Tańsze, wysokowydajne stopy żaroodporne
Stopy metali, kompozytowe materiały składające się z co najmniej dwóch elementów metalowych, są powszechnie stosowane zarówno w narzędziach do obróbki mechanicznej, jak i w wykańczaniu wyrobów, ze względu na swoją siłę i odporność na wysokie temperatury. Celem projektu "Nowe narzędzia i procesy pozwalające ulepszyć obróbkę żaroodpornych stopów używanych w lotnictwie" (Macherena) było stworzenie nowych materiałów, narzędzi i procesów obróbki dla przemysłu lotniczego, które zmniejszyłyby koszty produkcji i wydłużyły żywotność narzędzi i części. Naukowcy zbadali trzy rodzaje żaroodpornych materiałów kompozytowych: stopy żelaza i niklu (Fe-Ni), stopy Ni i międzymetaliczne stopy aluminidku tytanu fazy gamma (odporne na bardzo wysokie temperatury). Badano procesy wiercenia, frezowania i toczenia. Wiercenie oznacza wykonanie okrągłego otworu lub powiększenie istniejącego, natomiast frezowanie i toczenie dotyczy odcinania zbędnego materiału w celu otrzymania żądanych cech. W pierwszej kolejności badacze stworzyli nowe powłoki nanokompozytowe wykorzystujące techniki osadzania fizycznego z fazy gazowej (PVD), aby osiągnąć zadane parametry twardości i niskiego tarcia. Powłoki zastosowano na standardowych i nowych narzędziach do obróbki, optymalizując ich geometrię w celu wyeliminowania problemu wykruszania, które powoduje awaryjność i nieprzewidywalność obróbki i może prowadzić do poważnych uszkodzeń bardzo drogich podzespołów. Oprócz tego zastosowano nowe procesy chłodzenia wysokociśnieniowego podczas obróbki, powalające zwiększyć jej prędkość i żywotność narzędzi. Na przykład, udało się zwiększyć żywotność wierteł Inconel o 50%. Podsumowując, w ramach projektu Macherena stworzono nowe powłoki nanokompozytowe, innowacyjne geometrie narzędzi i zaawansowane procesy obróbki wykorzystujące wysokociśnieniowe chłodzenie, do zastosowania w wytwarzaniu żaroodpornych kompozytów metalowych na potrzeby przemysłu lotniczego. Wyniki projektu obejmują zwiększenie wydajności obróbki, przedłużenie żywotności narzędzi oraz poprawę jakości wykończenia przy mniejszych kosztach produkcji. Projekt Macherena powinien zapewnić przewagę konkurencyjną europejskiemu przemysłowi lotniczemu, umożliwiając tańsze wytwarzanie wysokowydajnych części lotniczych.
