Daha fazla hız, daha az atık ~ Yeni karbür kesici uçlar ile daha sürdürülebilir ve verimli çelik tornalama sağlar

OpenText tarafından yakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre üreticilerin %92'si, kurumsal sosyal sorumluluğun (CSR) pazardaki itibarları açısından önemli olduğunu düşünüyor. Çelik tornalamanın doğası gereği atık üreten bir uygulama olmasına rağmen üreticiler, COVID-19'un benzeri görülmemiş zorluklarına karşı bile, uygulama güvenliğinden ödün vermeden sürdürülebilirliklerini geliştirebilir. Talaşlı imalat sektöründe dünya lideri Sandvik Coromant'ın Ürün Müdürü Rolf Olofsson burada çelik tornalamaya farklı bir yaklaşım getiriyor.

Birleşmiş Milletler (BM) tarafından belirlenen Sürdürülebilir Kalkınma için 17 Global Hedef'e göre üreticilerin, enerji kullanımını optimize etmenin daha ilerisine giderek çevresel etkilerini de en aza indirmeleri bekleniyor. CSR şirketler için önemli olsa da Sandvik Coromant, üreticilerin tasarım, planlama ve kesme aşamalarını içeren ve standart işleme verimliliğinin %50'nin altında olduğu işleme proseslerinde malzemenin %10 ila %30'unu israf ettiğini tahmin ediyor.

Peki üreticiler ne yapabilir? BM’nin hedefleri, artan nüfus, sınırlı kaynaklar ve doğrusal ekonomi gibi faktörleri dikkate alan iki ana yol öneriyor. İlki, bu zorlukların teknoloji ile çözümlenmesidir. Siber fiziksel sistemler, büyük veriler veya Nesnelerin İnterneti (IoT) gibi Endüstri 4.0 kavramlarından atığı azaltmak isteyen üreticiler için ileriye giden bir yol olarak sıklıkla bahsedilir.

Ancak bu, çoğu üreticinin henüz çelik tornalama operasyonlarında dijital özelliklere sahip modern tezgahları kullanmasına izin vermiyor.

Çoğu üretici, çelik tornalamayı daha verimli hale getirmek için kesici uç kalitesi seçiminin ne kadar önemli olduğunun ve bunun genel performansı ve takım ömrünü nasıl etkilediğinin farkındadır. Bununla birlikte birçoğu, gelişmiş kesici uçlar, takım tutucular ve benimsenmesi kolay dijital çözümlere kadar her şeyi içeren takımlama konseptinin tamamını dikkate almayarak bir fırsatı kaçırıyor. Bu faktörlerin her biri, enerji tüketimini ve atığı azaltarak çelik tornalamanın daha sürdürülebilir hale getirilmesine yardımcı olabilir.

Düşük kesme hızları

Üreticiler, çelik tornalama operasyonlarında çok sayıda zorlukla karşılaşır. Bu zorluklar arasında tek bir kesici uç ile kenar başına daha fazla parça elde edilmesi, talaş kaldırma oranlarının artırılması, çevrim sürelerinin azaltılması, stok seviyelerinin optimize edilmesi ve tabi ki malzeme atığının en aza indirilmesi sayılabilir.

Peki ya tüm bu zorlukları aşmanın genel olarak daha fazla sürdürülebilirliğe yönelik bir yolu olsaydı? Enerji tüketimini azaltmanın bir yolu, kesme hızlarının düşürülmesidir. Üreticiler, ilerleme hızını ve kesme derinliğini orantılı olarak artırarak verimliliği koruyabilir. Bu, enerji tasarrufunun yanı sıra daha uzun takım ömrü sağlar. Sandvik Coromant çelik tornalama proseslerinde, güvenilir ve öngörülebilir performansla birlikte takım ömründe sağlanan ortalama % 25'lik bir artış sayesinde hem kesici uç ve hem de iş parçası malzeme kayıplarının en aza indirilebileceğini düşünüyor.

Doğru kesici uç kalitesi seçimi, bunu başarmada çok yardımcı olur. Bu nedenle Sandvik Coromant, GC4415 ve GC4425 olarak tanımlanan bir çift yeni P-turning karbür kalitesini ürün yelpazesine ekliyor. GC4425 yüksek aşınma direnci, ısıl direnç ve tokluk sağlarken GC4415 kalitesi daha yüksek performans ve ısıl direnç gerektiğinde GC4425'i tamamlayacak şekilde tasarlanmıştır. Daha da önemlisi, her iki kalite de özellikle karmaşık ve işlenmesi zor olan Inconel ve alaşımsız paslanmaz çelik ISO-P kaliteleri gibi sert malzemelerle kullanılabilir. Doğru kalite, seri ve/veya parti üretim proseslerinde daha fazla sayıda parçanın işlemesinde yardımcı olabilir.

GC4425 kalitesi, sağlam bir kenar çizgisini koruma yeteneği sayesinde çok yüksek uygulama güvenliği sağlar. Kesici uç kenar başına daha fazla parça sağlayabildiğinden aynı sayıda parçayı işlemek için daha az karbür tüketilir. Dahası, tutarlı ve öngörülebilir performansa sahip kesici uçlar, iş parçası hasarını önleyerek iş parçası malzemesi atığını en aza indirir. Her iki avantaj da üretilen hurda parça miktarını azaltır.

Ayrıca, GC4425 ve GC4415 ile kesici uç alt tabakası ve kaplaması, yüksek sıcaklıklara daha iyi dayanacak şekilde geliştirilmiştir. Bu, aşırı aşınmaya neden olan faktörleri azaltır ve sonuç olarak malzeme daha yüksek sıcaklıklarda kesici uç kenarını daha iyi koruma özelliğine sahiptir.

Bununla birlikte üreticiler, kesici uçla birlikte kesme sıvısı kullanmayı da düşünmelidir. Bir takımda hem üstten hem de alttan kesme sıvısı kullanılıyorsa üstten kesme sıvısının kapatılması bazı operasyonlarda yarar sağlayabilir. Takım ile iş parçası malzemesi arasında talaş boşaltma, soğutma ve yağlama kesme sıvısının ana işlevleridir.

Kesme sıvısının doğru biçimde uygulanması verimi en üst seviyeye çıkarır, işlem güvenliğini artırır, takım performansını ve parça kalitesini iyileştirir. İçten kesme sıvısı sağlayan takım tutucuların kullanılması da kesici uç kullanım ömrünü uzatabilir.

Tabakaların soyulması

GC4425 ve GC4415'in her birinde ikinci nesil Inveio® tabakası bulunur, bu, işleme için geliştirilmiş dokulu kimyasal buhar biriktirme (CVD) tekniği ile üretilen alüminyum (Al2O3) kaplamadır. Inveio'nun mikroskobik düzeyde incelenmesi, malzeme yüzeyinin tek yönlü kristal oryantasyonu ile karakterize edildiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca ikinci nesil Inveio kaplamada kristal oryantasyonu önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Öncekine göre daha fazla olarak alüminyum kaplamadaki her kristal aynı yönde dizilerek kesme bölgesine doğru güçlü bir bariyer oluşturur.

Inveio ile kesici ucun aşınma direnci artar ve takımın kullanım ömrü uzar. Takımların daha uzun ömürlü olması parça başı maliyetin düşürülmesi açısından yararlıdır. Diğer yandan malzemenin karbür alt tabakasının yüksek oranda geri dönüştürülmüş karbür malzeme içermesi onları en çevre dostu kalitelerden biri haline getirir.

Bu özelliklerin denenmesi için GC4425 kalitesi, Sandvik Coromant’ın müşterileri tarafından piyasaya sürülmeden önce testlere tabi tutuldu. Bu müşteriler arasında basınç silindirleri üretiminde hem rakip kesici ucu hem de GC4425 kesici ucu kullanan bir genel mühendislik şirketi bulunuyordu. Bir ISO-P kalitesi, 200 m/dak kesme hızında (vc), 0,4 mm/dev (fn) ilerleme hızında ve 4 mm derinlikte (ap) sürekli dış eksenel işleme ve yarı ince talaş işleme uygulamalarında denendi.

Üreticiler genellikle takım ömrünü, işlenmiş iş parçası sayısına (adet) göre ölçer. Rakibe ait kalite, plastik deformasyon nedeniyle aşınmadan önce 12 parçayı işlerken, Sandvik Coromant’ın kesici ucu 18 parça üretti ve bunu yaparken stabil ve öngörülebilir aşınma ile yüzde 50 daha uzun çalıştı.

Örnekte doğru işleme elemanları bir araya getirildiğinde elde edilebilecek kazanımlar ve Sandvik Coromant gibi güvenilir bir iş ortağının ilk tercih edilen takımlar ve kesme değerleri konusundaki önerilerinin, uygulama güvenliğini sağlamada ve doğru takımları bulmak için harcanan zamanı kısaltmada nasıl yardımcı olabileceği gösterilmektedir.  Çevrimiçi takımların, üreticilerin gereksinimlerine göre en iyi tornalama kesici uçlarını ve kalitelerini değerlendirmesine yardımcı olmada popüler olduğu da kanıtlanmıştır, örneğin CoroPlus® Takım Kılavuzu.

Sandvik Coromant proses izlemeye yardımcı olmak için CoroPlus® Proses Kontrolüyazılımını geliştirdi. Bu yazılım, işleme prosesinizi gerçek zamanlı olarak izleyecek ve belirli sorunlar meydana geldiğinde programlanan protokollere göre hareket edecektir - örneğin, tezgahı durduracak veya aşınmış bir kesici takımı değiştirecektir.

Mükemmel bir dönüşüm

Bu bizi, BM'nin daha sürdürülebilir takımlamaya yönelik ikinci önerisine götürüyor: atık ürünlerin ham malzeme olarak görüldüğü ve kaynaktan bağımsız dönüştürülerek geri kazandırıldığı döngüsel ekonomiye geçiş. Döngüsel bir ekonominin üreticiler için hem çevre dostu hem de kârlı olabileceği giderek daha açık hale geliyor.

Bu, karbür takımların geri dönüşümünü içeriyor - Sonuçta aşınmış takımlar çöp sahalarından ve hurda depolarından uzak tutulursa, bundan hepimiz kazançlı çıkarız. GC4415 ve GC4425'in her biri önemli miktarda geri dönüştürülen karbür içeriyor. Geri dönüştürülen karbürlerden yeni takımlar üretmek için gereken enerji, tamamen ham malzemeler kullanılarak üretilenlere kıyasla %70 daha düşüktür ve aynı zamanda bu, %40 daha az karbondioksit salınımı anlamına da gelir.

Karbür geri dönüşüm programı Sandvik Coromant tarafından dünya genelindeki tüm müşterilerimizin kullanımına sunulmaktadır. Şirket, aşınmış kesici uçları ve dönen takımları, üreticiye bakmaksızın, müşterilerinden geri almaktadır. Ham malzemelerin az bulunur ve sınırlı olması sebebiyle de uzun vadede geri dönüşüm gerekli olmaktadır. Örneğin tahmin edilen tungsten rezervleri yaklaşık 7 milyon tondur yani 100 yıl kadar yetecektir. Geri dönüşüm girişimi, karbür geri alım programı ile Sandvik Coromant'a yüzde 80'lik bir sirkülarite sağladı.

Mevcut pazar belirsizliklerine rağmen üreticiler, CSR dahil olmak üzere diğer yükümlülüklerini unutamaz. Neyse ki yeni bir takımlama yaklaşımı ve yerinde doğru karbür kesici uç kullanımı sayesinde üreticiler, uygulama güvenliğinden ödün vermeden sürdürülebilirliklerini geliştirebilir ve bunu COVID-19'un pazarlarda yarattığı zorluklara karşı daha etkili bir şekilde yapabilir.

Daha fazla bilgi için Sandvik Coromant web sitesini ziyaret edin.