メーカーは、国連 (UN) が設定した 17 の世界的な持続可能な開発目標に沿って、エネルギー使用をさらに最適化しながら、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・コロマントは、企業にとってCSRが重要であるにもかかわらず、メーカーは機械加工プロセスで材料の10～30％を無駄にしており、設計、計画、切削段階を含む一般的な機械加工効率は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、鋼旋削加工の効率と生産性を向上させるためのインサート材種の選択の重要性と、それが全体の生産性と工具寿命にどのような影響を与えるかを認識しています。しかし、多くの人は、高度なブレードやハンドルから使いやすいデジタル ソリューションに至るまで、ツールのコンセプト全体を考慮していないため、コツを見落としています。これらの各要素は、エネルギー消費を削減し、廃棄物を削減することにより、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より多くの刃を得る、金属除去率を高める、サイクルタイムを短縮する、在庫レベルを最適化する、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、一般的により優れた持続可能性を達成す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、工具寿命も長くなります。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%増加し、信頼性が高く予測可能な性能と相まって、ワークピースとチップの材料損失を最小限に抑えることができることを発見しました。
適切なブランドのブレードを選択すると、この目標をある程度達成することができます。そのため、サンドビック・コロマントは、GC4415およびGC4425と呼ばれるP旋削用の新しい超硬材種を製品ラインナップに追加しました。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、インコネルや ISO-P 非合金ステンレス鋼など、特に加工が難しく機械的ストレスに強い、より丈夫な材料にも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、大量生産や大量生産において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、エッジラインを無傷に保つ能力により、高レベルのプロセス安全性を提供します。インサートはエッジあたりにより多くの部品を加工できるため、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、被削材の材料の無駄を最小限に抑えることで被削材の損傷を防ぎます。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 では、コアの材質とインサートのコーティングが高温耐性が向上するように設計されています。これにより過度の摩耗の影響が軽減され、材料は高温でもエッジを維持できるようになります。
ただし、メーカーはブレードに冷却剤を使用することも検討する必要があります。過冷却剤と過冷却剤を備えた工具を使用する場合、一部の作業では過冷却剤の供給を遮断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、工具の生産性と部品の品質が向上します。内部クーラントを備えたツールホルダを使用すると、工具寿命も長くなります。
GC4425 と GC4415 はどちらも、加工用に設計されたテクスチャード CVD アルミナ (Al2O3) コーティングである第 2 世代の Inveio® 層を備えています。Inveio を顕微鏡レベルで検査すると、材料の表面が一方向の結晶配向を特徴としていることがわかります。さらに、第 2 世代 Inveio コーティングのダイ配向性が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工具寿命を備えたインサートを提供します。工具寿命が長くなれば、当然、単価も下がります。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、競合他社のブレードと GC4425 ブレードの両方を使用してプレス ロールを製造していました。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 ISO-P クラスの中仕上げ加工。
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。競合他社のグレードでは塑性変形により摩耗する部品が 12 個ありましたが、サンドビック コロマントのインサートは 18 個の部品を加工し、摩耗時間が 50% 長くなり、摩耗は一貫して予測可能でした。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どのようにプロセスの安全性に貢献し、工具調達の労力を軽減できるかを示します。時間を失った。CoroPlus® Tool Guide などのオンライン ツールも人気があり、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ます。
サンドビック・コロマントは、プロセス監視自体を支援するために、リアルタイムで処理を監視し、機械の停止や磨耗した刃の交換など、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に関する国連の 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うこと、資源中立サイクルへの復帰です。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。最終的には、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、私たち全員が利益を得られます。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。企業は、産地に関係なく、使用済みの刃物や丸ナイフを顧客から購入します。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。この回収プログラムにより、サンドビック・コロマントはカーバイド買取プログラムを通じて製品の 80% をリサイクルすることができました。
現在の市場の不確実性にもかかわらず、生産者は CSR 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採用することで、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向上させ、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処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。工具素材の製品開発や生産管理に豊富な経験を持っています。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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投稿時間: 2023 年 4 月 3 日