Unijne badania spieszą z pomocą przemysłowi wytwórczemu w Europie
Unijny projekt stawia czoła wyzwaniom, przed jakimi staje obecnie przemysł wytwórczy w Europie, aby go wspomóc. Od momentu rozpoczęcia prac w 2009 r., naukowcy biorący udział w projekcie ConTemp (Samouczący się sterownik temperatury narzędzi w procesie skrawania), który otrzymał 2.374.976 EUR wsparcia z tematu NMP (Nanonauki, nanotechnologie, materiały i nowe technologie produkcyjne) Siódmego Programu Ramowego (7PR), opracowują samouczące się, adaptacyjne sterowniki procesu w celu stabilizacji warunków obróbki skrawaniem. "Rosnąca złożoność zadań produkcyjnych - zwłaszcza wytwarzanie nowoczesnych, wysokowydajnych materiałów - wymaga nowych systemów narzędziowych wyposażonych w zorientowane na proces, adaptacyjne układy sterownicze. W tym celu projekt ConTemp dostarcza technologię z zamkniętym, wewnętrznym systemem chłodzenia narzędzi na potrzeby europejskiego przemysłu wytwórczego" - zauważa Timo Reinicke, inżynier z Instytutu Maszyn i Zarządzania Fabryką przy Technische Universität Berlin, instytucji koordynującej prace 10 partnerów projektu. Coraz większa liczba nowo opracowywanych materiałów o coraz wyższym stopniu trudności pod względem obróbki, takich jak stopy wysokotemperaturowe, stawia nowe wyzwania przed technologią skrawania, która mimo dużej twardości narzędzi naraża je na spore odkształcenia termiczne. W połączeniu z wyzwaniem redukowania kosztów i czasu produkcji przy zachowaniu jakości produktów, problemy te wymagają od branży opracowania nowych, innowacyjnych koncepcji, które posuną naprzód obecnie wykorzystywane układy. Aktualne systemy monitorowania procesów koncentrują się na kontroli sił, wibracji i emisji akustycznej, stanowiących sygnały wejściowe, ale nie uwzględniają temperatury narzędzi. Zespół z Berlina i konsorcjum partnerów posuwają teraz badania naprzód, koncentrując się na temperaturze narzędzi, bowiem ma ona znaczący wpływ na jakość obrabianego przedmiotu i zużycie narzędzi, co przekłada się z kolei na wydajność produkcyjną. Kontrolowana i ustabilizowana temperatura narzędzi może pomóc w wydłużeniu okresu użytkowania narzędzi i zwiększyć precyzyjność wykonania elementów. Tradycyjne metody schładzania przynoszą również efekt przeciwny do zamierzonego pod względem ochrony środowiska i zrównoważenia. Obok podniesienia poziomu precyzyjności części i wydajności, samouczące się, adaptacyjne sterowanie procesem umożliwi zwiększenie oszczędności przy skrawaniu szerszego zakresu materiałów poprzez zminimalizowanie zużycia narzędzi. Opracowanie nowej generacji wysokowydajnych, inteligentnych i przyjaznych dla środowiska noży oznacza skrócenie czasu i obniżenie kosztów obróbki skrawaniem dzięki skróceniu czasu produkcji. Paneuropejski zespół naukowców ma nadzieję, że poprzez poprawienie tych parametrów w stosunku do obecnego stanu możliwy będzie postęp w klasycznym procesie obróbki skrawaniem na sucho. Kolejnym aspektem badań prowadzonych przez konsorcjum są pierwsze kroki w kierunku zmiany tradycyjnego procesu smarowania na podejście oparte na pracy na sucho. W technologii ConTemp nakładanie smaru chłodzącego nie jest potrzebne dzięki zamkniętemu, wewnętrznemu systemowi chłodzenia. Przy podejściu opartym na pracy na sucho, wysokie koszty zaopatrzenia w smary chłodzące i usuwania ich zostają radykalnie ograniczone, jak również minimalizowane są szkody wyrządzane środowisku - ogromny krok w kierunku zrównoważonej produkcji. Ta innowacja może obniżyć koszty produkcji o około 20%, a dzięki skutecznemu chłodzeniu może okazać się wykonalne utrzymanie narzędzi w bezpiecznym zakresie temperatur, aby wykorzystywać powłokę diamentową w obróbce skrawaniem materiałów zawierających duże ilości żelaza. Na chwilę obecną zastosowanie narzędzi diamentowych do obróbki skrawaniem materiałów z wysoką zawartością żelaza ogranicza się do wkładek diamentowych polikrystalicznych (PCD) w obróbce wykończeniowej. Co więcej w tradycyjnych procesach ze smarami chłodzącymi różnica temperatur między gorącymi wiórami a chłodzącymi smarami prowadzi do zużywania się krawędzi tnącej narzędzi z powodu mikropęknięć. Przy systemie chłodzenia wewnętrznego uszkodzenia w wyniku szoku termicznego zostają wykluczone, dzięki czemu wydłuża się okres użytkowania narzędzi i wzrasta precyzyjność części. Oprócz tego, że jest to krok w stronę przyjaznej środowisku obróbki skrawaniem, wyeliminowanie smarów chłodzących będzie oznaczać możliwość znacznych oszczędności.Więcej informacji: Technische Universitat Berlin: http://www.tu-berlin.de/menue/home/parameter/en/ ConTemp Consortium: http://www.contemp.org/
Kraje
Szwajcaria, Niemcy, Włochy, Zjednoczone Królestwo