HPC kullanıcılarına sunulan büyük performans kazanımları

Havacılık sektörü parçalarının işlenmesinde kesme sıvısının rolü gelişim göstermektedir. Makine atölyeleri uzun yıllardır, çalışma alanına borularla yönlendirilmiş taşkın kesme sıvısı uygulamalarını kullanmaktadır. Ancak artık, yüksek basınçlı kesme sıvısını asıl işleme bölgesine hassas şekilde uygulayarak yeni avantajlar elde edilebilir. Bu teknolojiye geniş erişim imkanının, hem daha yüksek kesme sıvısı temin kapasitesine sahip birçok CNC tezgahla hem de yeni takımlama konseptleriyle mümkün hale getiriliyor olması iyi haberdir.

Fark yaratmak

Kesme sıvılarının etkili olmaları ve modern işlemede fark yaratabilmeleri için, yeterli hacimde ve doğru yönlendirilen jetler halinde dağıtılmaları gerekir. Sadece kesme sıvısı akışına sahip olmak ya da sadece çalışma alanını taşkın sıvıyla kaplamak artık yeterli değildir.

Diğer yandan yüksek basınçlı kesme sıvısının (HPC) nitelikli bir şekilde uygulanması; talaş oluşumu, ısı dağılımı, kesici kenarda iş parçası malzemelerinin sıvanması, yüzey bütünlüğü ve takım aşınmasına ilişkin olarak belirgin bir fark yaratabilir. Sıralana bu temel işleme etkenleri daha yüksek verimlilik ve kalite yoluyla rekabet gücünü artırır.

HPC uygulaması, paslanmaz çelik ve düşük karbonlu çeliklerin genel işlenmesinde fark yaratabilir, ancak titanyum alaşımlar ve ısıl dirençli süper alaşımlar (HRSA’lar) gibi işlenmesi daha da zor malzemelerin işlenmesinde en güçlü etkiyi sağlar. Bu durum, yakın zamanda gerçekleşen çok sayıdaki gelişmenin HPC’ye daha çok ilgi duyulmasının ve kolayca tedarik edilebilir olmasının bir sonucudur.

Jetbreak bu konsepte öncülük etmiştir

Sandvik Coromant, 1980’ler ve 90’larda,  ilk HPC sistemlerinden olan Jetbreak’in ilk modelini geliştirmiştir. Araştırmalara göre, aşırı yüksek basınçlara kadar (100-1.000 bar) hassas şekilde yönlendirilmiş kesme sıvısı jetleri, işlenebilirlik ve talaş kontrolü bakımından, zorlu malzemeleri işlemek için kullanılan kesici takımlarının bir parçası haline gelmiştir. Güçlendirilmiş kesme sıvısı jetleri, yolu üzerinde talaş ve kesici kenar arasında bir sıvı kaması oluşturur. İşleme bölgesindeki  sıcaklığın düşürülmesiyle temas uzunluğu kısaltılmıştır. Diğer bir ilgi çekici sonuç ise, talaş kontrolünü iyileştirerek ve hatta bazı durumlarda talaş kırmaya yol açarak talaş kıvrımına nasıl etki edilebildiğidir.

Jetbreak, bazı özel takım uygulamaları için, düşük işlenebilirliğe ve/veya sıvanma eğilimine sahip malzemelerin işlenmesinde çözüm haline gelmiştir. Kesme sıvısı basınç dağılımı ve nozül boyutunun etkisi hakkında çok şey öğrenilmiştir. Jet verileri ayarlanarak, değişken bir talaş biçimlendirici elde edilmiş ve bu sayede ince uzun talaşların istenen yönde ilerlemesi ve hatta talaş uzunluklarının iyileştirilmesi mümkün olmuştur. Özellikle petrol, havacılık ve rulman endüstrilerinde ortaya çıkan sorunların çözümü için sınırlı miktarda kurulum yapılmıştır. Bununla birlikte, Jetbreak, özel takım tutucularla alışılmış kurulum gerektirmekte ve teknoloji esas olarak dikey tornalama tezgahlarında kullanılmaktadır.

Bir standart olarak HPC

Birçok modern CNC tezgahta 70 ila 100 bar basınçta kesme sıvısı temini sağlayacak kapasitede tank ve pompalar standart veya opsiyonel olarak bulunur. Bu, yaygın şekilde kullanılan işleme merkezleri, tornalama merkezleri, dikey tezgahlar ve çok amaçlı takım tezgahlarındaki performans ve sonuçlarda gözle görülebilir bir fark yaratan HPC’nin kullanılması için yeterlidir. Jetin uygulandığı yere kesme sıvısının kolayca sevk edilmesi için standart donanım yeterlidir.

Modüler takımlama, kısmen hızlı takım değiştirilmesinin sağlaması ve böylece tezgah durmalarının en aza indirilmesinin yanı sıra tezgahtan, kesici kenara kadar kesme sıvısı bağlantılarını ve kanallarını etkin şekilde güvenceye alınması da sağladığından, HPC ile işleme yapılırken kullanılabilecek en uygun platformdur. Modüler, çabuk değiştirilen takımlama sistemi Coromant Capto®, Jetbreak’in geliştirilmesi için temel oluşturmuştur ve bugün Sandvik Coromant’ın yeni modüler HPC takımlaması olan CoroTurn® HP için zemin teşkil etmektedir. Coromant Capto bugün yerleşik bir ISO standardıdır ve birçok CNC tezgahta bulunan bir seçenektir.

Tornalama için HPC

CoroTurn HP, laminar paralel akışlı hassas kesme sıvısı jetleri  sağlayacak şekilde donatılmıştır. Jetler, kesici uçla talaş arasında talaş şeklini ve akışı etkileyen ve işleme bölgesindeki sıcaklığı azaltan bir hidrolik baskı oluşmasını sağlar. Kesici kenara yakın konumda monte edilmiş ve hassas şekilde yönlendirilmiş yüksek hızlı jetler oluşturan nozüllerin kullanılması, talaşı kesici uç yüzeyinden ayrılmaya zorlar, soğutur ve daha küçük boylarda kırılmasını temin ederek kesme bölgesinden uzaklaştırılmalarını sağlar. Standart nozül  1 mm iken, özel optimizasyon için 0,6 ila 1,2 mm’lik nozüller de tedarik edilebilir.

Çelik, paslanmaz çelik, alüminyum, titanyum ve HRSA’lar gibi malzemelerde, 10 bara kadar düşen  basınçlarda bile, ince talaş işlemlerinde  avantajlar sağlanmıştır. Daha iyi talaş kontrolü ile sağlanan daha yüksek güvenlik dışında, HPC takım ömrünü önemli ölçüde uzatabilmekte (yüzde 50’ye kadar) ve üretim maliyetlerinden büyük ölçüde kazanç sağlayabilen yüksek kesme hızı potansiyeli sunmaktadır.

Kesme hızı, sıcaklığı ve buna bağlı olarak takım aşınmasını pek çok diğer faktörden daha fazla etkiler. Titanyumda, daha sınırlı olan işlenebilirlik aralığı dışında, kesme hızının artırılması takım ömrünü dramatik biçimde kısaltır. Ancak, ilerleme benzer ölçüde artırıldığında, takım ömründe daha az kısalma olması olağandır. Bu durum, genellikle  takım ömrü üzerinde etkisinin az olması sebebiyle,  daha yüksek talaş kaldırma oranları için ilerlemeyi daha çekici bir  tercih yapar. Ancak, talaş kontrolü üzerindeki etkisinin yanı sıra, daha yüksek kesme kuvvetleri nedeniyle de yüksek ilerleme her zaman tercih edilmez.

Bu nedenle HPC’nin etkisi, alışılmış sıcaklık artışı ve takım ömründe azalma olmadan, yüksek kesme hızları yoluyla potansiyel performans artışı sunabilmektedir. Yüksek ilerlemelerden kaynaklanan yüksek kesme kuvvetleri olmaksızın temiz soğutma etkisi mevcuttur. ISO S sınıfı malzemelerde, aynı kesme boyu korunurken kesme hızında %20 artış sağlanabilir.

Aynı zamanda iç çap tornalama işlemleri de, HPC’nin titanyum gibi işlenmesi zor malzemelerde, kesme özelliklerini geliştirmesi yanında iyi talaş biçimlendirmenin sağlanmasına yardımda önemli role sahip olduğu diğer bir alandır. Bu şekilde, bu kavram, delik işlemede yüksek güvenlik ve uzun takım ömrü sağlar. Nispeten daha büyük ve derin deliklerin delik işleme barasıyla işlemesinde, iniş takımı dişli grubu parçalarında olduğu gibi, takımın hem arkasında hem de önünde modüler takımlama olması avantajlı olabilir. Bağlanmış baranın üzerindeki küçük kesme kafasını değiştirebilme olanağı hem hızlı hem de kolaydır ve tek bir kurulumla çeşitli kesme türlerinde esneklik sağlar. CoroTurn SL; çapının 10 katı kadar derinlikteki büyük delikleri işlemek için sönümlemeli delik işleme baralarıyla ve kanallı kilitleme sistemiyle kombine edilmiş ve ayrıca HPC özelliğiyle donatılmıştır.

Frezeleme için HPC

Kesme sıvısı jetleriyle sağlanan HPC etkisi frezelemede de bir avantaj sağlayabilmektedir. CoroMill 690, HPC işleme etkinliğine sahip, titanyum alaşımlara özgü uzun kesme kenarlı bir alışılmış freze çakısıdır. Her biri uzun radyal kesme kenarı oluşturan çok sayıda kesici uçla birlikte kesme sıvısı nozülleri, kesici uçların her biri için yüksek basınçlı sıvı avantajını sunmak üzere konumlandırılmıştır. Kesicinin tüm eksenel derinlik kapasitesinin kullanılmadığı hallerde nozüller yerine tapalar kullanılabilir, böylece gereksiz jetler sebebiyle kesme sıvısı basıncının israfı önlenir. Nozüller; özellikle oyuklarda talaşların tahliyesine yardımcı olarak talaşların tekrar kesilmesini önlemek için kesmedeki kesici uçların hemen arkasında konumlandırılmıştır.

Kesme sıvısı akışı ve basıncının doğru değerlerinden emin olmak için, tezgahtaki debi ve basınç değerleri ile kesme değerleri, eksenel kesme derinliği ve takım özellikleriyle kesici için HPC’nin en iyi şekilde uygulanması amacıyla, alışılmış bir hesaplayıcı kullanılır. Hesaplayıcı, en uygun nozül ölçüsünü belirler ve soğutma sıvısının seçilen deliklerden yüksek basınçla akmasını sağlarken gerekli olan debiyi de düşürebilir.

Titanyumun işlenmesine gelince, bu malzeme kimyasal olarak reaktiftir ve bu özelliğiyle iş parçası malzemesinin kesme kenarı üzerine kaynama eğilimi vardır. Bu durum, talaşların yeniden kesilmesi ve sertleşen talaşların sıkışması nedeniyle takım ömrünü etkilediğinden, genellikle bir sorun oluşturur. HPC, titanyum ve diğer yapışkan malzemelerin işlemesinde genellikle kesici kenara kaynamayı önlemek için çözüm olabilmektedir.

 İşlemlerin optimizasyonu

Yüksek basınçlı işlemenin uygulanması, uygun olmayan kesici uç kullanımı, kararsız çalışma şartları ya da hatalı kesme değerleri gibi faktörlere bağlı eksikliklerin telafisine yönelik bir araç olarak görülmemelidir. HPC, operasyon doğru şekilde kurulduğunda optimize edicidir. Bu konsept, tornalama ve frezelemede daha kısa çevrim süreleri için yöntemler, iyileştirilmiş kalite istikrarı ve daha yüksek işlem güvenliği sunar.

CoroMill 690, HPC’li işleme özelliklerine sahip tezgahlarda titanyum alaşımlar için alışılmış  uzun kesici kenarlı bir frezeleme kesicisidir.           

CoroTurn HP, laminer paralel akışlı hassas kesme sıvısı jetleri sağlayacak şekilde donatılmıştır.

CoroTurn SL; çapının 10 katı kadar derinlikteki büyük delikleri işlemek için sönümlemeli delik işleme baralarıyla ve kanallı kilitleme sistemiyle kombine edilmiş ve ayrıca HPC özelliğiyle donatılmıştır.

Özellikle talaş biçimlendirme ve işlemesi zor malzemelerinin etkileri belirgin olduğunda ortaya çıkan çeşitli işleme operasyonlarını optimize etme ihtiyacı sebebiyle HPC, günümüz takım tezgahlarında hazır olarak kolayca tedarik edilebilmesi sebebiyle de cazip bir seçenek haline gelmiştir. Yeni nesil dikey tornalama tezgahlarıyla birlikte çok amaçlı tezgahların popüleritesinin artması, özellikle talaş kontrolü açısından bakıldığında, HPC’li işlemenin avantajlarını ortaya koymaktadır. İşlenmesi zor malzemelerden havacılık sektörü parçaları üreten atölyeler tarafından artan oranda kullanılan bu tezgahlarda yığıntı talaş birikmesi nedeniyle oluşan rahatsızlık kritik öneme haizdir.

Sandvik Coromant

Sandvik Coromant, metal işleme sektörü için kesici takımlar ve takımlama sistemlerinin dünya çapında lider bir tedarikçisidir ve 130 ülkede temsil edilir.  Dünya çapındaki 25 adet en son teknolojiye sahip Verimlilik Merkezi, müşterilere ve personele artan verimlilik için takımlama çözümleri ve yöntemleri konularında eğitim sağlamaktadır. Sandvik Coromant, Sandvik Grubu Takımlama iş kolunun parçasıdır.

Haberin Kaynağı : SUBCONTURKEY YAN SANAYİ ve TEDARİKÇİ GAZETESİ

Editör : Özlem Çelebi
19.02.2013