Tillverkande företag inom flyg- och rymdindustrin, fordonssektorn och elektronikbranschen använder i allt högre grad lättviktsmaterial i sina konstruktioner, vilket har lett till ökad efterfrågan på dessa material. Material som aluminiumlegeringar, titan och kompositer kombinerar låg vikt med hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och goda termiska egenskaper – men deras unika egenskaper gör dem samtidigt svåra att bearbeta.
Polymera material används också allt mer i lättviktskonstruktioner. Deras låga densitet gör dem mycket lätta, men också mindre styva, vilket ökar risken för deformation under belastning. För att motverka detta förstärks materialen, vilket ofta innebär att konventionella bearbetningsmetoder inte räcker till. ISCAR har därför utvecklat innovativa verktyg och metoder som optimerar bearbetningen av dessa material och förbättrar både produktivitet och precision (se bild 1).
Bearbetningsutmaningar
• Titan är segt och duktilt, vilket leder till snabbt verktygsslitage och försämrad ytjämnhet.
• Aluminium har hög värmeledningsförmåga, vilket kan orsaka överhettning vid skäreggen. vilket förkortar verktygets livslängd och försämrar arbetsstyckets kvalitet
• Kompositer är nötande och kan orsaka delaminering, vilket försvårar bearbetningen.
Materialutveckling och ISCAR:s lösningar Material som metallmatriskompositer (MMC), exempelvis aluminium förstärkt med kiselkarbid (Al/SiCp), används i flyg-, rymd- och fordonsindustrin tack vare förbättrade värmeegenskaper. Eftersom dessa material är svårbearbetade, särskilt de som innehåller kiselkarbid, har ISCAR utvecklat ett specialsortiment av skärande verktyg med fokus på verktygsmaterial, geometri och beläggningsteknik.
ISCAR:s tekniska lösningar inkluderar:
1. Optimerad verktygsgeometri
Verktyg med specialdesignade geometrier minskar skärkrafter och förbättrar spånevakuering. QUICK-X-FLUTE-familjen har vändskär som ger jämnt skärförlopp och minimerar vibrationer vid bearbetning av titan (bild 2).
2. Avancerade beläggningar
Beläggningar som TiAlN och DLC ökar verktygens hårdhet och nötningsbeständighet. SUMO-TEC-beläggningstekniken förbättrar livslängd och prestanda vid bearbetning av högtemperaturlegeringar och kompositer.
3. Fräsar med hög prestanda
HELIALU-planfräsar, MULTI-MASTER-verktyg med utbytbara hårdmetallhuvuden och CHATTERFREE-pinnfräsar är konstruerade för höghastighetsfräsning av aluminiumlegeringar med utmärkt ytjämnhet och lång livslängd (bild 3).
4. Specialiserade skär för svarvning
Hårdmetallskär med spånbrytare anpassade för lättviktsmaterial ger effektiv spånkontroll och minskad värmeutveckling (bild 4).
Kompletterande bearbetningsmetoder som ytterligare optimerar processen:
1. Höghastighetsbearbetning (HSM): Med ISCAR´s verktyg för höghastighetstillämpningar erhålls kortare cykeltider med bibehållen precision.
2. Minimalsmörjning (MQL): Effektiv kylning med minimal vätskeanvändning, särskilt viktigt vid bearbetning av titan.
3. Adaptiva bearbetningsstrategier: Bibehåller skärdata och ytjämnhet även vid komplex geometri.
Bearbetning inom rymdindustrin
Rymdindustrin ställer höga krav på tillförlitlighet, hållfasthet och låg vikt. Komponenter till satelliter och raketer tillverkas ofta i titan, aluminiumlegeringar och avancerade kompositer – material som kräver avancerade verktygslösningar.
1. Materialegenskaper: Svårbearbetade på grund av seghet och termiska egenskaper.
2. Precision och noggrannhet: Exakta toleranser och ytjämnhet är avgörande eftersom även små avvikelser kan ge betydande prestandaproblem.
3. Verktygsslitage: Kräver slitstarka verktyg för att hantera höghållfasta material.
ISCAR:s innovationsförmåga gör det möjligt för tillverkare att bearbeta lättviktsmaterial med hög precision, ökad produktivitet och minskade kostnader. Med lösningar som bygger på optimerad geometri, avancerade beläggningar och smarta bearbetningsstrategier leder ISCAR utvecklingen inom området.
