_i-pac 12-2 Keramika pro tepelně odolné super slitiny (HRSA)
Aplikace ve frézování 01 Požadavky trhu 02 Stav vývoje 03 Specifikace produktu 04 Walter Keramika WIS10 a WWS20 05 frézování keramikou 06 Výsledky testů 07 Reference
01 Požadavky trhu 2000: 580 C 2010: 650 C 2020: 725 C 800 1200 MW 1000 1500 MW 1200 1800 MW Trendy ve vývoji turbín Maximalizace teplotní efektivity P turbine, inlet / p inlet T turbine, inlet / T turbine, exit Maximalizace jednotky tlaku P turbine, inlet / p inlet Maximalizace teploty při vstupu Minimalizace teploty na výstupu Materiál lopatek dle ISO skupin 2000 2010 2020 Trend Potential K 300 300 0 0% P 7.700 6.800 6.300 70% M 1.000 800 1.200 13% S 0 1.100 1.500 16% Source: own calculations
02 Stav vývoje Tělesa: vývoj vlastního inovačního nástroje konstrukce pro pozitivní a negativní VBD upínání klínem zamezuje mikro-vibracím i za vysokých otáček upínání Screw-fit pro minimální házivost VBD: zaměření na RNGN1207... v prvním stádiu optimalizace a vývoj řezné hrany Další vývoj: probíhají testy na univerzitě Zwickau test lopatek na bázy Ni-slitin (Nimonic 80A) optimalizace řezných parametrů v závisloti na materiálu obrobku získány první praktické zkušenosti u zákazníků momentálně probíhají testy u Walter společností = WTR, WCN, WJP, WEX, WDE zaměření na konkurenci jako Kenna, NTK, Greenleaf, Ceramtec
03 Specifikace produktu Tělesa ve vývoji/výrobě: Průměr 25, 32, 40 a 50 Tělesa pro pozitivní a negativní VBD pro velikosti 06, 09 a 12 počet zubů: 3 a 4 klínové upínání upnutí Screw-fit na poptávku přes VBI VBD: Standardy s i-pac 12-2: RNGN120700E WIS10 RNGN120700E WWS20 RNGN120700T01020 WWS20 RNGN120700T01020 WWS20 ostatní VBD na poptávku přes VBI dodávka speciálních VBD 4 až 6 týdnů
03 Specifikace produktu rozhraní Screw-fit D a = 25 50 mm lůžko pro RNGN1207 klínové upínání
04 Walter keramika WIS10 a WWS20 odolnost proti teplotním šokům WIS10 Podmínky obrábění SiAlON ceramic WWS20 Whisker-reinforced Al 2 O 3 + SiCw stabilita obrobku odolnost proti vrubovému opotřebení objemová houževnatost
05 frézování keramikou RNGN120700T01020 Z = 4, Da = 50, vc = 1.000 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,10 mm, ap = 1,5 mm, dry, Material: Nimonic 80A Layers machined 6 5 4 sousledné fréz. nesousledné fréz. 3 2 1 0 WWS20 Grade X WIS10 WWS20 Grade X WIS10
05 frézování keramikou RNGN120700T01020 Z = 4, Da = 50, vc = 1.000 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,10 mm, ap = 1,5 mm, dry, Material: Nimonic 80A Layers machined 7 6 5 4 3 2 1 0
05 frézování keramikou bez chlazení s chlazením užití vody způsobuje vylamování hrany VBD a snižuje životnost zvyšuje se teplotní šok na hraně VBD, speciálně při vstupu a výstupu z obrobku použití MQL (Minimum Quantity Lubrication) může přinést pozitivní účinek během obrábění jako snižovač teploty celé soustavy
05 frézování keramikou příliš nízká Vc optimální Vc vylomení řezné hrany RNGN120700E WIS10 Z = 4, Da = 50, vc = 800 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,1 mm, ap = 1,5 mm, Material: Nimonic 80A rovnoměrné opotřebení na hřbetě RNGN120700E WIS10 Z = 4, Da = 50, vc = 1.000 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,1 mm, ap = 1,5 mm, Material: Nimonic 80A příliš vysoká Vc způsobuje neúnosnou teplotu v oblasti mezi hranou a třískou a dochází k vylomení řezné hrany příliš nízká Vc způsobuje vylomení řezné hrany v důsledku vysoké tuhosti třísky
05 frézování keramikou příliš velký posuv optimální posuv vylomení řezné hrany RNGN120700E WIS10 Z = 4, Da = 50, vc = 1.000 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,14 mm, ap = 1,5 mm, Material: Nimonic 80A rovnoměrné opotřebení na hřbetě RNGN120700E WIS10 Z = 4, Da = 50, vc = 1.000 m/min, ae = 24 mm, fz = 0,1 mm, ap = 1,5 mm, Material: Nimonic 80A příliš vysoký posuv způsobuje nadměrnou teplotu v oblasti řezu a způsobuje vylomení řezné hrany či nadměrné opotřebení na hřbetu korektní posuv na zub je dán aktuálním Kappa a odpovídajícím průřezem střední třísky hm
05 frézování keramikou hloubka třísky a aktuální Text úhel Kappa Doporučená Vc Depth of cut to insert size ratio Ap pro jednotlivé VBD v mm 1,5 mm < a p < 2,5 mm 40 < κ < 50 úhel záběru 800 m/min < v c < 1.200 m/min 0,08 mm < f Z < 0,12 mm Cold work hardening of the workpiece Chipping of the cutting edge high cutting pressure f Z x sinκ
05 frézování keramikou Vstupní strategie 1: redukce posuvu Vstupní strategie 2: zanoření do řezu f z 2 mm f z 0.5 x f z Programovaný rádisu: 0.5 x D a + 2 mm
06 Výsledky testů Zákazník: Alstom Birr Obrobek: turbínová lopatka Material: Nimonic A101, obrábění za sucha Stroj: Starrag Heckert HX151, HSK63 Upínání: stabilní, upnuto mezi sklíčidlem a koníkem
06 Výsledky testů Obráběcí strategie: podélné frézování a zapichování základní tělesa: Kennametal D 63, Z = 4 pro podélné frézování Kennametal D 50, Z = 3 zapichování VBD: testovací VBD od Jürgen Daub řezné parametry: podélné frézování: ap = 3-4 mm ae = 10-63 mm vc = 800 m/min fz = 0,08 mm zapichování: ap = 2-3 mm ae = 50 mm vc = 970 m/min fz = 0,05 mm
06 Výsledky testů Longitudinal roof milling
06 Výsledky testů Podélné frézování: životnost: 1 lopatka, th = 5,6 min poznámka: VBD nebylo možné otočit díky vylomení konkurent: životnost 1 lopatka, ale bez vylomení řezné hrany
06 Výsledky testů Zapichování: životnost: 1 lopatka, th = 4,7 min konkurent: stejná životnost
06 Výsledky testů Zákazník: Alstom Bexbach Obrobek: stacionární lopatka Material: Nimonic M101 atmosfericky tvrzený Re = 1.100 N/mm² Stroj: Starrag HX151, HSK63 Obráběcí strategie: chlazení vzduchem, T = 0 C
06 Výsledky testů Těleso: D 63, Z = 4 Konkurence: Kennametal, Kyocera, Ceramtec VBD: RNGN1207 SiAlON řezné parametry: ap = 2,5 mm ae = 35 mm vc = 700 m/min fz = 0,06 mm
06 Výsledky testů 1 lopatka VBD neuspěla VBD neuspěla
06 Výsledky testů Fakta a čísla: Produkt: různorodé komponenty pro olejářský a plynový průmysl Obrat s Walterem : 200.000 Potenciál: odhadem 750.000 1.000.000
Keramika pro tepelně odolné super slitiny (HRSA) 06 Výsledky testů Obrobek Material Stroj skříň ventilu Inconel 625 povrchová vrstva po svařování rozdílná hloubka řezu 6 až 25 mm 38 mm Mandelli Thunder 630
06 Výsledky testů Stellram řešení WALTER řešení Nástroj/VBD 7792 VXD 12 High Feed XDLT120508ER-D41 SP6519 Ø52 / Z4 řezné parametry a p = 1,0 mm a e = 6,0 mm vc = 245 m/min f Z = 0,09 mm životnost 1 part 38 cycles 31 meters poznámka za mokra Nástroj/VBD F2334-5829136 RNGN120700E WIS10 Ø50 / Z4 řezné parametry a p = 1,3 mm a e = 6,0 mm vc = 900 m/min f Z = 0,06 mm životnost 1 parts 30 cycles 31 meters poznámka za sucha
06 Výsledky testů Cutting costs Competitor Tool life/edge: 1 part Walter Tool life/edge: 1 parts 6 000 Machining cost per batch [ ] Cutting costs/batch: 320 Cutting costs/batch: 256 Savings: 64 per batch 5 000 4 000 Machining costs Competitor Hourly rate of the machine = 80 Walter Hourly rate of the machine = 80 3 000 2 000 32 pieces/batch 32 pieces/batch 120 Minutes contact time/piece Machining costs/piece 160 16 Minutes contact time/piece Machining costs/piece 23 1 000 0 Competitor Walter Machining costs/batch 5.120 Savings: 4.450 per batch Machining costs/batch 683 Total savings: 4.500 per batch!!
07 Reference Katalog: není v novém katalogu 2012 Letáky: Novinky 2012-2 Lotus Notes: Branch Management Corner Energy/Trainings/i-PAC 12-2 Start prodeje: VBD: říjen Tělesa: speciál přes VBI
Děkuji za pozornost.