В этой статье речь идет о результатах совместной работы DOOSAN, компании 5ME®Cryogenics и конечного заказчика — с целью улучшения процесса изготовления деталей для коммерческого самолётостроения с использованием криогенной техники.
Очевидный факт: механическая обработка сопровождается выделением тепла. Этот нежелательный побочный эффект вызывает множество проблем у машиностроителей. Само собой разумеется, что удаление его из процесса приведет к улучшению многих показателей: сокращению времени обработки, увеличению стойкости инструмента и повышению качества детали. Невозможно даже теоретически представить себе перспективы улучшения процесса резания, если получится снизить температуру до -196 °С в зоне обработки. Но с уверенностью можно сказать, что результат был бы потрясающим.
Так вот, эти эффекты и являются областью изучения теории криогенной обработки. Но как обстоят дела на практике?
В этой статье речь идет о результатах совместной работы DOOSAN, компании 5ME®Cryogenics и конечного заказчика — с целью улучшения процесса изготовления деталей для коммерческого самолётостроения с использованием криогенной техники.
Немного о Заказчике
Компания Milling Precision Tool Company (MPTC) — это механическая мастерская со станками ЧПУ в городе Уичите (штат Канзас), которая обслуживает потребности местной аэрокосмической промышленности. Штат сотрудников составляет около 30 человек, и они производят сложнейшие изделия для таких клиентов, как Cessna/Textron, авиационное подразделение Lockheed Martin, Boeing и многих других. Так как компания развивается в данной области уже более 55 лет благодаря прогрессивной культуре производства, организация непрерывно как-бы «переизобретает» себя, совершенствуя внутренние процессы, придерживаясь бережливого подхода, обеспечивая непрерывный поток в производстве и всегда думая о том, как сократить время наладки.
Партнер MPTC Майк Крейг сказал: «Примерно год назад мы начали изучать технологию криогенной обработки, насколько она может помочь нашему цеху в обработке твердых металлов, таких как титан, нержавеющая сталь и другие сплавы, а также композитов, все шире применяющихся в аэрокосмической промышленности».
Технология криогенной обработки
По воле судьбы, компания DOOSAN только что объединила усилия с компанией 5ME®Cryogenics, чтобы продемонстрировать преимущества криогенной обработки. Уникальный многопатентный процесс криогенной обработки 5ME® — это революционная технология, которая позволяет повысить скорость снятия металла и увеличить стойкость инструмента, обеспечивая подачу жидкого азота при температуре -196 °С через шпиндель/револьверную голову, корпус державки, режущий инструмент — непосредственно на режущую кромку.
Такая экологически чистая технология обработки повышает производительность, качество изделий, стойкость инструмента, а соответственно – прибыльность предприятия, попутно сокращая расход СОЖ и снижая потребление энергии.
Как все сложилось
В качестве оборудования для криогенных операций был выбран горизонтальный обрабатывающий центр DOOSAN NHP 6300 с конусом шпинделя под инструментальную оправку ВТ50 и размером стола 630х630 мм, оснащенный шпинделем BIG PLUS со скоростью вращения 10 000 об/мин. NHP 6300 обладал всеми требуемыми геометрическими и силовыми параметрами для обработки изделий заказчика.
Денни Крейц, менеджер Machine Tool Specialities (дистрибьютор Doosan Machine Tool America в этом регионе) знает свое дело. Последние 5 лет он работает с компанией MPTC над стандартизацией оборудования в цеху. Он пригласил представителей MPTC в город Уоррен, Мичиган (где находились специалисты из 5ME® и станок NHP 6300) для демонстрации процессов силовой и финишной обработки. Убедившись, что такое решение отлично подходит для текущих задач производства, компания MPTC без промедления разместила заказ на поставку модели ОЦ NHP 6300, оборудованного функцией криогенной обработки.
Результаты
По словам Уилла Грубера (Will Gruber), менеджера по маркетингу и продажам для 5ME®, компания Milling Precision Tool, после инсталляции станка NHP 6300, без промедления запустила непрерывный цикл производства плановых изделий. В качестве обрабатываемых материалов выступали твердые металлы: титан (6AL4V), нержавеющая сталь (15-5 PH) и другие сплавы.
Компания начала обрабатывать детали с применением криогенной технологии и значительно уменьшила время цикла: некоторые показатели сократились почти на 50%. Скорость снятия материала возросла примерно вдвое, по сравнению с обработкой при подаче обычной охлаждающей жидкости поливом в зону резания.
Кроме того, использование криогена обеспечило 30%-экономию на покупке СОЖ (учитывалась цена охлаждающей жидкости, включая стоимость ее утилизации).
Несмотря на то, что срок службы инструмента остался постоянным на уровне 60 минут (отраслевой стандарт), MPTC стала обрабатывать детали в 2-2,5 раза быстрее. Поэтому логично, что стойкость инструмента в расчете на деталь (объем удаленного материала за единицу времени) увеличилась в 2-2,5 раза. Что моментально привело к более, чем двукратной экономии на закупках инструмента при сохранении объема производства данных изделий. А далее, очевидно, что повышение производительности привело к снижению всех производственных затрат на этом участке, к снижению себестоимости изделий, к ускорению поставок для заказчиков и к увеличению объема выполняемых заказов.
Представитель криогенной обработки
Опираясь на свой опыт, компания Milling Precision Tool стала своего рода выставочным залом для 5ME® DOOSAN и Machine Tool Specialities, а также для местных клиентов из аэрокосмической отрасли.
В конце 2018 года MPTC на своем предприятии провела двухдневную презентацию для компании Cessna/Textron, в рамках которой были представлены преимущества механической обработки с применением жидкого азота, возможности металлорежущего оборудования DOOSAN и образцы деталей, а также продемонстрированы возможные типы обработки без применения традиционной охлаждающей жидкости.
Это привело к тому, что Cessna/Textron обновили производственные спецификации своих поставщиков оборудования, включив криогенную обработку в качестве допустимой методологии при изготовлении своих изделий.
Будущее
По мере того, как Milling Precision Tool расширяет свой бизнес с учeтом открывшихся возможностей, благодаря приобретению современного оборудования DOOSAN, уже ведутся разговоры о расширении мощностей и добавлении новых станков, как для криогенной обработки алюминия, так и для обработки сложных изделий из твердых металлов за счет внедрения современных методов автоматизации.
К примеру, компания DOOSAN предлагает модифицируемую линейную и поворотную систему паллет для модели NHP 6300, которая позволит оператору не присутствовать возле оборудования все время смены, минимизируя время наладки при обработке различных деталей.
В ногу с прогрессом
Описанная в статье установка считается самым первым горизонтальным обрабатывающим центром с функцией криогенной обработки в США; и первым горизонтальным центром для компании Milling Precision Tool. При этом для MPTC было важно находиться в центре внедрения данной технологии, ведь это позволило им представить преимущества технологии своим клиентам — важными ключевыми игроками в аэрокосмической отрасли.
Компания ВариТек – эксклюзивный дистрибьютор DOOSAN MACHINE TOOLS CO., LTD в Украине более 10 лет.
Лучший сервис станочного оборудования в Украине.