Written by Humphrey Carter on 18 prosince, 2020 in Novinky celovečerní článek

CompoTech PLUS, spol. s r.o. vyvinul ve spolupráci se společností HOFMEISTER Innovation novou hybridní frézu z kovu a kompozitního materiálu na bázi uhlíkových vláken. Nová kompozitní čtyřkotoučová fréza zvyšuje řeznou rychlost i rychlost řezného posuvu. Výsledkem je vysoce produktivní hybridní nástroj, který může ve stejném frézovacím centru pracovat až o 78 % rychleji než standardní ocelová dvoukotoučová fréza.

Mezi klíčové výhody nové hybridní čtyřkotoučové frézy patří:

  • Úspora nákladů díky nižšímu momentu setrvačnosti, který má nižší spotřebou energie
  • Nižší tepelně-mechanické zatížení frézky
  • Lepší útlum vibrací zvyšující přesnost při frézování drážek
  • Hladší chod stroje dosahující kvalitnějšího povrchu
  • Výrazně vyšší výkon a produktivita
  • Téměř pětkrát delší životnost nového hybridního nástroje
4 kotoučová hybridní fréza

Překonává očekávání

Projekt nové spolupráce na vytvoření frézovacího nástroje inicializovala společnost HOFMEISTER s.r.o. na základě poptávky po čtyřkotoučové fréze od předního evropského výrobce řetězů, jehož cílem bylo zvýšení výkonu a snížení výrobních nákladů. Využitím technologie uhlíkových vláken firmy CompoTech při konstrukci i výrobě byl vyvinut nový, lehký hybridní frézovací nástroj z karbonového kompozitu a oceli rozšířený o dva další frézovací kotouče. Nový čtyřkotoučový hybridní nástroj se pohodlně vešel do hmotnostního limitu 25 kg stanoveného pro horizontální obráběcí centrum Doosan Mecatec HM63H. Toho nebylo možné dosáhnout kombinací čtyř konvenčních kovových kotoučů, kde každý váží 7,93 kg.

K dalšímu posílení výkonnosti nástroje má novátorský hybridní nástroj na každém kotouči vyšší počet břitů. Hybridní fréza má na čtyřech kotoučích celkem 64 břitových destiček oproti pouhým 24 na standardní dvoukotoučové fréze. Výsledkem byla mnohem vyšší výkonnost a zkrácení doby obrábění kovaného ocelového článku řetězu z 45 na 10 sekund, což předčilo očekávání.

Srovnávací testování

Během projektu provedené srovnávací testování přesvědčivě prokázalo, že nová hybridní čtyřkotoučová fréza se dá použít pro obrábění úplně stejně jako běžná celokovová dvoukotoučová fréza, ale s vyšší rychlostí a obrábění a delší trvanlivostí. Tyto významné výhody více než vyváží počáteční vyšší náklady na novou hybridní frézu. Společnost HOFMEISTER odhaduje, že návratnost investice je u velkoobjemového výrobce pouze přibližně tři měsíce. Tabulka 1 ukazuje srovnání technických, provozních a ekonomických parametrů obou fréz.

Technický,
provozní
nebo ekonomický parametr

Stávající 2-kotoučová fréza

Nová hybridní 4-kotoučová fréza

Výhody nového hybridního nástroje

Hmotnost frézovací sestavy
[hmotnost kotouče]

15,85 kg
[7,93 kg]

16,25 kg
[4,06 kg]

Čtyři hybridní kotouče se vejdou do hmotnostního limitu 25 kg

Řezné destičky na 1 kotouč
[Břitů celkem v nástroji]

12
[12 × 2 kotouče
= celkem 24]

16
[16 × 4 kotouče = celkem 64]

40 řezných destiček navíc

Řezná rychlost (vc)

vc = 120 m/min (n= 190 min-1)

vc= 180 m/min (n= 286 min-1)

O 50 % vyšší řezná rychlost

Řezný posuv (vf)    

vf = 260 mm/min (fz= 0,11 mm)

vf = 400 mm/min
(fz= 0,08 mm)

O 54 % vyšší řezný posuv
Zkrácení doby zpracování jednoho obrobku o 78 %

tc(doba obrábění jednoho kusu)

45 sekund 10 sekund

Zkrácení doby zpracování jednoho obrobku o 78 %
4,5× vyšší produktivita

T (životnost frézovacích břitů v počtu obrobků)

~ 250 ks ~1200 ks > 4,8× delší životnost
Hlučnost frézování Vysoká (subjektivně) Nízká (subjektivně) Nižší hladina hluku v obráběcí hale či dílně
Kvalita obrábění Uspokojivá

Velmi dobrá
(bez stop po chvění nástroje)

Lepší útlumové vlastnosti, a tím nižší vibrace zvyšují přesnost obrábění
Srovnání investičních nákladů, návratnost ~ 2 000 € ~ 10 000 € Návratnost investice přibližně 3 měsíce
Tabulka porovnávající kompozitní hybridní frézu s ocelovou

Ing. Pavel Kožmín, PhD., vedoucí výzkumu a vývoje společnosti HOFMEISTER k tomu uvedl: „Byla to další vynikající spolupráce mezi výzkumnými a vývojovými týmy obou společností. Vyvinuli jsme ještě výkonnější frézu, než jsme původně čekali, a to díky jedinečné kompozitní konstrukci z epoxidu a uhlíkových vláken a stejně tak díky výrobním možnostem firmy CompoTech. Svými provozními a komerčními výhodami předčil projekt nového hybridního frézovacího nástroje očekávání našich zákazníků.“

Tato nová inovativní hybridní čtyřkotoučová fréza nabízí výrobcům možnost úspory času i peněz dosažením výrazně vyšších jednotkových výkonů stávajících CNC frézovacích center při nižších celkových výrobních nákladech. K obchodním výhodám plynoucím z využívání nového hybridního nástroje patří eliminace časově nejnapjatějších míst ve výrobě (bottlenecks), zvyšování ziskovosti a odložení nebo úplné zrušení dalších kapitálových investic, které podmiňovaly dosažení očekávaného růstu.