Hoe Sumitomo's Binderless CBN en PCD nieuwe normen stellen voor snijgereedschappen

Met uitdagende bewerkingstaken die soms meerdere gereedschapswisselingen vereisen, is een duurzaam gereedschap dat de standtijd verlengt zeer wenselijk. Hier ziet u hoe Sumitomo's bindmiddelloze CBN- en binderloze PCD-gereedschappen duurzame, harde snijopties bieden voor het werken met moeilijk te snijden materialen.

Sumitomo is altijd toegewijd geweest aan het moderniseren van haar productlijnen.

Het nieuwste product van zijn onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen is een set snijgereedschappen die de eindgebruiker meer veelzijdigheid geeft bij het bewerken van moeilijk te snijden materialen, zoals titaniumlegeringen.

De ingenieurs van Sumitomo zijn erin geslaagd om bindmiddelloze CBN (kubisch boornitride) en bindmiddelloze PCD (polykristallijne diamant) gereedschappen te creëren.

Deze producten binden deeltjes op nanometer- of submicronniveau rechtstreeks zonder gebruik te maken van metalen bindmiddelen. Deze "bindmiddelloze" technologie is harder en heeft een betere thermische geleidbaarheid dan conventionele CBN/PCD, wat een hogere efficiëntie mogelijk maakt en een groot voordeel biedt voor machinisten die waarde hechten aan productiviteit, standtijd en veelzijdigheid.

"De klant vraagt ​​altijd om een ​​gereedschap dat langer meegaat, een betere afwerking geeft en minder kost", zegt George Schendel, applicatie-ingenieur bij Sumitomo Electric Carbide.

"Dus het is altijd een doel van de ontwikkelaars geweest om een ​​product zonder bindmiddel te produceren, omdat ze dachten dat er voordelen zouden zijn", voegt hij eraan toe. "Het bindmiddel is een zwakke schakel in het materiaal van het snijgereedschap, maar niemand heeft het ooit kunnen doen totdat onze wetenschappers met de huidige oplossing kwamen."

De wetenschap van bindmiddelloze CBN en PCD

Volgens een nieuw ontwikkeld proces hebben Sumitomo-ingenieurs kleine kristalkorrels van koolstof ontwikkeld die compact kunnen worden opgemaakt en 100 keer kleiner zijn dan eerdere korrelgroottes. Deze korrels zijn direct aan elkaar gebonden, zonder bindmiddel ertussen, waardoor ze een zeer hoge hardheidsgraad hebben.

“De traditionele methode om een ​​metallisch bindmiddel te gebruiken, introduceert een onzuiverheid in de snijkant. Dus als het product zonder bindmiddel wordt gemaakt, heb je een zeer zuivere snijkant en gaat het langer mee, en dus kan het zeer kosteneffectief zijn voor de gebruiker”, zegt Schendel.

Wanneer we het materiaal sinteren, verstrengelen de kubusvormige roosters tussen deze kleine korrels zich met elkaar en neemt de korrelgrootte daadwerkelijk toe; ze groeien uit tot grotere korrels die nog steeds veel kleiner zijn dan wat we leveren in onze andere conventionele producten, maar die korrels hechten zich aan elkaar en het kubische rooster wordt erg sterk”, zegt Schendel.

Hij legt uit dat het uiteindelijke doel van dit type snijgereedschap is dat het hard moet zijn. Dus wanneer een bindmiddel wordt gebruikt in conventionele gereedschappen om materiaal te synthetiseren, verzwakt het de binding tussen de materiaalkorrels, wat betekent dat er een plaats is waar het inzetstuk van het gereedschap kan falen en de snijkant zijn vorm kan verliezen, wat ook betekent dat het niet kan presteren niet meer.

"Door geen bindmiddel te gebruiken, maken we de binding tussen de korrels sterker dan de korrel zelf, dus het verbetert de eigenschappen van het snijmateriaal", zegt Schendel.

Binderloze materiaaltoepassingen

De twee bindmiddelloze producten van Sumitomo zijn:

Binderless CBN (NCB100):

• Ideaal voor zeer efficiënte afwerking van titaniumlegeringen, kobaltchroomlegeringen, gecementeerd carbide en andere moeilijk te snijden materialen.
• Het gereedschap biedt ook een onovertroffen maatnauwkeurigheid en verminderde oppervlakteruwheid, en een drastisch verbeterde standtijd die resulteert in optimale kostenefficiëntie.

Binderloze PCD (NPD10/DA90):

• Het meest geschikt voor het nabewerken van hardmetaal en hard, bros materiaal, voornamelijk wolfraamcarbide en gecementeerd carbide.
• Behoudt uitstekende maatnauwkeurigheid gedurende lange perioden.
• Behaalt een zeer nauwkeurige bewerking van carbide met nano-polykristallijn diamant, dat een uitstekende slijtvastheid heeft.
• Vermindert het aantal keren dat het gereedschap moet worden geïndexeerd aanzienlijk in vergelijking met eerdere diamantgereedschappen, waardoor de werkefficiëntie wordt verbeterd en de totale kosten worden verlaagd.

Zoals hierboven vermeld, is CBN zeer nuttig voor titanium en titaniumlegeringen, terwijl PCD wordt gebruikt voor harde brosse materialen zoals wolfraamcarbide en gecementeerd carbide, die de meeste mensen nu malen.

"Je zou een hardmetalen vingerfrees kunnen snijden met de NPD10 binderloze PCD-snijkant, en sommige gegoten fabrikanten gebruiken het voor hardmetalen ponsen, terwijl bedrijven die lensholtes of lensmallen maken het gebruiken om de eigenlijke holte voor de lens te snijden," Schendel zegt. "Normaal zou je slijpen moeten gebruiken om dat blok te maken, maar nu kunnen we direct snijden."

Omdat de nieuwe binderless-technologie een veel betere standtijd mogelijk maakt, verhoogt het de doorvoer voor de eindgebruiker, wat aanzienlijk is, legt Schendel uit.

"Door de cyclustijd te verkorten, kan een fabrikant sneller werken en meer onderdelen per dag maken, zodat de winst toeneemt", zegt hij. "Of een werkplaats kan een kleinere serie units sneller afwerken, zodat de machine beschikbaar is voor de volgende klus, zodat ze elk jaar meer onderdelen binnenkrijgen, wat altijd een groot pluspunt is."

En als winkels productiever zijn, hebben ze niet zoveel machinebedieners nodig, voegt hij eraan toe:"Dus als ze nu moeite hebben om werknemers te vinden, helpt deze tool hen om meer te produceren met minder mensen."

Voordelen voor de lucht- en ruimtevaart, medische industrie

Binderless CBN- en PCD-tools worden gebruikt in specifieke industrieën.

Binderloze CBN-tools worden bijvoorbeeld voornamelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en de medische industrie. Aerospace gebruikt veel titanium en titaniumlegeringen. De medische industrie gebruikt ook titanium en kobaltchroom voor zaken als knie- en heupgewrichten.

Omdat het produceren van onderdelen voor deze industrieën duur kan zijn, kan het verlagen van de kosten per onderdeel door de prestaties van de tool deze klanten helpen met hun totale kostenbesparingen.

Testsnijden bij het draaien van titaniumlegeringen met Sumitomo's NCB100 bindmiddelloze CBN leverde de onderstaande resultaten op:

• Consistente spaanbeheersing en een duurzame snijkant, waardoor de gereedschappen uitstekende kandidaten zijn om de huidige stabiele afwerkingsprocessen met hardmetaal te vervangen
• 3X langer in de snede
• 9X de hoeveelheid verwijderd materiaal
• Geminimaliseerde uitvaltijd
• Gereduceerde invoer van de operator
• Geen behoefte aan overbodige tools
• Bediening zonder toezicht ingeschakeld

Lagere kosten zijn een ander voordeel, zegt Schendel.

"Hoewel deze artikelen een hoger prijskaartje hebben, heeft de retourzending de klant een grote waarde opgeleverd", zegt hij.

In veel gevallen kan onze traditionele PCD (DA90) een werkstuk op een kosteneffectieve manier voorbewerken en afwerken, voegt Schendel eraan toe. "Ruw met de DA90 en eindig met de NPD10 zonder bindmiddel, en dat is de kosteneffectieve manier om het te doen."

“En als gebruikers op zoek zijn naar een spiegelende afwerking in carbide, of als ze een zeer nauwe tolerantie in carbide moeten aanhouden, kunnen ze de grootte van het werkstuk regelen en een veel betere consistentie krijgen, onderdeel na onderdeel, met de optie zonder bindmiddel in tegenstelling tot traditionele PCD,” voegt hij eraan toe.

"Ons doel is altijd om de winst voor de eindgebruiker te verhogen, om hun processen zo winstgevend en efficiënt mogelijk te maken", zegt Schendel. "We kijken altijd naar de kosten van de gebruiker per onderdeel in vergelijking met hoe ze een onderdeel nu verwerken, omdat het ons doel is om hun productiviteit te verhogen."

Welke tools hebben je geholpen om je winkel productiever te maken? Wat gebruikt u om moeilijk te snijden materialen te bewerken? Deel uw mening in de onderstaande opmerkingen.