Czy frezowanie CNC pozwala na obróbkę wszystkich stopów metali?

Frezowanie CNC rewolucjonizuje współczesną produkcję przemysłową. Metoda ta umożliwia precyzyjną obróbkę różnorodnych materiałów metalowych. Technologia ta staje się coraz bardziej popularna w wielu branżach.

Możliwości obróbki stopów metali na frezarkach sterowanych numerycznie są ogromne. Jednak każdy materiał stawia przed maszynami inne wymagania. Niektóre stopy obrabiają się łatwo, inne wymagają specjalistycznego sprzętu.

Sukces frezowania zależy od wielu czynników. Rodzaj stopu, moc maszyny i dobór narzędzi mają kluczowe znaczenie. Zrozumienie tych aspektów pozwala na efektywną produkcję.

Metale łatwo poddające się obróbce na frezarkach sterowanych numerycznie

Niektóre materiały metalowe frezują się wyjątkowo sprawnie. Ich struktura i właściwości fizyczne sprzyjają szybkiej obróbce. Maszyny CNC osiągają wtedy wysoką wydajność produkcyjną.

Miękkie stopy metali charakteryzują się niską twardością. Wymagają mniejszej mocy wrzeciona podczas skrawania. Proces obróbki przebiega szybko i ekonomicznie.

Aluminium i jego stopy jako materiały o doskonałej skrawalności

Aluminium należy do najbardziej popularnych materiałów we frezowaniu CNC. Materiał ten wyróżnia się małą gęstością około 2,7 g/cm³. Struktura krystaliczną aluminium ułatwia proces usuwania wiórów.​

Stopy aluminium zawierają dodatki krzemu, magnezu lub miedzi. Dodatki te poprawiają wytrzymałość przy zachowaniu dobrej skrawalności. Frezowanie aluminium przebiega przy prędkościach do 800 m/min.​

Obróbka tego materiału generuje niewielkie siły skrawania. Narzędzia zużywają się wolniej niż przy twardszych stopach. Aluminium dobrze odprowadza ciepło ze strefy skrawania.​

Materiał ten znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym. Branża motoryzacyjna również intensywnie wykorzystuje stopy aluminium. Producenci elektroniki cenią aluminium za łatwość obróbki.

Mosiądz i miedź w procesach frezowania przemysłowego

Mosiądz stanowi stop miedzi z cynkiem. Materiał ten wykazuje bardzo dobrą skrawalność. Cynk w składzie mosiądzu działa jak naturalny smar.​

Obróbka mosiądzu charakteryzuje się minimalnym powstawaniem zadziorów. Proces frezowania przebiega gładko i przewidywalnie. Narzędzia zachowują ostrość przez długi czas.​

Miedź w czystej postaci jest bardziej wymagająca. Materiał ten jest miękki i ciągliwy. Podczas skrawania może przyklejać się do ostrza.​

Charakterystyczne właściwości miedzi:

1. Doskonała przewodność elektryczna i cieplna
2. Wysoka ciągliwość utrudniająca łamanie wióra
3. Tendencja do zalesiania narzędzi podczas obróbki
4. Wymaganie ostrych, niepolerowanych ostrzy

Stopy miedzi z dodatkiem aluminium lub cyny obrabiają się lepiej. Bronze cynowe stosuje się w łożyskach ślizgowych. Miedź czysta znajduje zastosowanie w elektronice i elektrotechnice.​

Stale niskowęglowe charakteryzujące się niską twardością

Stale zawierające poniżej 0,3% węgla są łatwe w obróbce. Ich twardość nie przekracza zazwyczaj 150 HB. Materiały te skrawają się sprawnie przy standardowych parametrach.​

Niska zawartość węgla przekłada się na mniejszą twardość. Wiór powstający podczas frezowania łamie się regularnie. Proces nie wymaga szczególnie mocnych maszyn.

Stale niskowęglowe stosowane są w konstrukcjach spawanych. Przemysł maszynowy wykorzystuje je do produkcji elementów nieobciążonych. Materiały te dominują w produkcji seryjnej.

Parametry obróbki optymalne dla miękkich materiałów konstrukcyjnych

Miękkie metale pozwalają na agresywne parametry skrawania. Prędkość obrotowa wrzeciona może być bardzo wysoka. Posuw roboczy osiąga wartości zapewniające szybką produkcję.

Rekomendowane parametry frezowania miękkich stopów:

Głębokość skrawania może być znaczna przy odpowiedniej sztywności maszyny. Frezy o większej średnicy usuwają więcej materiału. Wydajność obróbki rośnie proporcjonalnie do parametrów.​

Chłodzenie odgrywa mniejszą rolę niż przy twardych stopach. Wystarczy minimalne smarowanie strefy skrawania. Niektóre materiały frezują się skutecznie na sucho.

Wyzwania podczas frezowania stopów o wysokiej twardości

Twarde stopy metali stawiają przed maszynami CNC duże wyzwania. Ich obróbka wymaga specjalistycznego wyposażenia i wiedzy. Koszty produkcji rosną znacząco wraz z twardością materiału.

Materiały trudnoskrawalne generują wysokie temperatury podczas frezowania. Siły skrawania osiągają wartości wielokrotnie większe niż przy aluminium. Narzędzia zużywają się bardzo szybko.

Przemysł lotniczy i energetyczny często wykorzystują te stopy. Wymagania dotyczące wytrzymałości wymuszają stosowanie trudnych materiałów. Producenci muszą inwestować w odpowiednie technologie.

Tytan i jego właściwości utrudniające proces skrawania

Tytan i jego stopy są niezwykle wymagające w obróbce. Materiał ten charakteryzuje się niską przewodnością cieplną. Ciepło gromadzi się w strefie skrawania.​

Właściwości tytanu wpływające na obróbkę:

• Niska przewodność cieplna powodująca przegrzewanie narzędzi
• Wysoka reaktywność chemiczna przy podwyższonych temperaturach
• Niski moduł sprężystości powodujący ugięcia podczas skrawania
• Tendencja do umocnienia powierzchniowego podczas obróbki

Tytan ugina się pod naciskiem narzędzia. Sprężystość materiału powoduje drgania i wibracje. Zjawisko to utrudnia uzyskanie dokładnych wymiarów.​

Wióry tytanowe są długie i ciągnące się. Trudno je ewakuować ze strefy obróbki. Wiór może owinąć się wokół narzędzia.​

Prędkość skrawania tytanu wynosi zaledwie 38-48 m/min. Jest to wartość kilkunastokrotnie mniejsza niż przy aluminium. Wydajność obróbki spada drastycznie.​

Stale hartowane wymagające specjalistycznych narzędzi tnących

Stale po obróbce cieplnej osiągają twardość powyżej 45 HRC. Materiały takie wymagają narzędzi z węglików spiekanych. Standardowe ostrza ulegają natychmiastowemu zniszczeniu.

Hartowanie stali zwiększa wytrzymałość i odporność na ścieranie. Proces ten znacząco utrudnia obróbkę mechaniczną. Maszyny muszą generować ogromne siły skrawania.

Stale narzędziowe po hartowaniu frezują się przy małych posuwach. Prędkość skrawania nie przekracza 70-100 m/min. Głębokość skrawania jest minimalna.​

Obróbka wymaga intensywnego chłodzenia emulsją lub olejem. System chłodzenia musi działać pod wysokim ciśnieniem. Ciecz dociera bezpośrednio do krawędzi skrawającej.

Stopy niklu stosowane w przemyśle lotniczym i energetycznym

Inconel i podobne superstopy należą do najtrudniejszych materiałów. Zawartość niklu przekracza często 50% składu chemicznego. Materiały te zachowują wytrzymałość przy temperaturach powyżej 700°C.​

Stopy niklu stosowane są w turbosprężarkach silników odrzutowych. Wytrzymują one ekstremalne warunki pracy. Produkcja tych elementów wymaga zaawansowanych technologii.

Obróbka Inconelu powoduje intensywne umocnienie powierzchniowe. Materiał staje się jeszcze twardszy podczas skrawania. Narzędzie musi usuwać materiał w sposób ciągły.​

Prędkość frezowania stopów niklu wynosi tylko 32-55 m/min. Producenci często hartują wstępnie materiał przed pierwszą obróbką. Obróbka finalna następuje po hartowaniu do pełnej twardości.​

Wskazówka: Podczas frezowania stopów niklu należy utrzymywać stały, ciągły posuw. Zatrzymanie narzędzia w materiale powoduje jego natychmiastowe umocnienie.

Ograniczenia techniczne obrabiarek CNC przy różnych materiałach

Możliwości frezarki CNC zależą od jej konstrukcji i wyposażenia. Nie każda maszyna poradzi sobie z twardymi stopami. Parametry techniczne określają zakres obrabialnych materiałów.

Konstrukcja obrabiarki musi być dostosowana do planowanych zadań. Producent uwzględnia typ obrabianych materiałów przy projektowaniu. Uniwersalność maszyn ma swoje granice.

Moc wrzeciona a możliwość frezowania twardych stopów

Wrzeciono stanowi serce każdej frezarki CNC. Jego moc określa maksymalne siły skrawania. Słabe wrzeciona nie poradzą sobie z twardymi materiałami.

Obróbka aluminium frezami do 5 mm wymaga wrzeciona 0,8 kW. Frezowanie stali narzędziami do 12 mm potrzebuje już 5,6 kW. Różnica jest ponad siedmiokrotna.​

Wymagania mocy wrzeciona według materiału:

• Aluminium i tworzywa: 0,8-3,3 kW przy średnich frezach
• Stale konstrukcyjne: 3,3-7,0 kW dla standardowej obróbki
• Stale hartowane: 5,6-10,0 kW przy ciężkich operacjach
• Tytan i superstopy: 7,0-15,0 kW dla efektywnej produkcji

Wrzeciona przemysłowe osiągają moce przekraczające 15 kW. Maszyny takie pracują całodobowo w trudnych warunkach. Koszt ich zakupu przekracza często milion złotych.​

Sztywność konstrukcji maszyny przy dużych siłach skrawania

Prowadnice liniowe muszą wytrzymać ogromne obciążenia podczas obróbki. Ugięcie konstrukcji powoduje błędy wymiarowe detalu. Stabilność maszyny jest kluczowa.

Ciężkie frezarki posiadają żeliwne korpusy i łoża. Konstrukcja ta tłumi wibracje skutecznie. Waga maszyny przekracza często kilka ton.

Lekkie maszyny hobby nie nadają się do twardych stopów. Ich konstrukcja nie zapewnia wymaganej sztywności. Drgania uniemożliwiają precyzyjną obróbkę.

Systemy chłodzenia niezbędne do obróbki materiałów o niskiej przewodności cieplnej

Tytan i stopy niklu słabo odprowadzają ciepło. Temperatura w strefie skrawania przekracza 800°C. Bez chłodzenia narzędzie ulega natychmiastowemu zniszczeniu.​

Systemy chłodzenia pompują ciecz pod ciśnieniem 20-80 barów. Strumień dociera precyzyjnie do krawędzi skrawającej. Intensywne chłodzenie jest niezbędne.

Nowoczesne maszyny posiadają chłodzenie przez wrzeciono. Kanały w narzędziu dostarczają płyn bezpośrednio do strefy. Efektywność chłodzenia rośnie wielokrotnie.

Aluminium często frezuje się z minimalnym chłodzeniem. Materiał sam odprowadza ciepło skutecznie. Wystarczy sporadyczne smarowanie strefy obróbki.

Szybkość zużycia narzędzi wpływająca na opłacalność produkcji

Narzędzia do tytanu wytrzymują zaledwie kilkadziesiąt minut obróbki. Koszt wymiany ostrzy rośnie drastycznie. Ekonomika produkcji pogarsza się znacząco.​

Frezy do aluminium pracują setki godzin bez wymiany. Narzędzia do stali trzymają kilkadziesiąt godzin. Różnica w żywotności jest ogromna.

Porównanie żywotności narzędzi:

• Aluminium: 200-500 godzin pracy frezu węglikowego
• Stal niskowęglowa: 50-100 godzin przy standardowych parametrach
• Stal hartowana: 10-30 godzin z powłokami specjalnymi
• Tytan: 2-8 godzin nawet z najlepszymi narzędziami

Kalkulacja kosztów musi uwzględniać wymianę ostrzy. Produkcja małych serii z tytanu bywa nieopłacalna. Przemysł lotniczy akceptuje wysokie koszty obróbki.​

Wskazówka: Monitorowanie zużycia narzędzi pozwala zaplanować wymianę przed awarią. Zapobiega to uszkodzeniu detalu i maszyny.

Dobór odpowiednich frezerów i powłok do konkretnych stopów

Narzędzie skrawające musi być dopasowane do obrabianego materiału. Geometria ostrza wpływa na efektywność procesu. Powłoki znacząco wydłużają żywotność frezu.

Producenci narzędzi opracowują specjalne rozwiązania dla trudnych materiałów. Każdy stop wymaga innego podejścia technologicznego. Wiedza o narzędziach jest kluczowa.

Narzędzia z węglików spiekanych do obróbki stali nierdzewnych

Węgliki spiekane charakteryzują się twardością 14-20 GPa. Materiał ten wytrzymuje temperatury do 850°C podczas skrawania. Narzędzia VHM wykonane są w całości z węglika.​

Węglik spiekany składa się z cząstek węglika wolframu. Kobalt działa jako spoiwo łączące ziarna. Zawartość kobaltu wpływa na twardość i wytrzymałość.

Mniej kobaltu oznacza większą twardość i odporność na ścieranie. Więcej kobaltu zwiększa wytrzymałość na zginanie. Producent dobiera skład do zastosowania.​

Stale nierdzewne wymagają węglików drobnoziarnistych. Struktura ta zapewnia ostrą krawędź skrawającą. Obróbka przebiega czystością powierzchni.

Frezy pokryte diamentem dla materiałów ściernych

Powłoki diamentowe osiągają twardość powyżej 9000 HV. Są one najtwardszym materiałem stosowanym na narzędzia. Diamenty syntetyczne nanoszone są metodą CVD.​

Kompozyty węglowe są pięciokrotnie bardziej ścierne niż stal. Narzędzia bez powłoki zużywają się w kilka minut. Diament wydłuża żywotność do tysięcy detali.​

Powłoki diamentowe stosowane są do frezowania kompozytów. Włókno węglowe niszczy standardowe węgliki błyskawicznie. Tylko diament wytrzymuje taką abrazję.​

Aluminium z wysoką zawartością krzemu również wymaga diamentu. Cząstki krzemu działają jak papier ścierny. Węglik zwykły nie wytrzymuje takiej obróbki.​

Geometria ostrzy dostosowana do właściwości obrabianego metalu

Kąt natarcia ostrza wpływa na siły skrawania. Materiały miękkie wymagają większych kątów dodatnich. Twarde stopy potrzebują mniejszych kątów lub ujemnych.

Geometria dla różnych materiałów:

• Aluminium: duży kąt natarcia 15-25°, ostre krawędzie polerowane
• Stal nierdzewna: średni kąt 8-12°, wzmocniona krawędź
• Tytan: mały kąt 5-8°, geometria odprowadzająca ciepło
• Kompozyty: ujemny kąt 0-5°, bardzo ostre ostrza

Liczba ostrzy frezu określa wydajność obróbki. Więcej zębów oznacza gładszą powierzchnię. Mniej ostrzy zapewnia lepsze odprowadzanie wiórów.

Spiralne rowki ułatwiają ewakuację wióra. Kąt helisy wynosi zazwyczaj 30-45 stopni. Konstrukcja frezu ma fundamentalne znaczenie.

Wskazówka: Regularne ostrzenie i regeneracja narzędzi węglikowych obniża koszty produkcji nawet o 40%.

Usługi frezowania CNC w firmie CNC Partner

CNC Partner specjalizuje się w precyzyjnej obróbce metali CNC. Firma dysponuje nowoczesnym parkiem maszyn frezujących różnych rozmiarów. Zaawansowane centrum obróbcze zapewnia realizację nawet najbardziej skomplikowanych projektów. Doświadczenie zbierane przez prawie trzy dekady przekłada się na jakość.

Frezowanie CNC stanowi główną specjalność zakładu produkcyjnego. Maszyny sterowane numerycznie wykonują elementy o wysokiej dokładności wymiarowej. Klienci z Polski i krajów europejskich korzystają regularnie z usług. Przemysł lotniczy, motoryzacyjny oraz medyczny znajduje tutaj odpowiednie rozwiązania produkcyjne.

Kompleksowa oferta obróbki metali

CNC Partner wykracza poza samo frezowanie. Zakład realizuje również toczenie CNC dla różnorodnych komponentów. Elektrodrążenie drutowe WEDM umożliwia precyzyjne kształtowanie trudnych elementów. Materiały o twardości do 64 HRC poddawane są skutecznej obróbce.

Szlifowanie CNC uzupełnia zakres usług produkcyjnych. Powierzchnie detali osiągają chropowatość do Ra 0,63. Firma przetwarza aluminium różnych gatunków, stale konstrukcyjne i hartowane. Tworzywa sztuczne również znajdują się w ofercie obróbki. Zakład przyjmuje zarówno zamówienia jednostkowe, jak i produkcję seryjną.

Park maszynowy obejmuje frezarki pionowe o różnych polach roboczych. Największa maszyna pracuje na obszarze 1700 x 900 mm. Oprogramowanie CAM optymalizuje ścieżki narzędzi dla maksymalnej efektywności. Precyzja wykonania sięga kilku mikrometrów.

Zakład stosuje zaawansowane systemy chłodzenia podczas obróbki. Narzędzia z węglików spiekanych zapewniają długą żywotność. Kontrola jakości przebiega na każdym etapie produkcji. Wieloletnie doświadczenie pozwala na szybkie rozwiązywanie problemów technicznych.

Szybka wycena i terminowa realizacja

Wyceny zamówień przygotowywane są w ciągu 2 do 48 godzin. Czas realizacji wynosi od 3 do 45 dni roboczych. Zależy od złożoności projektu i wielkości serii produkcyjnej. Dostawa na terenie Polski następuje w ciągu 48 godzin.

Firma wysyła elementy do klientów w całej Unii Europejskiej. Większe kontrakty obsługiwane są własnym transportem bezpośrednim. Elastyczne podejście do potrzeb klientów buduje długotrwałe relacje biznesowe.

Skontaktuj się z CNC Partner w celu uzyskania szczegółowej wyceny. Zespół doradczy pomoże dobrać optymalne rozwiązania technologiczne. Zamów konsultację i poznaj pełną ofertę usług obróbki.

Materiały kompozytowe i specjalne stopy we frezowaniu CNC

Nowoczesny przemysł wykorzystuje coraz więcej nietypowych materiałów. Kompozyty i specjalne stopy znajdują zastosowanie w technologiach przyszłości. Ich obróbka wymaga szczególnego podejścia.

Obróbka kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym

Kompozyty CFRP łączą włókna węglowe z żywicą epoksydową. Materiał ten jest lżejszy od aluminium o 40%. Wytrzymałość przewyższa stale konstrukcyjne.

Frezowanie kompozytów wymaga diamentowych narzędzi. Włókna węglowe niszczą standardowe ostrza w minuty. Tylko najtrwalsze powłoki wytrzymują abrazję.​

Kompozyty nie tolerują wysokich temperatur obróbki. Żywica ulega degradacji powyżej 180°C. Chłodzenie sprężonym powietrzem jest konieczne.

Delaminacja stanowi główny problem podczas skrawania. Warstwy materiału oddzielają się od siebie. Ostre narzędzia i właściwe parametry zapobiegają zjawisku.​

Stopy magnezu charakteryzujące się wyjątkową lekkością konstrukcji

Magnez jest najlżejszym metalem konstrukcyjnym. Jego gęstość wynosi zaledwie 1,74 g/cm³. Stop AZ91 zawiera dodatki aluminium i cyrkonu.​

Obróbka magnezu jest relatywnie łatwa technicznie. Materiał skrawa się chętnie przy wysokich prędkościach. Wióry są drobne i łatwe do ewakuacji.

Magnez wymaga szczególnych środków bezpieczeństwa. Drobny pył jest palny i wybuchowy. Instalacje odpylające muszą być odpowiednio zabezpieczone.

Stopy magnezu znajdują zastosowanie w motoryzacji sportowej. Przemysł lotniczy wykorzystuje je w elementach nieobciążonych. Branża elektroniczna produkuje z nich obudowy.

Żeliwo sferoidalne i jego zastosowanie w produkcji elementów odlewniczych

Żeliwo sferoidalne zawiera grafit w formie kulistej. Struktura ta zapewnia lepsze właściwości mechaniczne niż żeliwo szare. Wytrzymałość osiąga 400-700 MPa.​

Frezowanie żeliwa generuje dużo pyłu ściernego. Narzędzia muszą być odporne na abrazję. Węgliki gruboziarniste spisują się najlepiej.

Parametry obróbki żeliwa sferoidalnego:

• Prędkość skrawania: 130-190 m/min zależnie od twardości​
• Chłodzenie: wymagane, emulsja lub olej
• Narzędzia: węgliki z powłokami antyściernymi
• Posuw: 0,15-0,25 mm/ząb przy średnich głębokościach

Żeliwo znajduje szerokie zastosowanie w odlewnictwie przemysłowym. Producenci obrabiarek wykorzystują je na korpusy maszyn. Branża motoryzacyjna produkuje bloki silników.​

Brązy cynowe jako materiały o dobrych właściwościach ślizgowych

Brąz stanowi stop miedzi z cyną. Zawartość cyny wynosi zazwyczaj 5-15%. Materiał ten wykazuje doskonałą odporność na tarcie.

Brązy cynowe stosowane są w łożyskach ślizgowych. Pracują one bez dodatkowego smarowania przez długi czas. Przemysł okrętowy intensywnie wykorzystuje te stopy.

Obróbka brązu przebiega podobnie jak mosiądzu. Materiał jest nieco twardszy i mniej plastyczny. Wióry łamią się regularnie i nie zalepiają narzędzi.

Frezowanie brązu nie wymaga specjalistycznego sprzętu. Standardowe maszyny CNC radzą sobie bez problemu. Parametry są zbliżone do obróbki stali miękkiej.

Wskazówka: Brązy grafitowe wymagają zmniejszenia prędkości skrawania o 30% względem czystych brązów cynowych.

FAQ: Często zadawane pytania

Jakie stopy metali są najtrudniejsze do obróbki na frezarkach CNC?

Najtrudniejszymi materiałami są stopy niklu, tytan oraz hartowane stale. Inconel i podobne superstopy zachowują wytrzymałość przy temperaturach przekraczających 700 stopni Celsjusza. Materiały te stosowane są głównie w przemyśle lotniczym i energetycznym. Ich obróbka wymaga bardzo mocnych maszyn i specjalistycznych narzędzi.

Tytan charakteryzuje się niską przewodnością cieplną, zaledwie 21 W/mK. Ciepło gromadzi się w strefie skrawania, niszcząc narzędzia błyskawicznie. Hartowane stale o twardości powyżej 45 HRC wymagają frezerów z powłokami specjalnymi. Zużycie narzędzi następuje wielokrotnie szybciej niż przy aluminium.

Główne problemy podczas obróbki:

1. Ekstremalne temperatury przekraczające 800°C w strefie skrawania
2. Intensywne umocnienie powierzchniowe materiału podczas procesu
3. Bardzo wysokie siły skrawania obciążające konstrukcję maszyny
4. Krótka żywotność narzędzi skrawających, często poniżej 10 godzin

Dlaczego frezowanie tytanu jest tak wymagające technologicznie?

Tytan łączy w sobie kilka właściwości utrudniających obróbkę mechaniczną. Materiał ten ma niski moduł Younga, wynoszący około 110 GPa. Powoduje to ugięcie przedmiotu pod naciskiem narzędzia. Drgania i wibracje uniemożliwiają precyzyjną obróbkę.

Reaktywność chemiczna tytanu rośnie dramatycznie przy wysokich temperaturach. Metal ten tworzy silne wiązania z wieloma pierwiastkami. Materiał przywiera do krawędzi skrawającej narzędzia. Zjawisko to nazywane jest przyspawaniem. Narzędzie traci ostrość bardzo szybko. Prędkość skrawania musi być niska, tylko 38-48 metrów na minutę. Wydajność obróbki spada drastycznie w porównaniu do aluminium.

Czy każda frezarka CNC może obrabiać hartowane stale skutecznie?

Standardowe frezarki hobby i półprofesjonalne nie poradzą sobie z hartowanymi stalami. Obróbka materiałów o twardości powyżej 45 HRC wymaga mocnego wrzeciona. Moc musi przekraczać 5,6 kW dla efektywnej produkcji. Lekkie maszyny nie zapewniają wymaganej sztywności konstrukcji.

Wymagania techniczne dla obróbki stali hartowanej:

• Wrzeciono o mocy minimum 5,6 kW przy średnich narzędziach
• Ciężka konstrukcja żeliwna tłumiąca wibracje skutecznie
• System chłodzenia pod wysokim ciśnieniem, minimum 20 barów
• Precyzyjne prowadnice liniowe wytrzymujące duże obciążenia

Przemysłowe frezarki pionowe posiadają wrzeciona 10-15 kW. Ich masa przekracza często 3-5 ton. Koszt takich maszyn wynosi setki tysięcy złotych. Mniejsze obrabiarki mogą frezować stal przed hartowaniem. Obróbka finalna następuje po obróbce cieplnej na maszynach przemysłowych.

Jakie znaczenie ma chłodzenie podczas frezowania różnych stopów metali?

System chłodzenia bezpośrednio wpływa na żywotność narzędzi i jakość obróbki. Aluminium odprowadza ciepło samodzielnie dzięki przewodności 205 W/mK. Wystarczy sporadyczne smarowanie strefy skrawania. Stal nierdzewna ma przewodność tylko 16 W/mK. Wymaga intensywnego chłodzenia emulsją lub olejem.

Tytan generuje temperatury przekraczające 800 stopni w strefie kontaktu. Bez chłodzenia narzędzie ulega natychmiastowemu zniszczeniu. Nowoczesne systemy pompują ciecz pod ciśnieniem 20-80 barów. Płyn dociera bezpośrednio do krawędzi skrawającej przez kanały w narzędziu. Kompozyty węglowe nie tolerują mokrego chłodzenia. Żywica ulega degradacji powyżej 180 stopni Celsjusza. Sprężone powietrze chłodzi strefę skutecznie bez uszkodzeń materiału.

Jak długo wytrzymują narzędzia podczas obróbki twardych stopów metali?

Żywotność frezerów zależy bezpośrednio od twardości obrabianego materiału. Narzędzia do aluminium pracują 200-500 godzin bez wymiany. Stale konstrukcyjne skracają żywotność do 50-100 godzin. Hartowane stale pozwalają na zaledwie 10-30 godzin pracy.

Obróbka tytanu jest najbardziej wymagająca dla narzędzi skrawających. Frezy wytrzymują tylko 2-8 godzin intensywnej pracy. Superstopy niklu typu Inconel dają podobne wyniki. Koszty wymiany ostrzy rosną dramatycznie. Kalkulacja rentowności produkcji musi uwzględniać ten czynnik. Powłoki diamentowe wydłużają żywotność przy kompozytach węglowych. Narzędzia pracują wtedy tysiące cykli. Regeneracja i ostrzenie węglików obniża koszty o 40%. Jednak nie wszystkie frezy nadają się do regeneracji.

Podsumowanie

Frezowanie CNC umożliwia obróbkę zdecydowanej większości stopów metali. Aluminium, mosiądz i stale niskowęglowe obrabiają się bez większych trudności. Materiały te nie wymagają specjalistycznego wyposażenia.

Twarde stopy metali stawiają znacznie większe wyzwania technologiczne. Tytan, hartowane stale i superstopy niklu wymagają mocnych maszyn. Koszty obróbki rosną wielokrotnie wraz z twardością materiału.

Ograniczenia techniczne obrabiarek określają zakres możliwych zastosowań. Moc wrzeciona, sztywność konstrukcji i system chłodzenia mają kluczowe znaczenie. Dobór odpowiednich narzędzi i powłok decyduje o sukcesie. Nowoczesne technologie pozwalają frezować praktycznie każdy stop metalu. Pytanie brzmi nie czy można, ale czy jest to ekonomicznie uzasadnione. Niektóre materiały lepiej obrabiać innymi metodami niż frezowaniem.

Źródła:

1. https://pl.wikipedia.org/wiki/Frezowanie
2. https://pl.wikipedia.org/wiki/Obr%C3%B3bka_metali
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Milling_(machining)
4. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2021/4420250
5. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214785320313146
6. https://www.scientific.net/AMR.1181.11