Historia narzędzi Silent Tools od Sandvik Coromant
Sandvik CoromantCo może łączyć obrabiarkę z najwyższym budynkiem na Tajwanie? Znajdujący się na Tajwanie budynek o wysokości 509 metrów mógłby paść ofiarą drgań, gdyby nie przemyślny dynamiczny (zwany też masowym) system tłumienia. Producenci musieliby borykać się z tym samym wyzwaniem podczas toczenia, frezowania, wytaczania i wiercenia. Musieliby, gdyby nie istniało rozwiązanie Silent Tools od Sandvik Coromant. Anders Digernes, menedżer ds. badań i rozwoju w firmie Sandvik Coromant specjalizującej się w produkcji narzędzi skrawających do metalu i innych rozwiązań produkcyjnych, opowiada historię innowacyjnych rozwiązań na polu tłumienia drgań.
Ponieważ Taipei 101 jest jedną z najwyższych budowli na świecie i znajduje się zaledwie 200 metrów od dużego uskoku tektonicznego, trzęsienia ziemi i silne wiatry są dla niego sporym zagrożeniem. Na szczęście wewnątrz budynku znajduje się największy na świecie tłumik o szerokości 5,5 metra. Dynamiczny tłumik drgań redukuje nawet 40% oscylacji wieżowca i wielokrotnie ocalił budowlę przed katastrofą.
Choć ograniczanie drgań w obrabiarkach nie działa dokładnie tak samo, obydwa rozwiązania powstały w tym samym celu: by zwiększać stabilność i ograniczać ryzyko wystąpienia błędu. Od kilku dziesięcioleci Silent Tools stanowi wyjątkową część oferty produktów Sandvik Coromant, ale co właściwie wyróżnia to rozwiązanie spośród innych?
Krótka lekcja historii
W 1964 roku podczas pisania pracy dyplomowej Hans Kristian Holmen stworzył prototyp wytaczaka z funkcją tłumienia drgań. Pomysł być może nie wyszedłby poza fazę uczelnianego projektu, ale jego potencjał został dostrzeżony przez człowieka odwiedzającego uczelnię, który zobaczył prototyp w tokarce znajdującej się w uniwersyteckim warsztacie i zorientował się, że Holmen wpadł na właściwy trop.
Następnie powstały plany jego produkcji, wsparte przez fabrykę gwoździ w norweskim Trondheim, która rozpoczęła wytwarzanie narzędzi z funkcją tłumienia drgań. Później, w latach 70-tych XX wieku, zakład ten nawiązał partnerską współpracę z firmą Sandvik Coromant, aby umożliwić sprzedaż i dystrybucję na rynku globalnym. Od tego czasu Silent Tools nieprzerwanie stanowią część oferty Sandvik Coromant, a ich asortyment jest poszerzany do dziś.
Dobre wibracji
Aby zrozumieć, dlaczego oprawki narzędziowe z funkcją tłumienia drgań odgrywają ważną rolę podczas obróbki, warto najpierw przyjrzeć się samym drganiom. Choć drgania bywają niekiedy przydatne – dźwięk z głośnika nie byłby tak donośny i przyjemny, gdyby głośnik nie wibrował – podczas obróbki są zjawiskiem niepożądanym.
Drgania mogą być przyczyną niedokładności wymiarowych obrabianego przedmiotu. Ponieważ narzędzie skrawające wibruje lub uderza o przedmiot obrabiany, mogą występować odchylenia od zamierzonej drogi ruchu, których skutkiem są niedokładności wymiarowe i duża chropowatość powierzchni. Mogą też wystąpić nieregularności na powierzchni przedmiotu poddawanego obróbce, co jest szczególnie niepożądane w zastosowaniach, w których gładka powierzchnia ma krytyczne znaczenie, takich jak obróbka precyzyjna lub wytwarzanie przedmiotów dla branży lotniczej lub medycznej.
Ponadto nadmierne drgania narzędzia skrawającego podnoszą poziom naprężeń i zmęczenia materiału, co może zmniejszyć żywotność narzędzia lub narazić na szwank jakość obróbki. Drgania mogą wymusić zmniejszenie prędkości i głębokości skrawania w celu podtrzymania akceptowalnego poziomu jakości, co wydłuża obróbkę i zmniejsza ogólną przepustowość.
Reasumując, podatność na drgania stanowi stałe zagrożenie dla produktywności i niezawodności obróbki, szczególnie podczas pracy na długich wysięgach lub obróbki głębokich kieszeni. Aby uniknąć tego niebezpieczeństwa, można rozważyć zmniejszanie parametrów skrawania, takich jak głębokość skrawania, prędkość lub posuw, ale zazwyczaj takie działania mają negatywny wpływ na produktywność.
Cichy bohater
Działanie tłumików polega na przejmowaniu, rozpraszaniu i przekierowywaniu energii powstającej wskutek drgań, co ogranicza do minimum ich negatywny wpływ na obróbkę.
W narzędziach Silent Tools zastosowano specjalną technikę znaną jako dynamiczne tłumienie drgań (zwane też masowym) – podobnie jak w wieżowcu Taipei 101. Polega ona na umieszczeniu wewnątrz narzędzia przeciwwagi, która pochłania energię kinetyczną drgań i za pomocą kompensującej częstotliwości eliminuje je mechanicznie, zamiast przekształcać je na hałas i ciepło.
Przykładem jest obróbka głębokich otworów, czyli typ obróbki szczególnie narażony na drgania, zwłaszcza podczas pracy narzędziami na długich wysięgach. Wytaczaki z funkcją tłumienia drgań, pracujące na wysięgach od 6 do 14 razy większych niż ich średnica, umożliwiają osiąganie większej wydajności skrawania niż ich odpowiedniki pozbawione tej funkcji. Oprócz zapewnienia wyższej jakości wykończenia powierzchni i spełnienia wymaganych zakresów tolerancji, uzyskiwane dzięki tej strategii obróbki wyższe parametry skrawania umożliwiają generowanie krótszych wiórów, co jednocześnie sprzyja lepszemu ich odprowadzaniu. Ma to kluczowe znaczenie podczas obróbki na długich wysięgach.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Ponieważ narzędzia Silent Tools umożliwiają stosowanie bardziej agresywnych parametrów skrawania przy jednoczesnym podtrzymaniu jakości i produktywności, ich użytkownicy mogą skrócić czasy cyklu i tym samym zwiększyć ogólną wydajność obróbki metalu skrawaniem.
Utrzymać przewagę nad konkurencją
Przez wiele lat firma Sandvik Coromant dysponowała patentem na narzędzia Silent Tools, co czyniło to rozwiązanie jedynym w swoim rodzaju. Dziś, gdy koncepcja dynamicznego tłumienia drgań upowszechniła się na rynku, jest wiele powodów, dla których Silent Tools pozostają niepowtarzalne.
Po pierwsze, asortyment Silent Tools nadal ewoluuje. Decydują o tym między innymi ulepszenia wprowadzone na rynek w 2024 roku w celu osiągnięcia bardziej powtarzalnych parametrów i jeszcze mniejszej chropowatości powierzchni. Moduł tłumiący, wcześniej wymagający precyzyjnego ręcznego strojenia, obecnie jest montowany automatycznie, a każdy tłumik jest kalibrowany maszynowo. Ta automatyzacja skutkuje wysoce precyzyjnym i przewidywalnym obszarem częstotliwości, idealnie dopasowanym do zamierzonego wysięgu i zastosowania adaptera.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć pewność precyzyjnego ustawienia i optymalnego stanu narzędzia, pojawieniu się zmodernizowanych adapterów tokarskich towarzyszy wprowadzenie na rynek cyfrowego urządzenia pomiarowego Tool Status Checker.
Urządzenie Tool Status Checker ma wspierać operatorów w kontrolowaniu stanu narzędzia i jego ustawianiu przed rozpoczęciem obróbki. Jest ono kompatybilne ze wszystkimi wersjami adapterów tokarskich Sandvik Coromant. Wystarczy zamocować urządzenie na ząbkowanym złączu SL adaptera za pomocą wbudowanego magnesu, pobrać aplikację i gotowe. Dostępna w sprawdzianie Tool Status Checker funkcja poziomowania zapewnia precyzyjne ustawienie za każdym razem, natomiast funkcja monitorowania temperatury gwarantuje, że adapter nigdy nie przekracza wskazanego zakresu temperatur.
Tu dochodzimy do kolejnej zalety korzystania z Silent Tools. Choć Silent Tools to innowacja sama w sobie, klienci nie muszą ograniczać się do stosowania wyłącznie samych narzędzi – mogą dowiedzieć się więcej o obróbce dzięki oprogramowaniu Silent Tools Plus. Produkt ten, w którym zastosowano połączony w sieci adapter tokarski i czujniki do monitorowania obciążenia, wibracji, ugięcia, chropowatości powierzchni, temperatury oraz wykrywania zagłębienia w materiał podczas obróbki tokarskiej, został wprowadzony na rynek w celu przezwyciężenia trudności związanych z brakiem wglądu operatora w proces toczenia wewnętrznego. Ponieważ operator nie dysponuje wizualizacją tego procesu, bardzo trudno było dotąd zidentyfikować potencjalne problemy przed zakończeniem toczenia.
Kierując strumień danych bezpośrednio na pulpit, Silent Tools Plus umożliwia operatorowi podgląd strefy skrawania, co jest szansą na wcześniejsze rozpoznanie zagrożeń, takich jak nadmierne ugięcie, drgania lub błędy ustawienia, zanim ich eskalacja zmusi producenta do złomowania przedmiotów o znacznej wartości. Oprogramowanie jest dostępne także w wersji zintegrowanej z obrabiarką z CoroPlus Connected, dzięki czemu dane uzyskane w strefie skrawania mogą automatycznie inicjować odpowiednie czynności, co eliminuje konieczność monitorowania całego procesu na pulpicie obrabiarki przez operatora.
Źródł: Sandvik Coromant
