Optimalizováno pro obrábění CFRP

Používání CFRP rychle roste nejen v leteckém a automobilovém průmyslu, ale i v jiných oblastech, například ve spotřebitelském sektoru, kde tento moderní materiál stále častěji využívají výrobci sportovního vybavení, jako jsou jízdní kola, lyže nebo rybářské pruty.

Materiály přinesly nové výzvy
Nové upínací technologie pro velké díly z uhlíkových vláken umožňují výrobcům zvýšit řezné hodnoty a rychleji obrábět, což ale přineslo i nový problém: Za změněných podmínek obráběcího procesu hrozilo riziko zlomení frézy kvůli jejímu zvýšenému zatížení, když byl nástroj využit na hranici svých možností.
Mapal vyvinul jako řešení, optimalizované pro jinak obtížně obrobitelné CFRP materiály, monolitní karbidovou válcovou frézu OptiMill-Composite-Speed-Plus.
Pro zvýšení pevnosti v ohybu byl zvětšen průměr jádra, což je sice na úkor prostoru pro třísku, ale protože při obrábění CFRP nevznikají třísky, ale jemný prach, nemá to žádné negativní dopady. Od nástrojů na obrábění kovu, kde tloušťku třísky ovlivňují posuv, hloubka přísuvu a šířka řezu, se novinka také liší požadavky na profil drážky. Protože úhel čela pro CFRP je kvůli nízkému posuvu na zub zapojený pouze nepatrně, navrhla firma pro maximální stabilitu řezný klín.
Nová fréza má optimalizovaný obrys pracovního prostoru pro snížení pákových sil a tím pro zvýšení odolnosti proti lomu. Typické součásti pro letectví se skládají ze svazků, tedy kompozitních panelů, obvykle se obrábějí od 5 do 15 mm, takže kratší nástroje jsou k tomu naprosto dostačující.

Rovnoměrná diamantová vrstva
K výrobcem zdůrazňovaným výhodám OptiMill-Composite-Speed-Plus patří i vysoká životnost nástroje pro obrábění abrazivních uhlíkových vláken s inovativním diamantovým povlakem, který díky technologii nanášení zajišťuje rovnoměrné rozložení tloušťky vrstvy a vysokou opakovatelnost. Konvenční technologie povlakování často vytvářejí nepravidelné vrstvy, které jsou silnější na špičce než níže na řezné hraně, což vede k různému zaoblení hran a kolísajícímu řeznému tlaku a opotřebení.
Homogenní tloušťka vrstvy po délce řezné hrany umožňuje konzistentní výkon bez ohledu na to, která část řezné hrany je zapojena a přispívá ke spolehlivosti procesu. Nástroje tak lze použít i pro obvodové obrábění bez ohledu na výšku. Rohová fréza je vhodná pro širokou škálu aplikací, a kromě obvodového obrábění se používá i k výrobě drážek, hran a kapes.

Volba správné kvality
Jedním z aspektů obrábění CFRP je, že dnes dostupné nástroje dosahují různou kvalitu obrábění na zpracovávaných dílech a uživatel se musí rozhodnout, jaké požadavky na kvalitu jsou na díl kladeny podle daného materiálového kompozitu, a tomu přizpůsobit výběr. Dokonalá kvalita řezu je v leteckém průmyslu velmi důležitá, a jakmile vlákna již nejsou úhledně oddělena a díl tak nedosahuje požadované kvality, jsou nástroje vyměněny, i když se mohou zdát jen lehce opotřebované. Novinka dosahuje špičkové kvality řezu díky speciálně uspořádaným „zachycovačům vláken“ na břitech, které způsobují dvojité stlačení a tím extrémně přesně oddělují výběžky vláken na obrobcích. Spirálovitým pohybem nástroje je navíc vytvořena dvojitá komprese.
V nabídce jsou dvě různé varianty fréz: Pravostranný spirálový model vytváří tahový efekt a tím axiální tahové síly, zatímco levostranná spirálová varianta má tlačný efekt a vytváří tak tlakové síly v axiálním směru. Lapače vláken pak působí proti síle vytvořené příslušnou spirálou.
Předchozí model měl i třetí, neutrální variantu, nicméně ta již podle výrobce není potřeba, protože nové nástroje snižují axiální síly až o 40 % a obě verze nového produktu přebírají všechny úkoly, pro něž se dříve používala neutrální varianta. Z hlediska životnosti nástroje, tichého chodu, produktivity a kvality řezu jsou nové nástroje až o 30 % lepší než jejich předchůdci.
Se svými ostrými řeznými hranami je OptiMill-Composite-Speed-Plus podle výrobce vhodným nástrojem i pro obrábění termoplastů a termosetů. Protože tyto plasty nejsou abrazivní, není zde potřeba povlakování a používají se ostré řezné hrany. Nepovlakované frézovací nástroje jsou doporučovány i pro obrábění sklolaminátových materiálů.

Daniela Vališková
Foto: Mapal

Publikováno: 25. 8. 2023 | Počet zobrazení: 97 24