In lastig te verspanen materialen, zoals nikkelgebaseerde legeringen, kunnen volkeramische frezen het verschil maken. Een Amerikaanse klant van Kennametal haalt met de keramische schachtfrees snijsnelheden tot 1000 m/min en twee tot drie keer zo hoge standtijden in Inconel als ze gewend zijn.
Amerikaanse Stella Precision Components freest Inconel 625 met meer dan 1000 m/min
“Het zag er uit en voelde als een plastic speelgoed schachtfrees,” zegt Edward Frieze, productiemanager bij het Amerikaanse Stellar Precision Components Ltd., een tier 2 lucht- en ruimtevaartleverancier in Jeanette, Pennsylvania. Kennametals SiAlON KYS40 volledig keramische schachtfrezen met 4 of 6 spiralen zijn echter ontwikkeld voor hoge productiviteit in taaie materialen. Deze massief keramische schachtfrees mag dan als plastic aanvoelen, maar de snijprestaties in nikkelgebaseerde legeringen zijn vaak twintig maal zo hoog als die van hardmetaal gereedschappen.
90% van Inconel frezen
Recent heeft Stellar Precision Components een order binnengehaald voor het bewerken van componenten voor de RAM Block II raketten, het CCtCap personen-transportvoertuig, het Long Range Land Attack Projectile (LRLAP) geavanceerde afweersysteem en raketmotorbehuizingen voor de Atlas Five draagraket. Daarvoor gaat het onder andere om het frezen van prototypen uit blokken ( 457 x 457 x 76 mm) Inconel 625. Het uitgangsmateriaal van 134 kilo per onderdeel moet bewerkt worden totdat er nog 13,6 kilo overblijft. Edward Frieze weet dat een dag niet genoeg uren telt om een dergelijke hoeveelheid materiaal te verwijderen met conventionele hardmetaal gereedschappen binnen de korte levertijd die was afgesproken.
SiAlON van Kennametal
Daarom heeft de toeleverancier voor het eerst gekozen voor de SiAlON KYS40 keramische schachtfrees. Dat gereedschap behoorde tot de ‘high performance’ serie volledig keramische schachtfrezen met 4 of 6 spiralen van Kennametal. Vervaardigd van keramiek en specifiek ontworpen voor voorfrezen in nikkelgebaseerde hoge temperatuurlegeringen, produceren deze schachtfrezen vaak twintig keer beter dan hardmetaal. Matthieu Guillon, productiemanager in het technisch centrum van Kennametal: “Wij bevelen een beginsnelheid van 250 tot 1000 m/min aan en voedingen beginnend bij ongeveer 0,03 mm afhankelijk van de gereedschapdiameter en omstandigheden. Ondanks de veel hogere snijsnelheden hebben we klanten die een twee tot drie maal zo hoge standtijd bereiken dan met hardmetaal.” Bij het bewerken wordt geen koelsmeermiddel gebruikt, enkel perslucht om de spanen weg te blazen.
Niet goedkoop, wel kosteneffectief
Goedkoop zijn de frezen niet. Stellar had op een gegeven moment voor meer dan 27.000 euro aan voorraad van alleen de keramische schachtfrezen. Toch is Frieze overtuigd dat de investering verantwoord is vanwege de hogere productiviteit die hij met deze gereedschappen behaalt. De machinekosten en gereduceerde cyclustijd meegerekend, zijn de keramische gereedschappen volgens hem drie tot vier keer kosteneffectiever als de hardmetalen gereedschappen. Daarnaast is de proceszekerheid een belangrijke factor: na elk half uur vervangt Stellar de frees.
