Frezarea cu viteză ridicată a pieselor de aluminiu din industria aeronautică

Frezarea pieselor de aluminiu din industria aeronautică este un proces de prelucrare prin așchiere, al cărui scop principal este de a îndepărta volume ridicate de material. Este, în esență, frezare de eboș. Piesele, prelucrate ulterior prin operații de semifinisare/finisare, sunt de obicei caracterizate prin lățimi foarte reduse ale pereților și suprafețe de bază subțiri. Aceste caracteristici duc la rigiditate foarte scăzută.

Aliajul de aluminiu este un material cu prelucrabilitate relativ bună. Multe dintre piesele component ale aparatelor de zbor au dimensiuni ridicate, cu multe buzunare relativ adânci pentru ușurare și, prin urmare, îndepărtarea prin așchiere a aproximativ 90% din volumul (inițial) al semifabricatului, nu reprezintă o surpriză. Sigur, procesul este de multe ori îndelungat, implică operații de semifinisare și finisare prelungite. În această industrie, foarte populare sunt centrele verticale cu mese orizontale foarte lungi. În foarte multe situații, această configurație aduce cu sine și dificultăți serioase de evacuare a așchiilor.

De asemenea, aceste mașini sunt prevăzute cu motoare de puteri mici, cu avansuri limitate și, în consecință, timpii de prelucrare sunt destul de lungi.

Nu greșim foarte mult dacă afirmăm că, pe aceste mașini, volumele de material îndepărtat sunt de obicei limitate la aproximativ 2000 cc/min și, pe de altă parte, operațiile de semifinisare și finisare sunt mari consumatoare de timp, din cauza avansurilor limitate.

Pentru a reduce costurile prelucrărilor unei piese (CPU), producătorii sunt nevoiți să mărească ratele de îndepărtare a materialului în cazul eboșurilor și să amplifice avansurile în cazul semifinisărilor și al finisărilor. Venind în întâmpinarea producătorilor, constructorii de mașini au dezvoltat noi mașini în 5 axe, cu turații mult mai ridicate ale axului principal (30.000-33.000 rpm), combinate cu putere amplificată a motorului.

Prima generație de astfel de mașini a fost echipată cu motoare de 60 KW, pentru ca, ulterior, puterea să fie crescută la 70 KW, iar acum, valorile cuprinse în intervalul (80-120) KW sunt uzuale.

De asemenea, mașinile actuale în 5 axe sunt prevăzute cu sisteme de răcire prin axul mașinii, rezultatul fiind răcirea și lubrifierea mult mai eficientă și evacuarea așchiilor mult îmbunătățită, element vital în prelucrarea buzunarelor adânci.

Eboșurile efectuate cu turații de aproximativ 30.000 rpm și o putere de 60 KW, în condițiile de producție optime au ca rezultat o rată de îndepărtare a materialului de aproximativ 4.000 cc/min.

În mod similar, având la dispoziție o putere de80 KW, rata de producere a așchiilor crește la 5000 cc/min, pentru ca, în cazul mașinilor prevăzute cu ax principal de 120 KW, aproximativ 8000 cc de șpan să poată fi îndepărtați pe o perioadă de un minut.

Continua perfecționare a mașinilor moderne cu 5 axe, cu multiple posibilități de prelucrare a pus, inevitabil, producătorii de scule în fața unei noi provocări. Aceștia au dezvoltat noi game de scule avansate, capabile să lucreze în condiții mult mai dure, uneori chiar extreme.

Frezele destinate operațiilor de eboș au de obicei diametrul de 50 mm, iar numărul plăcuțelor indexa­bile este dictat de puterea axului principal:

• Z = 2 – pentru 60 KW
• Z = 3 – pentru 80 KW
• Z = 4 – pentru 120 KW

Odată finalizate operațiile de eboș, utilizarea unor mașini performante capabile să realizeze turații de aproximativ 30.000 rpm, echipate cu comenzi numerice rapide, permit frezelor monobloc din car­bură să fie exploatate la maximum. Astfel, se reduc semnificativ timpii de prelucrare, atât la semifinisări cât și la finisări.

Frezele monobloc din carbură cu diametrul de 25 mm sunt utilizate în mod frecvent pentru defini­tivarea operațiilor de eboș, de obicei a contururilor, acolo unde freza cu diametrul de 50 mm utilizată inițial nu a putut fi utilă pentru simplul fapt că este prea mare.

Lucrând conform recomandărilor de mai sus, productivitatea – în condiții de prelucrări ultra rapide – crește considerabil. Mașinile moderne sunt incomparabil mai productive decât cele aparținând generației anterioare.

În condiții extreme, mașinile moderne în 5 axe au o contribuție amplificată la mărirea ratei de îndepărtare a materialului. În același timp, pentru exploatarea cât mai eficientă a potențialului acestora, sunt necesare scule avansate.

Pentru a asigura dezvoltarea și lansarea pe piață a unei game atrăgătoare de astfel de scule performante, ISCAR a acționat de-a lungul timpului, în două direcţii principale:

1.Departamentul Cercetare-Dezvoltare a acționat constant pentru dezvoltarea acestor noi soluții performante, fie prin activitatea din laborator, fie prin testările permanente efectuate în Centrul Tehnic, pe mașinile moderne, de ultimă generație.

2.De asemenea, ISCAR menţine o colaborare strânsă cu impor­tante companii multinaţionale din domeniul industriei aero­nautice, pentru a se asigura că noile sale realizări se confruntă cu cele mai dificile situații din acest domeniu, primind astfel confirmarea ,,lumii reale’’ a prelucrărilor prin frezare a aliajelor de aluminiu.

Departamentul Cercetare-Dezvoltare ISCAR și-a propus să realizeze o gamă de vârf – scule capabile să reziste unor forțe de așchiere și centrifuge extrem de ridicate. În același timp, aceste scule asigură evacuarea perfectă a așchiilor, în condițiile produce­rii unor volume ridicate și, în multe situații, la prelu­crarea unor buzunare adânci. De asemenea, pentru a preveni formarea muchiilor false în aceste condiții extreme, plăcuțele sunt realizate cu geometrie de așchiere super-pozitivă, muchie foarte ascuțită, com­binate cu o suprafață de degajare super-finisată.

ISCAR a fost primul dezvoltator de plăcuțe din carbură, cu muchie elicoidală, superpozitivă și supra­față de degajare superfinisată, pentru prelucrarea aliajelor din aluminiu. Mai mult, ISCAR continuă să fie un inovator de top în acest domeniu.

Astfel, o linie completă ISCAR, inovatoare, de scule destinate prelucrării aluminiului, perfect adap­tate mașinilor moderne, puternice este la dispoziția prelucrătorilor. Special proiectate pentru prelucrări cu turații ridicate, sculele oferă rezultate fără precedent în industria aeronautică globală.

Sculele ISCAR, aparținând liniei HSM 90S, cu plăcuțe schimbabile, au fost proiectate în mod spe­cial pentru prelucrările de eboș în aluminiu. În mod frecvent se utilizează turații de 33.000 rpm, pe mașini cu putere de 120 KW, rezultatul fiind evacuarea perfectă a șpanului, forțe de așchiere reduse, nivel foarte scăzut al vibrațiilor. Aceste scule avansate micșorează timpii de prelucrare, fiind capabile să lucreze și cu avansuri fără precedent. Cu alte cuvinte, sculele ISCAR HSM 90S furnizează productivitate extrem de ridicată, micșorând cos­turile de producție.

În ceea ce privește operațiile de semifinisare și finisare, ISCAR a dezvoltat freze monobloc din carbură de mare performanță, pentru viteze și avansuri extreme. În același timp, calitatea suprafețelor rezultate - atât din punct de vedere al preciziei dimensionale, cât și al rugozității - este fără reproș, în conformitate cu exigențele extreme ale standardelor din industria aerospațială. Și aceste scule monobloc reduc impresionant timpii de prelucrare, diminuând costurile de producție.

ISCAR a lansat pe piață, în câteva rânduri, pro­duse moderne, avansate, destinate prelucrării aluminiului în industria aeronautică. Producătorii din domeniu, de pe diferite meridiane, apreciază calitățile acestor scule ISCAR, realizând că beneficiile aduse de ele sunt de fapt rezultatul unei activități permanente, intensive a departamentului Cercetare - Dezvoltare. Cooperarea continuă cu cei mai avansați producători din industria aerospațială este, de ase­menea, esențială.