国連 (UN) が設定した 17 の世界的な持続可能な開発目標によると、製造業者はエネルギー使用を最適化するだけでなく、環境への影響を最小限に抑える必要があります。サンドビック・コロマントでは、企業の社会的責任は同社にとって重要ですが、メーカーは加工中に材料の10～30％を無駄にし、設計、計画、切断段階を含む一般的な加工効率は50％未満であると推定しています。
では、メーカーは何ができるのでしょうか？国連の目標は、人口増加、限られた資源、直線的経済などの要因を考慮して、2 つの主要な道筋を推奨しています。まず、テクノロジーを活用してこれらの問題を解決します。サイバーフィジカル システム、ビッグ データ、モノのインターネット (IoT) などのインダストリー 4.0 の概念は、廃棄物の削減を目指す製造業者が今後進むべき道としてよく引用されます。ただし、これには、ほとんどのメーカーがデジタル機能を備えた最新の工作機械を鉄鋼旋削加工にまだ導入していないという事実が考慮されていません。
ほとんどのメーカーは、インサート材種の選択が鋼旋削加工の効率と生産性にとっていかに重要であるか、またそれが全体の生産性と工具寿命にどのように影響するかを認識しています。ただし、ツールの概念全体を考慮していないため、多くの人がそのコツを見逃しています。高度なブレードやハンドルから使いやすいデジタルソリューションまで、あらゆるものを取り揃えています。これらの各要素は、エネルギー消費を削減し、廃棄物を最小限に抑え、鉄鋼をより環境に優しいものにするのに役立ちます。
メーカーは鋼材を旋削する際に多くの課題に直面しています。これには、単一のブレードからエッジあたりにより多くのチップを取得すること、金属除去率を向上させること、サイクルタイムを短縮すること、在庫レベルを最適化すること、そしてもちろん材料の無駄を最小限に抑えることが含まれます。しかし、これらすべての問題を解決し、一般的に持続可能性を高める方法があったとしたらどうでしょうか?消費電力を削減する方法の 1 つは、切断速度を遅くすることです。メーカーは、送り速度と切込み深さを比例的に増加させることで、生産性を維持できます。これにより、エネルギーの節約に加えて、工具寿命も延長されます。サンドビック・コロマントは、鋼旋削加工において、平均工具寿命が25%延長され、信頼性が高く予測可能な生産性と組み合わせることで、ワークピースとチップの材料損失が最小限に抑えられることを発見しました。
ブレードの材質を適切に選択すれば、この目標をある程度達成できます。そのため、サンドビック・コロマントは、2 つの新しい旋削用超硬材種 GC4415 と GC4425 をポートフォリオに追加しました。GC4425 は耐摩耗性、耐熱性、靱性が向上し、GC4415 グレードは性能の向上と高温耐性が必要な場合に GC4425 を補完するように設計されています。どちらのグレードも、機械にとって特に困難で耐久性のあるインコネルや ISO-P グレードの非合金ステンレス鋼などの強力な材料で使用できることに注意することが重要です。適切な材種は、大量生産や連続生産でより多くの部品を加工するのに役立ちます。
グレード GC4425 は、高いプロセス安全性を実現するために無傷のエッジラインを維持します。インサートは切れ刃あたりにより多くのワークを加工できるため、同じ数の部品を加工するのに使用される超硬の量が少なくなります。さらに、一貫した予測可能な性能を備えたインサートは、ワーク材料の無駄を最小限に抑えながらワークピースの損傷を回避します。これらの利点により、発生する廃棄物の量が削減されます。
さらに、GC4425 および GC4415 の場合、基板とインサートのコーティングは、高温への耐性が向上するように特別に設計されています。これにより、過度の摩耗を引き起こす影響が軽減されるため、素材は高温でもエッジを非常によく保持します。
ただし、メーカーはブレードに冷却剤を使用することも考慮する必要があります。工具が過冷却剤と過冷却剤の両方で使用されている場合、一部の作業では過冷却剤を無効にすると便利な場合があります。切削液の主な機能は、切りくずを除去し、工具と被削材の間を冷却し、潤滑することです。正しく適用すると、生産性が最大化され、プロセスの安全性が向上し、工具の性能と部品の品質が向上します。内部クーラントを使用したホルダーを使用すると、カッターの寿命も長くなります。
GC4425 と GC4415 は両方とも、機械加工用に特別に設計された CVD テクスチャード アルミナ (Al2O3) コーティングである第 2 世代 Inveio® 層を備えています。Inveio の顕微鏡レベルでの研究により、材料の表面が一方向の結晶配向を特徴とすることが示されました。さらに、第 2 世代 Inveio コーティングの結晶配向性は大幅に改善されました。以前よりも重要なことは、アルミナ コーティング内の各結晶が同じ方向に整列し、カット ゾーンに対して強力なバリアを形成していることです。
Inveio は、高い耐摩耗性と長いインサート寿命を提供します。もちろん、より強力なツールは部品コストを削減するのに適しています。さらに、この材料の超硬合金マトリックスには再生炭化物が高い割合で含まれており、最も環境に優しいグレードの 1 つとなっています。これらの主張を検証するために、サンドビック コロマントの顧客は GC4425 の販売前テストを実施しました。あるゼネラル エンジニアリング会社は、自社のピンチ ローラーに競合他社のブレードと GC4425 ブレードの両方を使用していました。ISO-P 材種は、切削速度 (vc) 200 m/min、送り速度 0.4 mm/rev (fn)、深さ (ap) 4 mm での連続外径アキシャル加工および中仕上げ加工を提供します。
メーカーは通常、工具の寿命を加工された部品の数 (個) で測定します。競合グレードは塑性変形摩耗する前に 12 部品を切削できるのに対し、サンドビック コロマントチップは 18 部品を切削できるため、工具寿命が 50% 向上し、一貫した予測可能な摩耗が得られます。このケーススタディでは、適切な機械加工要素を組み合わせることで得られる利点と、サンドビック・コロマントなどの信頼できるパートナーからの推奨工具と切削データに関する推奨事項が、プロセスの安全性を確保し、検索プロセス時間のロスを削減するのにどのように役立つかを示します。適切なツール。CoroPlus® Tool Guide などのオンライン ツールも、メーカーが自社の要件に最適な旋削チップと材種を評価するのに役立ち、人気があることが証明されています。
プロセス監視自体を支援するために、サンドビック・コロマントは加工をリアルタイムで監視し、機械のシャットダウンや磨耗した切削工具の交換などの特定の問題が発生した場合に、プログラムされたプロトコルに従って措置を講じるCoroPlus®プロセス制御ソフトウェアも開発しました。これは、より持続可能な手段を求める国連の 2 番目の勧告につながります。それは、循環経済への移行、廃棄物を原材料として扱い、資源中立的なサイクルに再投資することです。循環経済は環境に優しく、製造業者にとって有益であることがますます明らかになりつつあります。
これには、超硬ソリッド工具のリサイクルも含まれます。結局のところ、摩耗した工具が埋め立て地や埋め立て地に捨てられなければ、私たち全員が恩恵を受けるのです。GC4415 と GC4425 の両方には、かなりの量の回収された炭化物が含まれています。再生超硬からの新しい工具の製造は、バージン材料からの新しい工具の製造よりも 70% 少ないエネルギーを必要とし、その結果、CO2 排出量も 40% 削減されます。さらに、サンドビック・コロマントの超硬リサイクルプログラムは、世界中のすべてのお客様にご利用いただけます。同社は、産地を問わず顧客から摩耗した刃物や丸ナイフを買い取ります。長期的には原材料がどれほど希少で限られているかを考えると、これは確かに必要なことです。たとえば、タングステンの推定埋蔵量は約 700 万トンで、これは約 100 年分です。サンドビック・コロマントの回収プログラムは、超硬買取プログラムを通じて 80% リサイクル可能です。
現在の市場の不確実性にもかかわらず、メーカーは企業の社会的責任を含む他の義務を忘れることはできません。幸いなことに、新しい加工方法と適切な超硬インサートを導入することで、メーカーはプロセスの安全性を犠牲にすることなく持続可能性を高め、新型コロナウイルス感染症が市場にもたらした課題により効果的に対応することができます。
Rolf はサンドビック・コロマントの製品マネージャーです。切削工具材料分野における製品の開発・管理の経験。彼は、航空宇宙、自動車、一般工学などのさまざまな種類のクライアント向けに新しい合金を開発するプロジェクトを主導しています。
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投稿日時: 2023 年 8 月 18 日