Gemäß den 17 globalen Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (UN) müssen Hersteller nicht nur den Energieverbrauch optimieren, sondern auch ihre Auswirkungen auf die Umwelt minimieren.Obwohl die soziale Verantwortung des Unternehmens für das Unternehmen wichtig ist, schätzt Sandvik Coromant, dass Hersteller während der Verarbeitung zwischen 10 und 30 Prozent Material verschwenden, wobei die typische Verarbeitungseffizienz einschließlich der Entwurfs-, Planungs- und Schnittphasen bei weniger als 50 Prozent liegt.
Was können Hersteller also tun?Die UN-Ziele empfehlen zwei Hauptpfade, die Faktoren wie Bevölkerungswachstum, begrenzte Ressourcen und eine lineare Wirtschaft berücksichtigen.Nutzen Sie zunächst Technologie, um diese Probleme zu lösen.Industrie 4.0-Konzepte wie Cyber-Physical Systems, Big Data oder das Internet der Dinge (IoT) werden oft als zukunftsweisende Lösung für Hersteller genannt, die Abfall reduzieren wollen.Dies berücksichtigt jedoch nicht die Tatsache, dass die meisten Hersteller noch keine modernen Werkzeugmaschinen mit digitalen Funktionen in ihre Stahldrehbetriebe implementiert haben.
Die meisten Hersteller wissen, wie wichtig die Auswahl der Wendeschneidplattensorte für die Effizienz und Produktivität des Stahldrehens ist und wie sie sich auf die Gesamtproduktivität und die Werkzeuglebensdauer auswirkt.Viele Leute übersehen jedoch den Trick, weil sie nicht das gesamte Konzept des Tools berücksichtigen.Alles von fortschrittlichen Klingen und Griffen bis hin zu benutzerfreundlichen digitalen Lösungen.Jeder dieser Faktoren kann dazu beitragen, dass Stahl umweltfreundlicher wird, indem der Energieverbrauch gesenkt und Abfall minimiert wird.
Beim Drehen von Stahl stehen Hersteller vor vielen Herausforderungen.Dazu gehören mehr Späne pro Schneide von einer einzelnen Klinge, höhere Zerspanungsraten, kürzere Zykluszeiten, optimierte Lagerbestände und natürlich die Minimierung von Materialverschwendung.Aber was wäre, wenn es einen Weg gäbe, all diese Probleme zu lösen, aber im Allgemeinen einen Schritt in Richtung mehr Nachhaltigkeit gäbe?Eine Möglichkeit, den Stromverbrauch zu senken, besteht darin, die Schnittgeschwindigkeit zu verlangsamen.Hersteller können ihre Produktivität aufrechterhalten, indem sie die Vorschübe und die Schnitttiefe proportional erhöhen.Dies spart nicht nur Energie, sondern erhöht auch die Standzeit der Werkzeuge.Beim Drehen von Stahl hat Sandvik Coromant herausgefunden, dass eine um 25 % höhere durchschnittliche Werkzeugstandzeit in Kombination mit einer zuverlässigen und vorhersehbaren Produktivität den Materialverlust am Werkstück und an der Wendeschneidplatte minimiert.
Durch die richtige Wahl des Klingenmaterials kann dieses Ziel bis zu einem gewissen Grad erreicht werden.Aus diesem Grund hat Sandvik Coromant sein Portfolio um zwei neue Hartmetallsorten zum Drehen erweitert: GC4415 und GC4425.GC4425 bietet eine verbesserte Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Zähigkeit, während die Sorte GC4415 als Ergänzung zu GC4425 konzipiert ist, wenn verbesserte Leistung und höhere Temperaturbeständigkeit erforderlich sind.Es ist wichtig zu beachten, dass beide Qualitäten mit starken Materialien wie Inconel und ISO-P-Qualitäten aus unlegiertem Edelstahl verwendet werden können, die für Maschinen besonders schwierig und langlebig sind.Die richtige Sorte kann dazu beitragen, mehr Teile in der Großserien- und/oder Serienproduktion zu bearbeiten.
Die Sorte GC4425 sorgt für eine intakte Kantenlinie für hohe Prozesssicherheit.Da mit den Wendeschneidplatten pro Schneidkante mehr Werkstücke bearbeitet werden können, wird bei der Bearbeitung der gleichen Anzahl an Teilen weniger Hartmetall verbraucht.Darüber hinaus vermeiden Wendeschneidplatten mit konstanter und vorhersehbarer Leistung Werkstückschäden und minimieren gleichzeitig die Verschwendung von Werkstückmaterial.Beide Vorteile reduzieren die Menge des erzeugten Abfalls.
Darüber hinaus wurden beim GC4425 und GC4415 die Substrat- und Einsatzbeschichtung speziell entwickelt, um hohen Temperaturen besser standzuhalten.Dadurch werden die Effekte, die zu übermäßigem Verschleiß führen, reduziert, so dass das Material auch bei höheren Temperaturen seine Kanten sehr gut behält.
Hersteller sollten jedoch auch die Verwendung von Kühlmittel für die Klingen in Betracht ziehen.Wenn ein Werkzeug sowohl mit einem Unterkühlmittel als auch mit einem Unterkühlmittel verwendet wird, kann es bei manchen Vorgängen sinnvoll sein, das Unterkühlmittel zu deaktivieren.Die Hauptfunktion einer Schneidflüssigkeit besteht darin, Späne abzutransportieren, zu kühlen und zwischen dem Werkzeug und dem Werkstückmaterial zu schmieren.Bei richtiger Anwendung maximiert es die Produktivität, erhöht die Prozesssicherheit und verbessert die Werkzeugleistung und Teilequalität.Auch die Verwendung eines Halters mit Innenkühlung verlängert die Lebensdauer des Fräsers.
Sowohl GC4425 als auch GC4415 verfügen über eine Inveio®-Schicht der zweiten Generation, eine CVD-texturierte Aluminiumoxidbeschichtung (Al2O3), die speziell für die Bearbeitung entwickelt wurde.Untersuchungen von Inveio auf mikroskopischer Ebene zeigten, dass die Oberfläche des Materials durch eine unidirektionale Kristallorientierung gekennzeichnet ist.Darüber hinaus wurde die Kristallorientierung der Inveio-Beschichtung der zweiten Generation deutlich verbessert.Noch wichtiger als zuvor ist, dass jeder Kristall in der Aluminiumoxidbeschichtung in die gleiche Richtung ausgerichtet ist, wodurch eine starke Barriere für die Schnittzone entsteht.
Inveio bietet eine hohe Verschleißfestigkeit und eine lange Einsatzlebensdauer.Natürlich sind stärkere Werkzeuge gut, um die Teilekosten zu senken.Darüber hinaus enthält die Hartmetallmatrix des Materials einen hohen Anteil an recyceltem Hartmetall, was es zu einer der umweltfreundlichsten Sorten macht.Um diese Behauptungen zu überprüfen, führten Kunden von Sandvik Coromant Vorverkaufstests mit GC4425 durch.Ein General Engineering-Unternehmen verwendete in seinen Andruckrollen sowohl ein Mitbewerbermesser als auch ein GC4425-Klinge.Die ISO-P-Sorte ermöglicht eine kontinuierliche axiale Außenbearbeitung und Vorschlichtung mit einer Schnittgeschwindigkeit (vc) von 200 m/min, einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,4 mm/U (fn) und einer Tiefe (ap) von 4 mm.
Hersteller messen die Werkzeugstandzeit normalerweise anhand der Anzahl der bearbeiteten Teile (Stücke).Wettbewerbersorten können 12 Teile schneiden, bevor der Verschleiß durch plastische Verformung erfolgt, während Sandvik Coromant-Wendeschneidplatten 18 Teile schneiden können, was die Standzeit des Werkzeugs um 50 % erhöht und einen gleichmäßigen und vorhersehbaren Verschleiß gewährleistet.Diese Fallstudie zeigt die Vorteile, die durch die Kombination der richtigen Bearbeitungselemente erzielt werden können, und wie Empfehlungen zu bevorzugten Werkzeugen und Schnittdaten von einem vertrauenswürdigen Partner wie Sandvik Coromant dazu beitragen können, die Prozesssicherheit zu gewährleisten und verlorene Suchprozesszeiten zu reduzieren.das richtige Werkzeug.Online-Tools wie der CoroPlus® Tool Guide haben sich ebenfalls als beliebt erwiesen, um Herstellern dabei zu helfen, die für ihre Anforderungen am besten geeigneten Dreheinsätze und -sorten zu bewerten.
Um die eigentliche Prozessüberwachung zu unterstützen, hat Sandvik Coromant außerdem die Prozesssteuerungssoftware CoroPlus® entwickelt, die die Bearbeitung in Echtzeit überwacht und gemäß programmierten Protokollen Maßnahmen ergreift, wenn bestimmte Probleme auftreten, wie etwa das Abschalten der Maschine oder der Austausch verschlissener Schneidwerkzeuge.Dies bringt uns zur zweiten UN-Empfehlung für nachhaltigere Instrumente: Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft, Abfall als Rohstoff behandeln und in ressourcenneutrale Kreisläufe reinvestieren.Es wird immer deutlicher, dass die Kreislaufwirtschaft umweltfreundlich und für Hersteller profitabel ist.
Dazu gehört auch das Recycling von Vollhartmetallwerkzeugen – schließlich profitieren wir alle, wenn abgenutzte Werkzeuge nicht auf Mülldeponien und Deponien landen.Sowohl GC4415 als auch GC4425 enthalten erhebliche Mengen an zurückgewonnenen Karbiden.Die Herstellung neuer Werkzeuge aus recyceltem Hartmetall erfordert 70 % weniger Energie als die Herstellung neuer Werkzeuge aus Neumaterial, was auch zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen um 40 % führt.Darüber hinaus steht das Hartmetallrecyclingprogramm von Sandvik Coromant allen unseren Kunden weltweit zur Verfügung.Das Unternehmen kauft abgenutzte Klingen und Rundmesser von Kunden unabhängig von der Herkunft zurück.Dies ist in der Tat notwendig, da Rohstoffe auf lange Sicht knapp und begrenzt sein werden.Beispielsweise belaufen sich die geschätzten Wolframreserven auf etwa 7 Millionen Tonnen, was uns etwa 100 Jahre lang reichen wird.Das Rücknahmeprogramm von Sandvik Coromant ist durch das Hartmetall-Rückkaufprogramm zu 80 % recycelbar.
Trotz der aktuellen Marktunsicherheit dürfen Hersteller ihre anderen Verpflichtungen, einschließlich der sozialen Verantwortung ihrer Unternehmen, nicht vergessen.Glücklicherweise können Hersteller durch die Implementierung neuer Bearbeitungsmethoden und geeigneter Hartmetalleinsätze die Nachhaltigkeit erhöhen, ohne die Prozesssicherheit zu beeinträchtigen, und effektiver auf die Herausforderungen reagieren, die COVID-19 auf den Markt gebracht hat.
Rolf ist Produktmanager bei Sandvik Coromant.Erfahrung in der Entwicklung und Verwaltung von Produkten im Bereich Schneidstoffe.Er leitet Projekte zur Entwicklung neuer Legierungen für verschiedene Kundentypen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und allgemeinen Maschinenbau.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. August 2023