технологични оптимизации при металорежещите инструменти са системите с охлаждане през тялото на самия инструмент, осъществими благодарение на възможностите за пробиване на по-дълбоки отвори с по-малки диаметри. Охлаждането през инструмента намалява натоварването върху шпиндела и позволява по-надеждно и устойчиво рязане, по-дълъг живот на инструмента, икономии на време и разходи за поддръжка. Други предимства са прецизното позициониране на охлаждащия флуид в точката на рязане и възможностите за улесняване на стружкоотвеждането.

 

 

Top