EMO Hanovra 2019 prezintă o gamă largă de tehnologii

Masini-Unelte

de EMO Hanovra

EMO Hanovra 2019 prezintă o gamă largă de tehnologii

Prelucrare uscată sau lubrifiere cu cantitate minimă de lichid versus Prelucrarea clasică, cu lubrifianţi obişnuiţi şi de răcire 

Directorii de producție trebuie, adesea, să se întrebe: ar trebui să folosim în continuare prelucrări convenționale și lubrifianți de răcire obișnuiți sau putem considera, ca alternative viabile, prelucrarea uscată sau lubrifierea cu cantitate minimă de lichid (LCM)? Decizia este influențată de mai mulți factori, ce rezultă din evaluări și perspective diferite redate în continuarea articolului, cea a experților în sisteme de lubrifiere și a cercetătorilor din domeniu, și cea a producătorilor de echipamente și scule.

Prelucrarea uscată şi lubrifierea cu cantitate minimă de lichid (LCM) cuceresc din ce în ce mai multe aplicaţii

În timpul prelucrării, temperaturile generate în zona de așchiere sunt foarte ridicate. Lubrifianții de răcire reduc frecarea, asigură răcirea (dar pot cauza și șocuri termice distructive) și ușurează eliminarea așchiilor. La începutul mileniului, unii experți au anticipat că prelucrarea uscată ar putea deveni un proces alternativ. Acum este momentul să reevaluăm situația. În ce domenii are loc acest proces, sau lubrifierea cu cantitate minimă (ca prelucrare cvasi-uscată) ar putea deveni un procedeu recunoscut, și în ce măsură? În acest raport tehnic, producătorii de sisteme de lubrifiere, furnizorii de mașini și scule și oamenii de știință oferă o evaluare cuprinzătoare din diferite perspective și identifică avantajele și dezavantajele tehnologiilor respective.

Domeniul principal de aplicare pentru lubrifierea cu cantitate minimă de lichid constă în prelucrarea pieselor prototip, așa cum se întâmplă în producția în serie din industria automobilelor - în special în cazul sistemelor de propulsie. Piesele variază începând de la capul cilindrului și blocul motor până la arborele cotit sau arborele cu came, bara de direcție, cutia de viteze și suportul pentru roți etc.Jürgen Keppler, specialist în vânzări tehnice bielomatikLeuze GmbH + Co . KG, Neuffen

Relevanţă deosebită pentru prelucrarea în serie

Compania, cu sediul în landul Baden- Württenberg, este recunoscută pentru expertiza în dezvoltarea și fabricarea de sisteme LCM de înaltă calitate. „Alte aplicații industriale includ prelucrarea componentelor prismatice și tehnologii mecanice de prelucrare a pieselor turnate, cum ar fi fitinguri, carcase de pompe sau supape. Este un mare avantaj şi în industria aviatică, atunci când componentele complexe nu sunt inundate cu emulsie.”

Expertul estimează că LCM este utilizată pentru prelucrarea a aproximativ 15% din componentele de serie mare, acest procent ajungând la 70% pentru găurirea adâncă a arborilor cotiți, de exemplu. ,,LCM va continua să se extindă în celelalte domenii de aplicare pe care tocmai le-am menționat”, spune Keppler, convins. ,,Extinderea în ceea ce privește prelucrarea LCM prezisă cu aproximativ 20 de ani în urmă a avut loc, în principal, în sectorul automobilelor, iar avantajele ar putea fi pe deplin exploatate în prelucrarea pieselor forjate. Cantitățile mari de piese implicate permit abordarea unor lucrări de C&D privitoare la această temă. Vor apărea noi domenii de aplicare în urma schimbărilor din domeniul vehiculelor cu tracțiune electrică și producției de aditivi. Marele avantaj al LCM constă în economiile privind consumul de resurse, precum petrolul, apa și energia.” Alte avantaje sunt reprezentate de faptul că piesele sunt uscate, se elimină transportarea emulsiei și se preven riscurile asociate pentru sănătate. ,,Dezvoltarea constantă, în continuare, a materialelor și a aplicațiilor aduce noi cerințe privind procesele de prelucrare și, prin urmare, și în ceea ce privește sistemele LCM, ceea ce va duce, cu siguranță, la soluții interesante”, spune Keppler.

Ce spun oamenii de ştiinţă?

„Datorită materialelor moderne de așchiere, prelucrarea uscată a fost introdusă în aproape toate domeniile producției de prelucrare prin așchiere. Presiunea tot mai mare asupra costurilor, dar și consumul de energie și aspectele ecologice conduc la o renaștere a acestor tehnologii”, spune dr. Ivan Iovkov, şeful Departamentului Tehnologie de Așchiere de la Institutul de Tehnologie de Prelucrare ISF al Universității Tehnice din Dortmund. „Prelucrarea uscată nu se folosește doar la frezarea sau la strunjirea convențională. Există, de asemenea, eforturi de a reduce sau de a evita complet utilizarea lubrifianților de răcire în procese complexe, cum ar fi găurirea adâncă și danturarea roților dințate. Cu toate acestea, procesele și tehnologia de așchiere trebuie să fie adaptate în continuare din anumite puncte de vedere. „Prelucrarea uscată tinde să fie mai frecventă în companiile mari care procesează cantități mai mari de piese decât în companiile mai mici, care se specializează în diferite tipuri de componente de înaltă precizie și complexitate.” „Cred că în viitor va exista atât prelucrarea uscată, cât și cea umedă”, precizează el. ,,Trebuie să avem o imagine completă a producției atunci când decidem dacă prelucrarea uscată aduce beneficii sau dacă va implica costuri disproporționate de adaptare a procesului. Dezvoltarea continuă a tehnologiei LCM, creșterea preciziei, dar și digitalizarea - de exemplu prin monitorizarea unor diverse variabile relevante, în timpul procesului tehnologic, cu ajutorul unor senzori - va face posibil ca, în viitor, să se efectueze mai multe prelucrări uscate sau LCM.”

EMO_fig.1

Este prematur să spunem că procesele convenționale de prelucrare sunt complet înlocuite de prelucrarea uscată sau LCM, deoarece prelucrarea umedă (care presupune cantități mai mari de lubrifiant de răcire) reprezintă, în continuare, un procent de 85% din prelucrări. Cu toate acestea, procesele uscate cuceresc din ce în ce mai multe zone, atât în sectorul general de prelucrare, cât, mai ales, în zonele speciale.

Producătorii folosesc prelucrarea uscată şi lubrifierea cu cantitate minimă din ce în ce mai mult

Din punct de vedere tehnologic, este important să se țină seama de proprietățile materialelor și de performanțele mașinilor, însă costurile la nivelul fabricii, aspectele legate de energie și sănătate trebuie incluse din ce în ce mai mult în orice evaluare a procesului general. În continuarea articolului, producătorii de maşini şi de scule oferă o perspectivă practică a diferitelor tehnologii de producție și recomandă adoptarea unei abordări globale. Vom trece în revistă diferite tehnologii de prelucrare din perspectiva practică a producătorilor de mașini-unelte şi de scule.

Acum douăzeci de ani, unii experți au prezis un viitor triumfător pentru prelucrarea uscată. În ce domenii se realizează prelucrarea uscată și lubrifierea cu cantitate minimă de lichid?

EMO_fig.2

Frezarea roţilor dinţate este acum exclusiv uscatã

„Avantajele LCM față de prelucrarea umedă constau în costurile mai scăzute pentru lubrifiantul de răcire și eliminarea aditivilor chimici din lubrifiant, ceea ce are ca rezultat reduceri de cost și, de asemenea, mai puține efecte negative asupra sănătății angajaților.” Dr. Hartmuth Müller, Șef de Tehnologie și Inovare la site-ul de producție Hückeswagen al Klingelnberg GmbH

Klingelnberg GmbH, companie constructoare de mașini, cu sediul în Zurich (Elveția), are în jur de 1.300 de angajați în întreaga lume și este specializată în tehnologia roților dințate cilindrice și conice.

„Principiul din spatele LCM se bazează pe umidificarea suprafeţei de degajare, ceea ce este ușor de realizat cu scule răcite prin interior, dar nu este realizabil la geometrii complicate ale sculelor de danturare. Din acest motiv, Klingelnberg se bazează exclusiv pe prelucrarea uscată la frezarea roților dințate. Am folosit LCM doar la prelucrarea componentelor pentru utilizarea în industria construcțiilor de mașini.” Sculele din carbură de wolfram utilizate la debitarea barelor sunt dezvoltate pentru a fi utilizate la frezarea roților dințate conice. Din motive de cost, sculele din carbură de wolfram nu sunt utilizate pe scară largă pentru frezarea roților dințate cilindrice; în acest scop se folosesc, în general, scule de dimensiuni reduse PM-HSS (scule sinterizate - din oțel rapid de scule). Finisarea ulterioară a roților dințate tratate termic se efectuează - ori de câte ori este posibil – prin rectificare, folosind uleiul ca lubrifiant de răcire.

EMO_Fig.3

„Prelucrarea uscată a prevalat definitiv în prelucrarea roților dințate, așa cum a fost prezis”, spune dr. Müller. „Datorită dezvoltării materialelor de așchiere și a procedeelor de acoperire, vitezele de așchiere sunt de până la cinci ori mai mari decât în cazul prelucrării umede acum 20 de ani. Prelucrarea uscată a condus nu numai la o creștere considerabilă a productivității, dar și la o producție mai curată”. La EMO Hanovra, Klingelnberg își va demonstra domeniile de înaltă performanță foarte bune pentru industria roților dințate, incluzând dezvoltarea și fabricarea mașinilor pentru prelucrarea roților dințate, centrele de măsurare de precizie pentru toate tipurile de obiecte simetrice de rotație și fabricarea de componente de tip roți dințate personalizate de mare precizie.

Eficient şi ecologic

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH din Tübingen este unul dintre cei mai importanti producători de scule.

„LCM a înlocuit lubrifianții convenționali de răcire în unele procese de prelucrare”, spune directorul general Lothar Horn. „Răcirea și lubrifierea cu cantitate minimă oferă utilizatorilor o serie de avantaje, ceea ce a dus la utilizarea LCM în multe operații de prelucrare, în special în producția în serie. Acest tip de răcire reduce costurile ridicate de întreținere, pregătire și de eliminare a lichidului de răcire convențional. În plus, elimină costurile cu energia pentru pompele de înaltă presiune și pentru pompele necesare pentru readucerea lubrifianților în bazinul de colectare. De asemenea, guvernul impune cerințe mai stricte privind lubrifianții de răcire în ceea ce privește ingredientele periculoase. În ciuda avantajelor LCM, pe care tocmai le-am menționat, lubrifianții convenționali de răcire sunt indispensabili în unitățile de producție. Multe procese - cum ar fi găurirea, prelucrarea aliajelor termorezistente sau prelucrarea internă cu volume mari de așchii îndepărtate - necesită o alimentare adecvată cu lubrifiant convențional de răcire. La EMO Hanovra 2019, specialiștii în scule vor prezenta portofolii (funcții) extinse de strunjire, frezare, canelare și alezare, precum și gamele de materiale de așchiere ultra-dure și scule speciale, etc.

Planificarea corectă a prelucrării uscate

„La mașinile Grob, prelucrarea uscată sau LCM este utilizată pentru procese la care se utilizează o muchie așchietoare definită din punct de vedere geometric, cum ar fi găurirea sau frezarea”, afirmă Jochen Nahl, CSO la Grob-Werke GmbH & Co. KG din Mindelheim. „Piesele obișnuite sunt structura cadrului sau componentele șasiului, componentele motorului cu ardere internă și componentele trenului de viteză din aluminiu sau fontă cenușie și acum și carcasele turbocompresorului din oțel turnat termorezistent. Chiar dacă prelucrarea umedă reprezintă, în continuare, o mare parte din ADN-ul multor companii, totuși ponderea mașinilor la care se utilizează LCM a crescut deja la 12% în ultimii ani și continuă să crească, mai ales pentru prelucrarea structurii cadrului și a componentelor șasiului”. Compania deținută de familie are o forță de muncă totală de aproximativ 6.900 de angajați la nivel mondial și a fost un pionier în construirea de sisteme inovatoare de producție și automatizare de peste 90 de ani. „Avantajele prelucrării LCM vorbesc de la sine”, continuă Jochen Nahl. „Costurile de investiție ale liniilor de producție pot fi diminuate, iar efortul de curățare a pieselor de prelucrat poate scădea semnificativ. În plus, LCM utilizează cu aproximativ un sfert mai puțină energie decât prelucrarea umedă.”

EMO_Fig.4

Deși prelucrarea uscată nu se utilizează în prezent în măsura în care era de așteptat, este clar că industria acceptă treptat acest lucru. „Când trebuie sa fie culese roadele, orice trecere de la prelucrare umedă la prelucrare uscată ar trebui sa se bazeze pe o strategie inteligentă și care să fie pusă în aplicare cu un furnizor competent în calitate de partener”, recomandă CSO Nahl.

Companiile moderne beneficiază deja de evoluțiile pozitive recente, cum ar fi compensarea temperaturii, utilizarea unor niveluri mai ridicate ale presiunii aerului și sistemele modulare care reduc costurile de producție și evită măsuri tehnologice inutile. Jucătorul global, cu sediul la Mindelheim (Bavaria), va prezenta portofoliul său actual, va efectua demonstrații de prelucrare în timp real și va prezenta alte aspecte tehnice la evenimentul EMO din acest an de la Hanovra.

Concluzii şi perspective

Prelucrarea umedă, care implică cantități mai mari de lubrifiant de răcire, este încă utilizată pentru marea majoritate a proceselor de prelucrare. Cu toate acestea, prelucrarea uscată și lubrifierea cu cantitate minimă avansează, mai ales în zone speciale, cum ar fi frezarea danturii.

Pe lângă aspectele tehnologice (cum ar fi materialele pieselor de prelucrat și performanțele mașinilor), diminuarea potențială a costurilor privind energia și sistemele joacă un rol important în selectarea procesului adecvat. În plus, aspectele legate de sănătate, sustenabilitate și cerințe legale mai stricte sunt considerate factori importanţi în cadrul evaluării globale. Progresele tehnologice și cunoștințele detaliate ale proceselor de ultimă oră vor oferi tot mai multe posibilități în fabricație pentru prelucrarea uscată în condiții de siguranță și (în multe cazuri și foarte productive) și a LCM. La EMO Hanovra 2019, vizitatorii târgului vor găsi informații detaliate, sugestii și sprijin în alegerea corectă între prelucrarea umedă și cea uscată și LCM pentru propriile aplicații. (Autor: Dag Heidecker, daxTR – Technik + Redaktion, Wermelskirchen, www.emo-hannover.de/en )


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.