Ett säkert sätt att bli kvitt mikrodefekter

jan 26, 2021 | Borr, Verktyg

”Mät två gånger, skär en gång”, är ett vanligt uttryck inom tillverkningsbranschen, men det är lättare sagt än gjort vid bearbetning av besvärliga material. Det är därför som en ledande, global tillverkare inom flygindustrin vände sig till den globala ledaren inom skärande bearbetning när de ville göra sig kvitt hela det andra momentet i borrningsprocessen och samtidigt förbättra hålkvaliteten hos sina flygindustrikomponenter. Här berättar James Thorpe, som är Global Product Manager på Sandvik Coromant, hur konstruktionen hos ett borr ingår i helheten vid tillverkning av hål med högre kvalitet.

Håltillverkning är den vanligaste av alla bearbetningsprocesser, men den är också den som oftast tas för given. Många verkstäder ser liten anledning att ändra eller uppgradera sin befintliga riggning för håltillverkning och har använt samma verktyg och skärparametrar i åratal. Men med de fortsatta, oförutsägbara följderna av COVID-19 lär allt detta komma att ändras.

McKinsey & Companys nyligen publicerade COVID-19: Briefing note kallar den nuvarande situationen inom branschen det ”nya normala”, där tillverkarna kan förvänta sig oförutsägbara och varaktiga förändringar av kundmarknaderna. I rapporten ges rådet att ”vara flexibel, för att som tillverkare kunna navigera på ett ekonomiskt och samhällsmässigt hållbart sätt”.

De flesta tillverkare undersöker till exempel nya baser och produkter att bygga försäljningen på. Verkstäder som en gång specialiserade sig på produktion inom ett visst område öppnar nu sina CNC-svarvar och -fräsar för ett bredare spektrum avsega och utmanande material. Samtidigt måste tillverkarna utforska nya sätt att öka vinsten och minska cykeltiderna utan att offra produktkvaliteten. 

Det är med andra ord dags för tillverkarna att tänka nytt kring hur de gör hål.

Det där vita ämnet 

Ytintegriteten hos hål är ett verkligt problem för tillverkare inom flygindustrin, eller för företag inom allmän verkstadsindustri som vill utöka verksamheten till flygindustrin. Bättre hålkvalitet är avgörande för att förhindra komponentfel, och den bestäms i stor utsträckning av vilka tillverkningsprocesser som används för att bearbeta eller finbearbeta hålen.

Verktygslösningarna och skäreggsgeometrin hos borren utvecklas oavbrutet för att uppfylla de högst ställda kvalitetskraven på tillverkning och detaljer. Användningen av skärvätska optimeras också för att minska värmeuppbyggnaden i verktyget. Vid tester har det visat sig att var och en av dessa faktorer kan styra den så kallade ”vitskiktseffekten” på materialet i arbetsstyckena. 

Termen vitskikt myntades av en ledande, global tillverkare inom flygindustrin som även är kund hos Sandvik Coromant. Den avser en tunn, ultrafinkornig struktur som man kan se när man borrat i en komponent, och som orsakas av värmeutvecklingen från borret. Det vita skiktet riskerar inte bara att förändra materialets ytegenskaper, det har också bedömts som ej godtagbart inom ramarna för kundens kvalitetsstyrningsarbete. 

Tillverkaren tillämpar en strikt finbearbetningsprocess för genomgående hål i flygplanskomponenter, där sådant som turbinskivor, turbinkompressorer, turbintrummor och turbinaxlar ingår. Det är därför man valt att samarbeta med Sandvik Coromant för att undersöka varför det vita skiktet bildas och hur det kan kontrolleras. 

Det är viktigt att notera att testerna inte enbart motiverades av kvalitetsstyrningsskäl. På högre ledningsnivå ville man hos kunden minska den totala driftstiden och öka vinsten genom att avskaffa en hel sekundär bearbetningsprocess. 

Andra akten
Den sekundära processen sker efter att ett hål har skapats med hårdmetallborret. Den kan innebära brotschning, dyk- eller pinnfräsning för att finbearbeta komponenten. Det sekundära processteget syftar huvudsakligen till att uppfylla kraven på ytintegritet – som att minska problem som det vita skiktet – snarare än måttnoggrannhet, med undantag för bearbetning av hål med snäv tolerans.

Ur ett övergripande kostnadsperspektiv är den sekundära processen rentav mer kostsam än att upprätthålla låga skärdata, vilket är det andra sättet att bevara ytintegriteten. Det är anledningen till att Sandvik Coromants kund ville undersöka om det gick att avskaffa processen helt och hållet. En leverantör med en produkt som tillverkar måttnoggranna hål utan någon sekundär process är i ett bra läge för att kunna sänka kostnaden per detalj avsevärt.

Undersökningen av orsakerna till, och möjliga åtgärderna mot, det vita skiktet omfattade fyra tester av borrning i det höghållfasta kromnickelmaterialet Inconel 718, ett vanligt förekommande material inom flygindustrin. Det var första gången som någon sådan undersökning hade utförts av kunden.

Vid testerna bedömdes borrning med två borr i solid hårdmetall från Sandvik Coromant, nämligen CoroDrill R840 och CoroDrill R846. Vart och ett av dem kördes med två olika uppsättningar skärparametrar: 58 mm/min respektive 98 mm/min, samt med varvtalet 829 varv/min respektive 757 varv/min. Skärkrafterna och vridmomentsdata mättes under hela testet, liksom tjockleken hos det vita skiktet.

Sedan dessa tester har R840 ersatts med CoroDrill® 860 med -GM-geometri och R846 har ersatts med CoroDrill® 860 med -SM-geometri. Båda dessa verktyg ur nästa generation har konstruerats för att ytterligare förbättra verktygslivslängden, utan att hålkvaliteten försämras.

Resultaten gav några värdefulla insikter i vad som orsakar tjockleken hos det vita skiktet. Värt att notera var att prepareringen av de krökta och radiellt skärande eggarna hos R846 gjorde att det skapades mindre vitskikt. Samtidigt verkade det som att de raka skäreggarna och fasningen av skäreggen på R840 hängde ihop med ökningen av skärkraften, vridmomentet och tjockleken hos vitskiktet. Borrets konstruktion avgör alltså om det går att uppnå hög hålkvalitet och mindre vitskiktsbildning utan att ge avkall på skärdata. 

Testerna som den globala tillverkaren inom flygindustrin utförde tillsammans med Sandvik Coromant avslöjade inte bara några saker om det vita skiktet, utan företaget har också lyckats avskaffa en del sekundära processer, som brotschning och dykfräsning, vilket har gett tids- och kostnadsvinster. Resultaten blev också ett godkännande av konstruktionen hos Sandvik Coromants CoroDrill® 860-serie med hårdmetallborr.

En bättre konstruktion 
I serien ingår ovannämnda CoroDrill 860 med -GM-geometri (CD860-GM), konstruerat för att vara ett bra allroundverktyg vid borrning i utmanande material i klasserna ISO P, M, K och H inom alla sektorer i branschen. Där finns även CoroDrill 860 med -SM-geometri (CD860-SM) för bearbetning av ISO-S-material som varmhållfasta superlegeringar (HRSA-material), titan och Inconel. Det senare borret har visat sig särskilt uppskattat inom flygindustrin.

Med CD860-GM och CD860-SM har Sandvik Coromants ingenjörer tillämpat tanken att ökad verktygslivslängd och bättre hålkvalitet i grunden beror på borrets konstruktion. CD860-GM har en innovativ konstruktion med polerade spånkanaler som förbättrar spånavgången och ger en stark kärna, samtidigt som skärkrafterna vid borrning minskas. 

CD860-SM, å sin sida, utnyttjar en ny sort och en optimerad och förfinad spetsgeometri som ytterligare förbättrar verktygslivslängden vid arbete med svårbearbetade HRSA-material. Resultatet är bättre hålkvalitet.

CoroDrill 860 har redan visat vad det går för i tester inom en rad olika sektorer före marknadslanseringen. Ett verkstadsföretag i Frankrike använde CD860-GM på konstruktionsstål AISI 4140. Det lyckades producera hål med hög kvalitet vid både konkav och konvex ingång av borret, med bra rakhet och tolerans. Företaget har sedan dess etablerat en ny affärsrelation med Sandvik Coromant.  

En annan av Sandvik Coromants kunder, en italiensk tillverkare inom allmän verkstadsindustri, lyckade uppnå en produktivitetsökning med mer än 45 % jämfört med borret från en konkurrent när man använde CD860-GM för att bearbeta den starka stållegeringen 34CrNiMo6. Det uppnådde dessutom 100 % högre verktygslivslängd. På annat håll har CD860-SM gett imponerande resultat vid bearbetning av Inconel 718. Särskilt lyckades man vid en testning i Katowice i Polen förbättra verktygslivslängden med 180 % med CD860-SM jämfört med CoroDrill R840.

Oavsett sektor – flygindustri, allmän verkstadsindustri eller andra områden – går det att uppnå höga verktygsprestanda om borret har konstruerats på rätt sätt för uppgiften. Samtidigt kan onlineverktyg som Sandvik Coromants CoroPlus® Tool Guide ge ytterligare stöd. Genom att öppna verktyget via en webbläsare och ange önskat material i arbetsstycket, håldiameter och djup kan användaren hitta lämpligaste solida hårdmetallverktyg och skärdata för sina behov.

Även om man ännu inte fullt ut kan borra enligt devisen ”mät två gånger och skär en gång”, så kan funktionen hos CD860-GM och CD860-SM hjälpa tillverkare att tänka på nya sätt kring att göra hål.

För mer information: CoroDrill 860

Bättre kylning och ökad livslängd med nytt korthållsborr
Värmländska Edeco Tool femårsfirar samarbetet med kinesiska Gesac med ett nytt sorti-ment av korthålsborr. Nya GHD-S, som presenterades redan vid Gesacs...
3-skärig borrning och brotschning i ett steg
Att kombinera flera bearbetningssteg i ett verktyg är ett bevisat sätt att tillverka så ekonomiskt som möjligt. Till exempel kan hål borras och brotschas samtidigt med...
ISCAR SUMOCHAM – marknadens minsta borrhuvud finns nu i ännu fler utföranden
HCP-IQ Självcentrerande borrhuvud – nu även i storlek ända ner till 4.0mm! HCP borrhuvuden finns nu tillgängliga i diametrar från 4.0 mm upp till 32.9 mm i steg om 0.1...
Ny avancerad borrmaskin MF1000-3T
Den nya MF1000-3T djuphålsborrmaskinen från IMSA utnyttjar fördelarna med NSK:s DIN-standardkulskruvar för den europeiska verktygsmaskinsmarknaden. Samarbetet bygger på...
Verktyg lika unika som du
Att det är viktigt att ”skilja sig från mängden” har vi alla hört. Men utmaningarna är många när en osäker framtid tvingar tillverkarna att pröva lyckan på nya...
Sandvik optimerade gängverktyg för effektivare håltillverkning
Sandvik Coromant, utökar sitt sortiment med verktyg för gängningsoperationer i stål med två uppgraderingar i utbudet med solida verktyg. Den nya...
Iscar NEOLOGIQ – Snart lanserars nya produkter för att möta utmaningarna i dagens trender
Det har nu gått några år sedan ISCAR lanserade en serie unika och innovativa LOGIQ-verktyg. Dessa verktyg hade utformats särskilt för att klara utmaningarna inom...
Hur Industri 4.0 kan hjälpa tillverkare att öka maskinutnyttjandet och vinsten
Enligt svaren i en ny rapport har färre än 30 % av tillverkarna börjat tillämpa Industri 4.0-teknik i någon större omfattning. Men tillverkarna måste kanske släppa...
Effektiv och hållbar verktygsrekonditionering
Tid är pengar inom tillverkning. Borrning, fräsning och brotschning är enormt påfrestande för verktygen. Här förklarar Jill Glynn, Commercial Services Manager hos...
Tillämpa LOGIQ vid borrning
ISCAR’s LOGIQ-verktyg är inriktade på att lösa utmaningar som finns inom bearbetningsindustrin, det kan vara att hitta kostnadseffektiva lösningar på små verktyg eller...
Spara tid och öka produktiviteten med den nya appen
Seco Assistant ger dig den produktinformation och de verktyg du behöver, utan att du behöver söka på internet eller i olika kataloger, även när du är offline. Seco...
Skapa mer produktivitet med 3D-printade verktyg
Om vikten på PKD-verktyg kan minskas, är regeln att skärdata kan ökas väsentligt. Tillsammans med större frihet av designen, är möjligheten till viktoptimering en av de...
Utökar med marknadens minsta borrhuvud
Iscar´s utbud av populära håltagningsfamiljen SUMOCHAM har utökats med borrhuvuden i små storlekar. Numera finns även så små borrhuvuden som från 4.0 mm upp till 5.9...
Nya borrar med stor flexibilitet
ISCAR introducerar nya SUMOCHAM-borrar för multispindel-maskiner och automatsvarvar som kräver korta verktyg p g a utrymmesskäl. Dessa borrar passar även i...
Avancerad geometri för ännu fler material
Sandvik Coromant, har lanserat det senaste tillskottet i CoroDrill ® 860-serien. CoroDrill 860 har en avancerad -GM geometri som för borrning med höga...
Avancerad geometri för ännu fler material
Sandvik Coromant, har lanserat det senaste tillskottet i CoroDrill ® 860-serien. CoroDrill 860 har en avancerad -GM geometri som för borrning med höga...
Roterande filar siktar in sig på krävande applikationer
Dormer Pramet har utökat sitt program med hårdmetallfilar med nya verktyg för bearbetning av superlegeringar och för borttagning av avbrutna bultar.  De nya...
Modulära borrar för stora diametrar och djupa hål med två typer av borrhuvuden
I och med introduktionen av MODUDRILL utökas ISCAR’s utbud av borrar i stora diametrar. MODUDRILL finns tillgänglig i diameterområde 33-40 mm. Två olika typer av...
Förbättrar industrins produktionsekonomi
 En gång årligen samlar kinesiska världskoncernen Gesac sina exportpartners för en veckolång presentation av det senaste inom verktygstekniken. I takt med Gesacs...
Senaste Shark-tappen ger hög säkerhet
Dormer Pramet har utökat sitt Shark Line-program med ett nytt tappsortiment för höghållfasta stål och titanlegeringar. De nya tapparna erbjuder höga prestanda och...
Hårdmetallborr nu med kylkanaler !
Nästa generation hårdmetallborr AquaREVO som har utvecklats från första generationen AQUA-borr via AQUA EX, lanseras nu med  invändiga kylkanaler i tre...
Ny förlängare för pinnfräs och borr
 Nu lanserar Ehn & Land Ti-Loc, från amerikanska Gen-Swiss. Ti-Loc är den bästa metoden för att fixera små verktyg i en längdsvarv. Systemet omfattar dorn för...
Konsten att borra utan att borra ner sig
För ingenjörer och tillverkare är borrning en baskunskap som många kommer i kontakt med. Att bemästra detta i grunden och använda rätt komponenter för effektivitet,...
Enklare handhavande av utvändiga brotschar för små diametrar
Finbearbetning av små utvändiga diametrar görs för det mestamed någon typ av slipprocess. Utvändig brotschning är ett intressant och kostnadseffektivt alternativ till...
Ny utvecklad skärgeometri för försänkare SpyroTec
90° spiral försänkare med konvexa skäreggar. SpyroTecs ny utvecklade skärgeometri minskar kraftigt de axiella och radiella krafterna som blir vid försänkningsarbeten....
TTD-Tritan – Tar bearbetning av värmeväxlare till nästa nivå
Många varianter av värmeväxlare används i olika industrier. Trots allt, hjälper de till att omvandla värme så den är användbar i andra processer. Vid användning av...
Besök dem på EMO i Hannover och upptäck deras lösningar inom Industri 4.0
EMO i Hannover är en av världens största mässor inom bearbetning och maskinteknik och för ISCAR är det viktigt att kunna visa upp nyheter inom flera områden. Som...
Horn på EMO
Ny frontinspänning för Supermini skär Bild: Den nya designen gör att skäret hålls på plats med en högre kraft och ger ett stabilare system. Horn har utvecklat ett nytt...
Vilka utmaningar finns inom gängning?
Dormer Pramet förklarar skillnaden mellan olika gängverktyg Gängning är en av de mest krävande och problematiska bearbetningsprocesserna. Gängor skapas vanligtvis som...
Ny huvudkatalog från Mitsubishi Materials
Mitsubishi Materials lanserar nu under våren 2019 sin nydesignade huvudkatalog C008 över sitt standardprogram av skärande och hållande verktyg. En ny layout -Mitsubishi...
Löstoppsborr med 3 effektiva skäreggar
Iscar´s SumoCham-familj har nu fått tillökning med ett 3-skärigt löstoppsborr. Eftersom antalet skäreggar har ökats med 50% så kan du nu öka matningen och därmed din...
Klarar upp till fyra operationer med samma verktyg
Sandvik Coromant, specialister på skärverktyg och verktygssystem, presenterar sitt CoroBore® BC-sortiment (Boring Combination), som består av Tailor Made-verktyg för...
MonoReam – optimerad kylning för flerskärsbrotschar
Flerskärsbrotschar är det naturliga valet när man vill ha höga skärdata och kort bearbetning tid. Pga. de konventionella bearbetningmetodernas begränsningar, har det...
Tillverkare av fordonsdelar kan dra nytta av den senaste verktygs-utvecklingen
Sandvik Coromant, specialisterna på skärverktyg och verktygssystem, har utvecklat två nya borr som är optimerade för borrning i bildelar av aluminium. CoroDrill® 400...
En växande kraft solida hårdmetallborrar
Dormer Pramet har utökat sitt Force-program av solida hårdmetallborrar med ett specifikt sortiment för bearbetning i rostfria stål. Force M-sortimentet av borrar...
Snabb Gängfräsning SC LINE Gängfräsning
När det gäller processäkerhet och gängkvalité så är gängfräsning fortfarande den vanligaste bearbetningsmetoden när det kommer till bearbetning av gängor. Det...
De senaste sorterna för löstoppsborr ökar verktygslivslängden 
Sandvik Coromant, specialisterna på skärverktyg och verktygssystem, lanserar tre nya sorter för den populära borren CoroDrill® 870 med utbytbar spets. GC4344, GC3334...
Stark i stål
Det nya borret RT100S från Gühring är speciellt utvecklat för att klara krävande bearbetning vad gäller djupa hål i stål upp till 8xD. Höga skärparametrar med lång...
Kortare bearbetningstider, spånfri gängning, färre stopp
Sandvik Coromant, specialisterna på skärverktyg och verktygssystem, har lanserat en ny gängtapp som är optimerad för stålbearbetning (ISO P) och konstruerad för att...
Bli en mästare – smartare verktyg är på väg!
Det LOGIsQa med intelligent bearbetning i Industri 4.0-eran. ISCAR lanserar inom kort LOGIQ-kampanjen för att introducera en ny standard för skärande verktyg. Välkommen...
HPR400 Plus brotsch utan inställning ger stor besparing av kostnad per detalj.
Bättre kostnadseffektivitet med hjälp av enkla skärbyten var huvudsyftet vid utvecklingen av HPR400 brotschar. Flerskärsbrotschar används av fler och fler kunder som...
Så möter traditionella HSS-verktyg dagens behov
Användandet av snabbstålsverktyg (HSS) ökar stadigt världen runt utan någon tendens till avmattning. Världsmarknaden för HSS-verktyg väntas växa till mer än 10...
Vidareutvecklar Perfomax® och gör en utmärkt borr ännu bättre
Secos nya Perfomax vändskärsborrar har en förbättrad konstruktion som möjliggör högre produktivitet, säkrare borrprocess och längre verktygslivslängd. Borrarna ger med...
Borra stål mer kostnadseffektivt med Tritan-Steel
Med den nya borren Tritan-Steel med 3 skäreggar, kan vi borra stål avsevärt mer kostnadseffektivt jämfört med borrar med två skäreggar. Detta uppnås bl.a. av avsevärt...
En uppgraderad version av borrskäret ICP-2M
Geometrin på SumoCham-skäret ICP-2M uppgraderas nu för förbättrad centreringsförmåga samt förbättrad ytfinhet och övergripande kvalitet på det bearbetade hålet. Den...
Strålande prestanda med diamantbelagda skär
För att undvika de utmaningar med spånbildning och spånavgång som ofta uppstår vid borrning i icke-järnhaltiga metaller presenterar Sandvik Coromant, experten på...
Fler fördelar inom gängning för tillverkare inom flygindustrin
Som svar på en stark efterfrågan på tillförlitliga bearbetningslösningar inom flygindustrin har skärverktygs- och verktygssystemspecialisten Sandvik Coromant lanserat...
Mitsubishi MVX med nya spånbrytare för härdat stål och aluminium
Listigt tänkande har lett till enkla lösningar för ett gammalt problem som är förknippat med vändskärsborrar. Svårigheter som spåntrassel i djupa hål, olika slitagegrad...
Processäkerhet för flygindustrin – torrbearbetning av CFRP aluminium stacks
På de senaste generationerna av flygplan är flygplanskroppen, vingar, klaffar och den horisontal/vertikal stjärtfenan gjorda i CFRP aluminium stacks. Vid montering av...
Mitsubishi Materials på EMO
När EMO, som är Europas största mässa avseende bearbetningsmaskiner och tillhörande verktyg, går av stapeln i Hannover 18 – 23 september finns Colly Verkstadstekniks...