Katalog firem Industry-EU s.r.o.

Rozhoduje optimální konstrukce nástroje

Zákaznický vrták s modulární špičkou s pájenými PKD destičkami

Polymery vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP) – samostatné nebo vrstvené s titanovými či hliníkovými deskami – jsou často používány v celosvětovém leteckém průmyslu pro svůj vysoký poměr pevnosti a hmotnosti a pro stabilní materiálové vlastnosti v náročných prostředích. Boeing Dreamliner 787 například v objemu své konstrukce využívá 80 % kompozitů, což je 50 % jeho hmotnosti a eliminuje tím 1 500 hliníkových plechů a až 50 000 spojovacích prvků. Tím dosahuje o 20 % lepší využití paliva ve srovnání s Boeingem 767. V současnosti jsou spojovací technologie jako lepení nebo svařování ještě stále problematické, takže upevňování nýty je stále převládající praxí. Kvůli značně rozdílným vlastnostem uhlíkových vláken a kovů je vrtání upevňovacích otvorů velkou výzvou pro řezné nástroje, kdy je požadována vysoká odolnost proti opotřebení, stejně jako optimální geometrie nástroje.

Polykrystalický diamant (PKD) vykazuje velký potenciál pro zlepšení efektivity obrábění ve srovnání s tradičními wolframkarbidovými řeznými nástroji při obrábění pokročilých materiálů v leteckém průmyslu. Přední výrobci řezných materiálů pro obrábění kovů vyvinuli a nabízejí pájené PKD vrtáky, které kombinují PKD na řezných hranách s celokarbidovým tělesem vrtáku. Karbidové těleso vrtáku poskytuje tuhost a rozměrovou přesnost pro udržení kvality děr a přitom umožňuje vnitřní přívod chladiva šroubovitými otvory pro zlepšení chlazení a odvodu třísek šroubovitými drážkami. Funkční řezné hrany jsou z PKD, který poskytuje větší odolnost proti opotřebení a tím zvýšení efektivity obrábění.

Optimální tvar nástroje je rozhodující pro vytváření dobré kvality díry při obrábění pokročilých leteckých kompozitů. Významnou roli v ovlivňování vlastností otvorů hraje mnoho podstatných faktorů v rozměrech nástroje, jako jsou ostřejší rohový rádius nebo větší úhel čela pro generování nižších řezných sil. Další faktory zahrnují menší úhel špičky pro snížení osové síly a vyštípávání břitu s optimalizovanou konstrukcí břitu pro zmenšení velikosti otřepů. Tuhost chlazení, materiály obrobku, do nichž vrták vstupuje a vystupuje, to jsou rovněž důležité faktory na to, aby byly vzaty v potaz při konstrukci nástroje. V mnoha případech jsou požadovány speciální nástroje, aby vyhověly různým potřebám zákazníků.

Vývoj nástrojů
Pro vývoj vysoce kvalitních PKD vrtáků je zapotřebí mít hluboké znalosti a vhodný komplexní přístup. Takovýto technologický vývoj nejenže rozhoduje o výkonu nástroje, ale také ovlivňuje efektivitu nástroje při výrobě i náklady na jeho výrobu.

Pro výrobu vrtáků na bázi syntetického diamantu pro kompozitní materiály se využívají čtyři hlavní technologie:

- Vrták s CVD (chemical vapor deposition) diamantovým povlakem

Hotový celokarbidový vrták je opatřen CVD diamantovým povlakem. Je to ekonomické řešení, avšak ostrost řezné hrany je limitována tloušťkou povlaku. Rovněž kvůli velkému rozdílu mezi tvrdostí karbidového substrátu a diamantového povlaku má toto řešení malou kapacitu pro absorpci energie nárazu. Odolnost proti vylamování je rovněž omezena.

Více informací k článku najdete zde