Pro ISCAR, stejně jako pro každého výrobce řezných nástrojů, je výroba forem a zápustek velmi důležitým segmentem zákaznické produkce. Tento průmyslový obor nejenže spotřebovává stále více nástrojů, ale neustále generuje nové požadavky, které mají významný dopad na pokrok v oblasti řezných nástrojů. Tyto požadavky jsou typické pro každé odvětví v kovoobráběcím průmyslu. Zákazník má vždy zájem o produktivnější, spolehlivější a přesnější nástroje. Specifické vlastnosti forem a zápustek vyžadují zvláštní konstrukční ohledy nad rámec obecných požadavků.
Materiály, obráběné plochy a obráběcí strategie jsou třemi charakteristickými znaky výroby forem a zápustek a mají podstatný vliv na požadavky řezných nástrojů. Podle firmy ISCAR povede k úspěšným řešením, pro odvětví výroby forem a zápustek, pouze ucelená koncepce vývoje nástrojů založená na těchto aspektech v kombinaci s integrací průmyslu 4.0 inspirovaného současným vývojem digitalizace.
Náročné materiály
Hlavním materiálem obrobku pro průmysl výroby forem a zápustek je ocel, která je velmi často tvrdá. Tvrdost obrobku je hlavním faktorem, který ovlivňuje použitý řezný materiál a geometrii. Opotřebované nebo poškozené formy a zápustky se renovují několika způsoby jako je např. navařování a žárový nástřik kovů. Následné obrábění těchto povrchů vyžaduje řezný nástroj k odstranění přebytečného materiálu po opravě, který je kombinací velmi tvrdé a relativně měkké vrstvy. Tato skutečnost významně zkracuje životnost nástroje a vyžaduje, aby výrobci nástrojů vyvinuli zvýšené úsilí vedoucí k dosažení nezbytné trvanlivosti.
Složité tvary
Formy a zápustky jsou velmi často tvarově složité. Trojrozměrný (3D) tvar je pro ně více než typický. Schopnost efektivně obrábět takovéto 3D plochy je tak logicky důležitým požadavkem na řezné nástroje. Očekává se, že nástroj poskytne požadované parametry pro přesnost tvaru a povrchovou úpravu a zajistí dobrou životnost nástroje potřebnou k dokončení obrobení tvaru.
Obrábění forem a zápustek
Výroba forem a zápustek vyžaduje různé typy aplikací jako jsou soustružení, vrtání, vystružování a další, ale největší podíl tvoří frézování. Velmi specifické je pro tento obor velké množství nerotační dílů, složité 3D tvarové plochy, potřeba obrábění spousty dutin, které vyžadují odebrání velkého přebytku materiálu. Tyto aspekty staví frézovací nástroje na první místo, které tento obor hojně využívá.
Vzhledem k neustálé potřebě zvýšit produktivitu při výrobě forem a zápustek bylo toto průmyslové odvětví jedním z prvních, které velmi rychle přijalo pokročilé obráběcí metody, jako je vysokorychlostní frézování (HSM) a frézování s vysokými posuvy (HFM), a použilo účinné obráběcí strategie za pomoci nových produktů dostupných na trhu.
Pokrokové metody a techniky, které byly zavedeny, měly velký dopad na řezné nástroje, což vedlo k novým požadavkům na výrobce nástrojů. V průběhu předešlých let se požadavky na nástroje stále více zvyšovaly. Dnešní výrobci forem a zápustek reprezentují jednoho z nejnáročnějších spotřebitelů řezných nástrojů a očekávají, že výrobci řezných nástrojů budou reagovat na průmyslové trendy.
Společnost ISCAR, přední výrobce řezných nástrojů, v průběhu let úspěšně spolupracovala s výrobci forem a zápustek a neustále zdokonaluje svá nástrojová řešení a přináší na trh nové výrobky a neustále modernizuje i ty stávající a také prostřednictvím svých techniků poskytuje konzultace a technologie na klíč.
Řezné materiály pro výrobu forem a zápustek
Při výrobě forem a zápustek se pro hrubování dutin a široká osazení často používají čelní válcové frézy s vyměnitelnými destičkami. Frézy pracují s vysokým zatížením, a proto je řezný materiál destičky klíčovým faktorem pro zlepšení životnosti nástroje. V nedávné době uvedla firma ISCAR na trh houževnatý karbid IC845 s AlTiN PVD nanovrstvým povlakem a speciální postpovlakovací povrchovou úpravou SUMO TEC. Tento karbid byl navržen speciálně pro obrábění při značném zatížení břitu s přerušovaným řezem. Destičky vyrobené z karbidu IC845 vykazují podstatně lepší životnost, což v důsledku zlepšuje výkon čelních válcových fréz a kotoučových fréz na kterých jsou používány.
Řada monolitních karbidových fréz ISCAR byla doplněna o nový karbid IC702 (s modrou barvou). Jedná se o tvrdý submikronový substrát s PVD povlakem, který vyniká vysokou odolností proti plastické deformaci, oxidaci, vyštipování a otěru při obrábění kalené oceli až do 65 HRC.
Pokročilé obrábění tvarových ploch
Při obrábění tvarově složitých ploch jsou nepostradatelné toroidní a kulové frézy. Pro tyto účely nabízí ISCAR rozsáhlou řadu typů nástrojů jako jsou frézy s vyměnitelnými destičkami, stopkové frézy s vyměnitelnými hlavicemi a také monolitní karbidové nástroje. Liší se jmenovitými průměry, přesností, způsobem upnutí a rozsahem použití podle toho, zda je tvrdost obrobku nízká, střední nebo vysoká.
Výroba forem a zápustek je charakterizována velkým podílem malých a středně velkých výrobců. Pro ně je při výběru nástroje důležitým faktorem všestrannost (multifunkčnost).
Nedávná kampaň LOGIQ společnosti ISCAR uvedla na trh novou řadu nástrojů. Jednou z nich je skupina nástrojů TOR6MILL. Tělesa nástrojů TOR6MILL (obr. 1) se dodávají jako stopkové frézy, stopkové frézy se závitovým adaptérem FLEXFIT a čelní frézy. Do všech těles je možné upnout až 4 různé geometrie destiček. Podle typu geometrie upnuté destičky je možné získat tyto nástroje: toroidní, 90°, 45° nebo FF – rychloposuvový nástroj (FastFeed) s 6 řeznými hranami. Frézy TOR6MILL je možné použít pro obrábění 3D povrchů, 90° bočních úběrů, čelního frézování, 45° sražení nebo jako vysoceproduktivní FF nástroj.
Inovativní technologie
Frézování s vysokými posuvy a vysokorychlostní frézování se ukázaly být účinnými metodami, jak dramaticky zvýšit produktivitu obrábění a výrazně zkrátit dobu výroby. Díky včasnému zavedení těchto účinných metod se odvětví výroby forem a zápustek podařilo uspokojit prudce zvýšenou poptávku, která se objevila v 90. letech.
Frézování s vysokými posuvy
Současní výrobci řezných nástrojů nabízejí velký výběr rychloposuvových fréz. Nejinak je tomu i u firmy ISCAR. Standardní frézovací rychloposuvové nástroje ISCAR zahrnují více než 10 řad nástrojů, které se liší svým konstrukčním principem (s vyměnitelnými destičkami, monolitní a s vyměnitelnou hlavicí), jmenovitým průměrem, řeznou geometrií, způsobem upnutí a samotnou použitelností (obrábění čelních ploch, kapes a hlubokých dutin). Tato rozmanitá škála umožňuje výrobcům forem a zápustek vybrat pro své potřeby optimální nástroj.
ISCAR považuje rychloposuvové nástroje za důležité pomocníky pro zvýšení produktivity a pokračuje ve vývoji a představování nových nástrojových řad a vylepšování těch stávajících. Není divu, že nově představené frézovací nástroje z nedávné marketingové kampaně LOGIQ byly určeny zejména pro frézování s vysokými posuvy.
NAN3FEED a MICRO3FEED, dvě z nejnovějších řad rychloposuvových nástrojů ISCAR s vyměnitelnými destičkami se dodávají již od průměru 8 mm. Takovýto průměr nástroje je spíše charakteristický pro monolitní karbidové nástroje. Firma ISCAR se však domnívá, že výhody koncepce nástroje s vyměnitelnými destičkami pro hrubovací operace postaví tyto 2 řady nástrojů do čelní pozice co se týká použití a budou nákladově efektivní alternativou monolitních karbidových nástrojů.
Řada rychloposuvových fréz LOGIQ4FEED (obr. 2) je určená pro speciálně tvarované oboustranné destičky FFX4 XNMU se 4 řeznými hranami. Destičky se dodávají ve velikosti 4 a 8 mm. Neobvyklý tvar destičky umožňuje použít velký úhel zapouštění. Tato vlastnost předurčuje nástroj LOGIQ4FEED k použití pro vysoce účinné hrubování dutin a zejména těch hlubokých. Tělesa FFX4 se dodávají jako stopkové nástroje (vč. systému FlexFit a Multi-Master) a jako čelní nástrčné frézy.
Vysokorychlostní frézování
V rámci rozšíření sortimentu výrobků určených pro vysokorychlostní frézování uvedla firma ISCAR na trh vícebřité monolitní karbidové frézy EFF-S z řady SOLIDFEEDMILL v průměrech 1–20 mm určených pro dokončovací a polodokončovací operace. Stopkové frézy se vyrábějí z karbidu IC902 z ultrajemného substrátu s 9 % kobaltu s TiAlN PVD povlakem a jsou vhodné pro obrábění kalených ocelí (až 65 HRC). Hodnota otáček až 20000 ot./min.
Nástroje MULTI-MASTER
Potřeba přizpůsobit formy a zápustky výrobkům je důvodem, proč je jejich výroba často nízkoobjemová nebo dokonce kusová, což má za následek velký počet malých až středně velkých výrobců, kteří se zabývají touto výrobou. Pro takové výrobce má zásadní význam efektivní využití řezných nástrojů a dobře řízená správa zásob nástrojů. Přizpůsobení formy nebo zápustky však často vyžaduje specifickou konfiguraci nástroje, aby bylo možné obrobit její obtížně přístupné části. Ne každý řezný nástroj ve výdejně je pro tento typ obrábění optimální. Ideálním řešením se nejeví ani objednání nástroje na míru.
Nástroje z řady MULTI-MASTER (obr. 3) s možností složeného nástroje z několika dílů vč. vyměnitelné hlavice pomáhá tyto obtíže překonat.
Podle konceptu MULTI-MASTER je vyměnitelná karbidová hlavice vhodná pro upnutí do různých stopek a stopka může nést různé hlavice. Hlavice mají různý tvar, řeznou geometrii a velikosti a jsou určeny pro obrábění 3D tvarových ploch, rovinných ploch, drážek, zkosených hran a dutin. Válcové a kuželovité stopky mají různé rozměry pro určité vyložení nástroje.
Systém MULTI-MASTER zahrnuje širokou škálu vyměnitelných hlavic, stopek, redukcí a prodloužení. V současné době umožňuje přes 40 000 kombinací sestavení nástroje. Řada MULTI-MASTER splňuje požadavky důležitého principu „bez potřeby seřizování“, protože výměna opotřebené hlavice nevyžaduje žádné další nastavení. Hlavici lze vyměnit bez vyjmutí nástroje ze stroje, což výrazně snižuje prostoj. Díky těmto vlastnostem je řada MULTI-MASTER v oblasti výroby forem a zápustek mimořádně populární.
Digitální nástrojové sestavy
Nízkoobjemový charakter výroby forem a zápustek a vysoce přesné strojově opracované tvary činí jakoukoliv odchylku od specifikací formy/zápustky Achillovou patou. I malá chyba může způsobit odmítnutí celého výrobku. Digitalizace v moderní výrobě, poháněná vývojem Průmyslu 4.0, poskytuje výrobcům forem a zápustek účinný nástroj k překonání této překážky. Jedná se o počítačové modelování obráběcích procesů. Tím je zajištěno provádění produktivních obráběcích strategií, optimalizace drah nástroje a řezných podmínek a zabránění případných kolizí.
Společnost ISCAR rozšířila svůj svět digitalizace tím, že do svého elektronického katalogu zavedla možnost sestav frézovacích nástrojů, která obsahuje dostupná a přesná data nástrojů. Vytvoření digitální nástrojové reprezentace sestavy reálného nástroje, na základě normy ISO 13399, usnadňuje přesnou komunikaci informací o nástrojích mezi softwarovými systémy. Integrace této nové funkce do systému CAD/CAM výrobce forem a zápustek může zabránit chybám v provozu při reálném obrábění. Společnost ISCAR plánuje rozšířit svůj Průmysl 4.0 o produkty založené na datech a propojit digitální a virtuální svět moderní výroby pro oblast výroby forem a zápustek.
Mnoho výrobků kolem nás se vyrábí za pomoci forem/zápustek a poptávka po těchto výrobcích neustále roste. Pokroky v průmyslových oborech, jako je automobilový průmysl, přední spotřebitel forem a zápustek, mají velký vliv na jejich výrobu. Další požadavky na formy a zápustky povedou k nové úrovni požadavků na řezné nástroje, které výrobci forem a zápustek potřebují. ISCAR zastává názor, že výrobci řezných nástrojů by měli tyto požadavky předvídat a jednat podle toho, aby byli schopni včas poskytnout potřebná řešení.
