Ještě před několika lety bylo dynamické frézování stále ještě zřídka využívaným obráběcím procesem. A to z důvodu toho, že je nebylo možné vykonávat se stejnou úrovní efektivity, které lze dosahovat dnes.
Dále bylo omezeno na frézky, které se daly řídit pomocí systémů CAD/CAM. Dříve se jednalo o nejmodernější technologii, zatímco v současnosti CAD/ CAM představuje průmyslový standard. V souladu s tím vzrostla důležitost strategie dynamického frézování a nyní ji lze využívat k zvyšování spolehlivosti a dosahování významných zlepšení z hlediska produktivity v jakékoli aplikaci, kde její využití dává smysl s ohledem na obráběcí proces. Musí se však uvážit celý obráběcí proces od samotného obrobku přes systém CAD/CAM a použitý stroj až po obráběcí nástroj. Právě tento aspekt způsobuje komplexnost přechodu na dynamické frézování. Společnosti, které o něm uvažují, mohou využít podpory a poradenství od specialistů na nástroje, jakým je například společnost Walter AG.
ZVÝŠENÁ SPOLEHLIVOST PROCESU A RYCHLEJŠÍ OBRÁBĚCÍ OPERACE
Ještě rychleji, ještě levněji – těmto tlakům jsou na denní bázi vystaveni mnozí dodavatelé v různých průmyslových odvětvích. Nic se však nesmí negativně odrazit na kvalitě dodávaného produktu; opak je ve skutečnosti pravdou. V mnoha odvětvích stoupají nároky na jakost povrchu a rozměrovou stabilitu. Také požadavky na spolehlivost jsou stále přísnější. Navíc se lze mnohde setkat se stále rostoucí poptávkou po materiálech, které by byly zvlášť lehké nebo teplotně odolné, a vzrůstá tedy rovněž podíl materiálů z materiálových skupin ISO M a ISO S. V těchto případech se jedná o materiály, jež jsou právě kvůli těmto vlastnostem často špatně obrobitelné.
Rovněž velikost obrobku ovlivňuje spolehlivost. Obrobky s velkými rozměry jsou standardem v oborech konstrukce letadel a výroby turbín; během obrábění jsou problematické z hlediska stability, a tím i spolehlivosti procesu. Dynamické frézování je vynikajícím řešením k dosahování maximální spolehlivosti v kombinaci s vyšší produktivitou. Proto na tuto metodu spoléhá stále vyšší počet kovozpracujících společností.
VYSOCE VÝKONNÉ OBRÁBĚNÍ VERSUS VYSOCE DYNAMICKÉ OBRÁBĚNÍ
Hlavní rozdíl mezi konvenčním „vysoce výkonným obráběním“ (HPC – High Performance Cutting) a „vysoce dynamickým obráběním“ (HDC – High Dynamic Cutting) spočívá v pohybu frézy a vyvíjených silách. Během frézování HPC se frézovací nástroj pohybuje s relativně malou hloubkou řezu. Během frézování HDC řídicí systém CAD/CAM přizpůsobuje dráhy nástroje během obrábění podle tvaru obrobku. Tím se předchází nevytíženým přesunům nástroje nebo se tím alespoň omezuje jejich objem. Hloubka řezu během frézování HDC je naopak významně větší než u HPC.
Úhel záběru je během frézování HPC obvykle velmi velký. V souladu s tím jsou velké i síly, ke kterým v procesu dochází. Tato skutečnost v důsledku způsobuje časné znaky opotřebení nástroje a vřetena stroje. Dynamické frézování se oproti tomu vyznačuje vysokou úrovní stability procesu a dlouhou životností nástrojů. Úhel záběru se při HDC obvykle volí malý. To znamená, že síly působící na nástroj a obráběcí stroj jsou mnohem nižší než u frézování HPC. Vyšší řezné parametry, méně nevytížených přesunů nástroje a vyšší stabilita procesu v důsledku zajišťují mnohem vyšší obráběný objem v případě HDC v porovnání s HPC.
ČTYŘI PRVKY DYNAMICKÉHO FRÉZOVÁNÍ
Základními kameny strategie dynamického frézování jsou použitý frézovací nástroj, stroj, systém CAD/CAM a samotný obrobek. Tuto strategii lze využít pouze tehdy, pokud jsou všechny čtyři prvky v dokonalé synchronizaci, přičemž toto je jedinou možností k optimalizaci spolehlivosti a efektivity vynaložení nákladů (obráběný objem). Řezné parametry, tj. maximální přípustná radiální šířka řezu (ae) a úhel záběru (φs), jsou dány použitým materiálem. Geometrie obrobku má zase přímý vliv na délku břitu (Lc), průměr nástroje (Dc) a strategii frézování. Software CAD/CAM vypočítává všechny podstatné parametry, jako například směr frézování, optimální vedení dráhy, dodržování definovaného maximálního úhlu záběru (φs) a průměrnou tloušťku třísky (hm), a přizpůsobuje je podle potřeby dané aplikaci. Frézka je „dynamická“, když vykazuje vynikající vlastnosti zrychlení v ostrých rozích, krátké časy výpočtů a přepínání a široký rozsah rychlostí. Samotný nástroj se volí na základě dané obráběcí operace a v souladu s parametry předurčenými použitým materiálem. Některé nástroje, jako například řada fréz MD133 Supreme ze slinutého karbidu od společnosti Walter, jsou speciálně konstruovány tak, aby vyhověly požadavkům na dynamické frézování.
KOMPLEXNÍ, VYŽADUJÍCÍ INTENZIVNÍ KONZULTACE – VYSOCE VÝKONNÉ
Philipp Binder, produktový manažer pro oblast frézování nástroji ze slinutého karbidu u společnosti Walter AG, popisuje strategii frézování následovně: „Dynamické frézování je relativně komplexní proces, protože všechny součásti musí být vzájemně přesně synchronizovány. Jedině tímto způsobem lze využít nabízený potenciál zvýšení efektivity. Mnohé společnosti, které mají v úmyslu této strategie využívat, v této otázce stále ještě potřebují naši podporu.“ Jakožto specialista na nástroje chce společnost Walter pomáhat svým zákazníkům při zavádění a optimalizaci jejich procesu dynamického frézování. „Právě z tohoto důvodu úzce spolupracujeme s dodavateli systémů CAD/CAM,“ vysvětluje Binder. „V případě potřeby rovněž pracujeme s našimi zákazníky přímo v jejich provozech.“ Walter GPS je dalším nástrojem, který zákazníkům může poskytnout pomoc s výběrem ideální strategie frézování: tento softwarový nástroj provede uživatele po jednotlivých krocích až k nejefektivnějšímu řešení obrábění včetně doporučení nástrojů a řezných parametrů.
Foto: Walter AG