Otomotiv üretimi için "daha hafif bir dokunuş"

Uluslararası Temiz Taşımacılık Konseyi'nin raporuna göre, daha hafif araçlar daha düşük CO2 emisyonu yayıyor. Alüminyum gibi hafif metallerin yanı sıra ağır paslanmaz çelikler, döküm demir ve dövme çelik popülerliğini korusa da otomotiv üreticilerinin ağırlık açısından daha verimli parçalar üretme sorumluluğu bulunuyor. Bu ağır parçaların ağırlık açısından etkili hale getirilmesi, daha dar toleranslarla daha karmaşık tasarımları baz alan parçaların üretilmesi anlamına geliyor, bunun için de "hafif bir dokunuş" gerekiyor. Burada, Sandvik Coromant Değiştirilebilir Frezeleme Ürün Uygulama Yöneticisi Sangram Dash, daha dar kesme imkanı sunan ve daha hafif CoroMill® MF80'in ekonomik kenar frezeleme ve yüzey frezelemeyi nasıl desteklediğini açıklıyor.

Kütlenin azaltılması, araç emisyonlarını azaltmanın etkili bir yoludur.

Uluslararası Temiz Taşımacılık Konseyi'nin (ICCT) Fact Sheet: Europe raporuna göre: ”Ağırlık ve kütle arasındaki doğrudan ilişki dikkate alındığında, bir araç ne kadar ağırsa, yakıt tüketimi ve CO2 emisyonları o kadar fazladır. Bu nedenle, kütlenin azaltılması, araç emisyonlarını azaltmanın etkili bir yoludur.”

Üreticiler bunu başarmak için "ağırlık azaltmaya" yönelmekte ve bu da yakıt verimliliğini iyileştirmek ve yol tutuşunu kolaylaştırmak için daha hafif otomobil ve kamyon üretimlerine yol açmaktadır. McKinsey & Company'nin Lightweight, heavy impact adlı raporunda sunulan hesaplamalara göre, "Ağırlık azaltma çalışmaları CO2 emisyonlarının belirli ölçüde azaltılmasına yardımcı olabilir (tasarruf edilen kilogram başına yaklaşık 0,08 g CO2 azaltma)" Devamında şöyle diyor: "Bir OEM'in araç ağırlığını 100 kg azaltmayı başarması halinde, 100 km'de yaklaşık 8,5 g CO2 tasarrufu sağlanır."

Sandvik Coromant'ın CoroMill® MF80 takımı, ISO-K ve ISO-P malzemelerinde otomotiv sanayi frezeleme uygulamalarına yönelik tasarlanmıştır

 

Örnekler, ağırlık azaltmanın araç performansına nasıl fayda sağlayabileceğini göstermektedir. OEM'ler bunu başarmak için alüminyum gibi daha hafif malzemeleri benimsese de ağırlık azaltma işlemi sadece en hafif malzemeyi seçmekten daha fazlasıdır. Dövme çelikler, kobalt krom, Inconel veya gri ve sfero döküm demirler gibi daha ağır malzemeler, alüminyum ve magnezyuma kıyasla daha ağır olmalarına rağmen hala otomotiv parçaları üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Üreticilerin, bu "ağır" metalleri ağırlık açısından etkili ve hafif metallere karşı güçlü bir alternatif oluşturacak şekilde tasarlaması gerekir. Bu, daha karmaşık tasarımları baz alan ağa yakın biçimli parçaların üretilmesi anlamına gelir. Dahası, bu tasarımlar işlenirken, takım üzerindeki darbeyi azaltarak parça biçiminin korunmasını sağlayacak daha hafif bir kesme işlemi gerekir.

Bu karmaşık parçaların en yüksek kalitede, yüksek verimlilik ve parça başına düşük maliyetle üretilmesi OEM'lerin karşı karşıya kaldığı bir zorluktur. Ancak üreticiler, emisyon düzenlemelerine bağlı kalarak ve parça başına maliyeti düşük tutarak bunu nasıl başarabilir? Bu sorunun yanıtı, daha güvenilir, hassas ve verimli takımlama çözümlerinde yatıyor.

 Kenar frezeleme, farklı parçaların üretilmesi için önerilen temel ancak çok yönlü bir frezeleme uygulamasıdır

Doğru açı

Otomotiv üreticilerinin, zorlu ISO-P malzemelerinden üretilmiş daha karmaşık, ağa yakın biçimli parçaları işlerken rekabette öne geçmek için çaba göstermesi gerekir. Bunun başarılması, kesici takım seçimlerine bağlıdır. Örneğin, 90 derece boşluk açısına sahip kesici takımlar, radyal kesme kuvvetleri oluşturur ve daha da önemlisi kesme enerjisini parçadan uzağa aktarır. Özellikle daha ince duvarlı veya ağa yakın biçimli parçaların işlenmesi için uygundur.

Bu takımlar, farklı parçaların üretilmesi ve büyük miktarlarda malzemenin iş parçasından hızlı bir şekilde çıkarılması gerektiğinde önerilen temel ancak çok yönlü bir frezeleme uygulaması olan kenar frezeleme avantajı sağlar. Kenar frezeleme uygulaması sayesinde takım, aynı anda bir düzlem ve kenar yüzeyi oluşturur, bu nedenle iş parçasına 90 derecelik bir açı tercih edilir. Uygulamaya bağlı olarak diğer açılar da kullanılabilir, ancak kesici ve iş parçası arasında istenmeyen ofsetleri önlemek için doğru açının kullanılması önemlidir.

Pazarda 90 dereceye yakın bir frezeleme açısına yönelik tasarlanmış çok sayıda kenar frezeleme takımlama kesici ucu bulunmaktadır. Genellikle, bu kesici uçlar aynı anda omuz ve plan oluşturmak için dördü önde ve dördü arkada olmak üzere sekiz kenara sahiptir. Bazı durumlarda, altı kenara sahip kesici uçlar da bulunur. Bununla birlikte, Sandvik Coromant'ın takımlama uzmanları, müşterileri için daha fazla verimlilik, takım ömrü avantajlarının yanı sıra ekonomik faydalar sağlayacak yeni bir kenar frezeleme konseptine ihtiyaç duyulduğunu fark etmiştir.

Sonuç olarak, ISO-K ve ISO-P malzemelerinde otomotiv sanayi frezeleme uygulamalarına yönelik CoroMill® MF80 ürün grubu geliştirilmiştir. Bu kesici uçlarda sekiz kesme kenarı ve talaş koruması bulunur; daha iyi güvenlik ve talaş tahliyesi için optimize edilmiş mikro geometriye sahiptir ve ayrıca üstün bir yüzey ince işleme sağlayan silici kenar mevcuttur. Kesme kenarı düzgün kesme işlemi ve düşük kesme kuvvetleri için eğimlidir, bu da onu ince duvarlı parçalar ve sınırlı stabiliteye sahip tezgah ayarlarında ideal bir çözüm haline getirir. Mevcut CoroMill® 345 ile benzer teknoloji platformunu baz alan bu yeni frezeleme konsepti, altlık koruması içeren %40 oranında daha hafif bir kesici gövdesine ve titreşime yatkın uzun kullanma mesafeli uygulamalarda bile güvenli ve stabil işleme sağlayan çok sayıda kesici uca sahiptir.

89,5 derece yaklaşma açısı, işleme sırasında çok kenarlı kesicinin fikstüre yakın çalışmasına imkan tanır. Ayrıca, 90 dereceye yakın açı eksenel kuvvetleri azaltarak ince duvarlı parçalarda ve zayıf fikstürlerde titreşim ve çatırtı olmadan gelişmiş frezeleme olanağı sunar. Bu sayede daha fazla hassasiyet, tezgah kullanımında iyileştirme, hurda sayısında azalma ve daha uzun takım ömrü sağlar.

Performans testleri

CoroMill® MF80 performansı, ISO-K ve ISO-P malzemelerinin işlemesi sırasında rakip frezelere karşı test edilmiştir. Öncelikle, bir kaba işleme uygulamasında ISO-K küresel grafit (SG) demir (GJS400/K3.1.C.UT) iş parçasından taşıyıcılar ve destekler üretmek üzere rakip takıma karşı CoroMill® MF80'nin kullanıldığı ISO-K performans testine bakalım.

Her iki takım için dakikada 1000 devir (dev/dak) iş mili hızı (n), dakikada 250 metre (m/dak) kesme hızı (vc) ve dakikada 1200 milimetre (mm/dak) tabla ilerlemesi (vf) kullanıldı. Her freze, 20-80 mm radyal kesme derinliği (ae) ve 2-3 mm eksenel kesme derinliği (ap) ile çalıştırıldı. Diş başına ilerleme (fz) değerinde küçük bir farklılık vardı, rakibin frezesi için 0,24 mm ve CoroMill® MF80 için 0,3 mm değeri kullanıldı.

Sonuçta, rakibe ait freze aşınma belirtileri göstermeden önce 55 dakika içinde on parça üretti. Buna karşılık, CoroMill® MF80, 82 dakika çalışarak 15 parça üretti. Sandvik Coromant'ın frezesi ile takım ömründe %54 oranında artış sağlandı.

Diğer bir müşteri örneğinde, bir kaba kenar frezeleme uygulamasında ISO-P karbon çeliği (DIN 1.0619) iş parçasından pompa ve valf parçaları üretmek için rakibin frezesine karşı CoroMill® MF80 ile çalışıldı. Frezeler için 500 dev/dak n , 125 m/mm vc , 15/50 mm ae , 5 mm ap ve 0,15 mm fz olmak üzere aynı kesme değerleri ve farklı bir vf değeri kullanıldı. Rakip freze 375 mm/dak ve buna karşılık CoroMill® MF80 ise 600 mm/dak değeriyle çalıştı.

Bu örnekte, rakip freze dokuz parça CoroMill® MF80 ise 15 parça üretti ve verimlilikte %60 oranında artış sağlandı. Takım ömrüne gelince, 40 dakikalık işleme süresinden sonra CoroMill® MF80'de sadece çentiklenme aşınması görülürken takım ömründe %67 oranında bir artış sağlandı. Müşteriye sağladığı en önemli avantaj, frezenin altlık korumasının ve çok sayıda kesici uç kenarının, kaba talaş işleme veya kenar frezeleme uygulamalarında parça başına maliyeti düşürebilmesidir. Bunun gibi prosesler, üreticilerin katı CO2 emisyon yönetmeliklerini karşılayan araçlar üretmelerine yardımcı olurken, parça başına daha düşük maliyetin korunmasında da çok önemli olacaktır

Sandvik Coromant'ın ISO-K ve ISO-P malzemelerde frezeleme uygulamasına yönelik CoroMill® MF80 takımı hakkında daha fazla bilgi edinmek için web sitesini ziyaret edin.