«Ціна — це те, що ви платите. Цінність — це те, що ви отримуєте».
Воррен Баффет
Зростання цін на вольфрам створює серйозні виклики для металообробної промисловості та змушує виробників шукати економічно доцільні рішення без втрати продуктивності. Інновації ISCAR спрямовані на підвищення ефективності виробництва та зниження витрат на інструмент у нових ринкових умовах.
У сучасній металообробній промисловості твердий сплав на основі карбіду вольфраму є найпоширенішим матеріалом для виготовлення різального інструменту. Завдяки вищим показникам твердості, зносостійкості та термостійкості порівняно з традиційною швидкорізальною сталлю він забезпечує роботу на значно вищих швидкостях різання, що гарантує вищу продуктивність обробки.
Подальше зростання ефективності обробки стало можливим завдяки розвитку технологій зміцнення поверхні різального інструменту. Розвиток технологій нанесення покриттів, за яких на поверхні інструменту формується тонкий шар матеріалу з мікротвердістю, вищою за твердість карбіду вольфраму, фактично змінив традиційне співвідношення між твердістю та в’язкістю різальних матеріалів. Інструмент із покриттям демонструє значно вищу зносостійкість порівняно з непокритим твердим сплавом аналогічної в’язкості. Це стало додатковим чинником підвищення продуктивності обробки. Сьогодні для більшості твердосплавного інструменту — як суцільнометалевого, так і зі змінними пластинами — застосовуються покриття, нанесені на основу з карбіду вольфраму.
Проте останніми роками металообробна галузь зіткнулася з новою проблемою — суттєвим зростанням цін на матеріали, що містять вольфрам. Причин цього багато, і більшість із них пов’язані між собою економічними та політичними чинниками. Наприклад, Китай є основним постачальником вольфраму, забезпечуючи близько 80 % світового виробництва. Тому будь-які зміни експортної політики або регулювання ринку мінеральної сировини в Китаї безпосередньо впливають на рівень цін. Крім того, значно зріс попит на вольфрам з боку інших галузей — насамперед електроніки, аерокосмічної та оборонної промисловості. Поточна геополітична ситуація та логістичні проблеми у глобальних ланцюгах постачання також сприяють подорожчанню.
Зрозуміло, що це безпосередньо впливає на вартість інструменту та збільшує його частку у структурі виробничих затрат на механічну обробку. За таких умов підприємства дедалі частіше переглядають підходи до вибору та застосування різального інструменту. Водночас, попри відносно невелику частку інструменту в загальній собівартості виробництва, саме він залишається одним із ключових чинників підвищення продуктивності та зниження собівартості деталей. Тому одним із головних викликів для виробників різального інструменту є розробка економічно ефективних рішень, здатних компенсувати наслідки стрімкого зростання цін на вольфрам. У результаті визначальними факторами стають економічна доцільність і максимальна цінність для споживача.
За таких умов металообробна галузь дедалі більше приділяє увагу доступності інструменту та співвідношенню «ціна/ефективність». З одного боку, це вимагає впровадження сучасних технологій, перегляду виробничих процесів, застосування ефективніших стратегій обробки та вдосконалення систем управління інструментом. З іншого боку, ринок очікує від виробників адекватної реакції на виклик зростання цін на вольфрам.
Одним із підходів є ширше використання альтернативних твердих різальних матеріалів — керметів і кераміки. Безумовно, вони мають низку переваг над карбідом вольфраму, зокрема вищу твердість і теплостійкість. Протее сфера їх застосування обмежується низкою факторів: вони більш крихкі, менш в’язкі та чутливіші до нестабільних умов обробки.
Надтверді матеріали, такі як кубічний нітрид бору (CBN) та полікристалічний алмаз (PCD), забезпечують виняткову зносостійкість, але залишаються дуже дорогими. Крім того, їх сфера застосування значно вужча порівняно з карбідом вольфраму: CBN переважно використовується для обробки загартованих сталей, чавуну та жароміцних сплавів, тоді як PCD ефективний головним чином при обробці кольорових металів, алюмінію, мідних сплавів і композитних матеріалів.
Іншим напрямом є розробка зносостійких захисних покриттів. Інновації в цій сфері дозволили створити нові марки твердого сплаву з покриттям, які забезпечують збільшення ресурсу інструменту. Більше того, найсучасніші покриття здатні підтримувати той самий ресурс навіть для сплавів зі зниженим вмістом карбіду вольфраму.
Водночас застосування новітніх технологій нанесення покриттів потребує спеціалізованого обладнання та складних виробничих процесів, що спричиняє додаткові витрати та може впливати на кінцеву вартість інструменту.
Ще одним шляхом вирішення проблеми є оптимізація конструкції інструменту. Наприклад, застосування інструменту зі змінними твердосплавними різальними елементами дозволяє раціональніше використовувати твердий сплав та підвищувати гнучкість і ефективність обробки.
Так само пластини, форма яких забезпечує максимальну кількість різальних кромок, дозволяють ефективніше використовувати матеріал. На практиці пластини часто працюють із набагато меншою глибиною різання, ніж максимально допустима. Крім того, сучасні методи виготовлення заготовок — точне лиття, кування та лиття під тиском — дозволяють отримувати вироби, максимально наближені до форми готової деталі. Це зменшує обсяг матеріалу, який необхідно видалити під час обробки.
Це підвищує попит на інструмент із компактнішими пластинами, що забезпечує додаткову економію вольфраму. Постійне вдосконалення форми різальної кромки та системи відведення стружки підвищує продуктивність і ресурс інструменту, що сприяє зниженню споживання вольфраму.
•• Система MULTI–MASTER — сімейство збірного інструменту зі
змінними твердосплавними головками (титульн. фото статті), присутнє на ринку з початку століття. Концепція системи передбачає використання одного корпусу (хвостовика) з різними головками, причому кожна головка сумісна з кількома хвостовиками. Це дозволяє зменшити витрати твердого сплаву, оптимізувати конфігурацію інструменту під конкретну операцію, спростити адаптацію, скоротити потребу в спеціальному оснащенні та знизити складські запаси, демонструючи високу економічну ефективність і універсальність системи.
•• В області свердлильних операцій аналогічний підхід застосовується в сімействі SUMOCHAM — збірних свердлах зі змінними твердосплавними головками. Одна головка сумісна з корпусами різної довжини вильоту, що дозволяє обирати оптимальний інструмент залежно від глибини свердління. Використання змінних головок зменшує потребу в значному наборі свердел. Подальші розробки системи SUMOCHAM дозволили застосувати цю концепцію також для операцій зенкування.
Обидві системи — MULTI–MASTER і SUMOCHAM — мають надзвичайно жорстке кріплення головки, завдяки чому динамічні характеристики збірного інструменту максимально наближені до суцільнометалевого. Крім того, скорочується час на переналагодження та установку нового твердосплавного інструменту. У цих системах змінюється лише головка без додаткових операцій. Концепція NO-SETUP-TIME дозволяє виконувати процедуру без виймання інструменту зі шпинделя верстата, суттєво підвищуючи ефективність обладнання.
•• Застосовуючи концепцію змінних пластин у мініатюрному інструменті та інструменті для малих глибин різання, ISCAR розробив широкий асортимент продукції для фрезерування, у тому числі сімейство інструментів MICRO‑3‑FEED для обробки з високою подачею, а також нові інструменти в лінійках HELITANG і HELI‑3‑MILL із компактними пластинами для обробки уступів. Багато таких фрез малого діаметра виконані у вигляді змінних головок, сумісних із хвостовиками MULTI–MASTER, що значно розширює сферу застосування обох систем. Частина головок також має різьбове кріплення для використання з модульною системою FLEXFIT.
•• Сімейство токарного інструменту LOGIQ‑4‑TURN було доповнено зразками із двосторонньою пластиною меншого типорозміру 06. Вона має чотири різальні кромки та може кріпитися як гвинтом, так і важелем — залежно від конструкції інструменту. Таке економічне рішення особливо ефективне при виготовленні мініатюрних деталей на автоматах швейцарського типу та компактних токарних верстатах.
•• Для точіння з малими глибинами різання ISCAR розробив сімейство інструментів FLASH-TURN із компактними пластинами. Це рішення спрямоване на максимальне використання різальної кромки та зниження собівартості обробки без втрати продуктивності.
•• Для відрізки та точіння канавок ISCAR пропонує інструменти DO-GRIP із тонкими двосторонніми пластинами з двома різальними кромками та шириною різу 0,8–1,2 мм. Це забезпечує економію як твердого сплаву, так і матеріалу заготовки, особливо при обробці труб і тонкостінних деталей.
•• Конструкція пластин із великою кількістю різальних кромок традиційно є одним із найефективніших способів економії різального матеріалу. Серед новинок ISCAR варто відзначити нове рішення в сімействі PENTACUT — інструмент для відрізки та точіння канавок із зіркоподібними пластинами діаметром 17 мм і шириною різання 1,5–2,5 мм із п’ятьма різальними кромками. Вони дозволяють виконувати вузькі прорізи, мінімізуючи втрати матеріалу при відрізці дрібних деталей і точінні канавок.
Багатофункціональний інструмент дозволяє виконувати відразу кілька операцій. Такі рішення «все в одному» є ефективним засобом зниження витрат на механічну обробку та підвищення рентабельності, наприклад QUICK-D‑MILL, що поєднує можливості свердління та фрезерування. Це двозубі праворізальні фрези з двома прямокутними змінними пластинами. Кожна пластина має чотири різальні кромки та призначена для торцевого й периферійного різання, що забезпечує раціональне використання матеріалу та зменшує експлуатаційні витрати. Під час свердління працює один ефективний зуб, а при фрезеруванні — два. Нові фрези випускаються в діапазоні діаметрів 16–32 мм і є економічно вигідною альтернативою у цільнометалевому твердосплавному інструменту. Для розширення функціональності також випускаються головки MULTI–MASTER із внутрішнім підведенням ЗОР під високим тиском.
Технологи ISCAR Ukraine регулярно проводять випробування нового інструменту у власному демонстраційному центрі в Дніпрі на сучасному обладнанні з ЧПК. За результатами тестувань фахівці компанії готують навчальні та демонстраційні відеоролики, що публікуються на YouTube-каналі ISCAR Ukraine.
Павло РУБЕЖНИЙ — інженер-технолог компанії «Іскар Україна»
ТОВ «ІСКАР Україна»
тел. +380 50 440 23 91,
https://t.me/joinchat/mL_MCI2hUcVlZmUy
