Suku Cadang Kecil dan Pemesinan Presisi:Saran dari Pakar tentang Alat dan Teknik

Pemutaran suku cadang yang kecil berarti toleransi yang ketat, kecepatan spindel yang ekstrem, dan material yang sulit dikerjakan. Inilah yang dikatakan para ahli tentang memaksimalkan produktivitas di lingkungan yang menuntut ini.

Beberapa orang mengatakan dunia semakin kecil. Mereka mungkin benar, tetapi jika mereka tidak bekerja untuk produsen medis, kedirgantaraan, atau otomotif, mereka mungkin tidak menyadari betapa kecilnya itu.

Industri ini dan industri teknologi tinggi lainnya terus memeras lebih banyak fungsi ke dalam ruang yang semakin kecil, dan itu berarti bagian mesin yang digunakan untuk implan medis, perangkat elektronik, dan peralatan rumit serupa juga harus menyusut ukurannya.

Bahannya juga tidak mudah dipotong. Ada titanium super tangguh dan superalloy berbasis nikel yang digunakan untuk membuat suku cadang dirgantara, apalagi kobalt chrome, platinum, dan berbagai logam eksklusif yang umum dalam manufaktur medis.
 

Dan sementara konektor dan pin tembaga atau kuningan kecil yang dibutuhkan untuk mobil yang dilengkapi sensor saat ini tidak terlalu sulit untuk alat pemotong, bagian mana pun yang memerlukan mikroskop untuk diperiksa memiliki tantangan uniknya sendiri.

Dapatkan GRIP

“Di arena ini, alat membutuhkan ujung yang sangat tajam, alat itu harus bebas pemotongan, dan Anda harus memiliki kontrol chip yang baik.” Itu menurut Clay East, manajer produk nasional untuk lini perkakas GRIP di Iscar Metals Inc. 

Dia merujuk secara khusus pada pembubutan CNC gaya Swiss, meskipun rekomendasi yang dia dan para ahli lain kutip dalam artikel ini berlaku sama baiknya untuk mesin bubut dengan umpan koil, mesin transfer putar, dan mesin sekrup multi-spindel.

Ironisnya, setidaknya beberapa kendala di sini adalah karena kurangnya tenaga terampil. East dan lainnya yang dikutip dalam artikel ini menunjukkan bahwa masinis saat ini sering ditugaskan untuk mengoperasikan beberapa mesin—hingga 10 atau bahkan 15 mesin sekaligus, di beberapa toko—yang berarti bahwa proses harus dapat diprediksi dan tidak merepotkan. Di dunia bagian kecil, banyak dari itu dapat dicapai dengan alat pemotong tajam yang baru saja dijelaskan, tetapi alat tersebut juga harus mudah digunakan.

“Salah satu dari banyak hal yang kami bahas saat merancang alat untuk industri Swiss adalah mekanisme penjepitan,” katanya. “Daripada melepas sekrup sepenuhnya untuk mengindeks sisipan, kami membuatnya agar operator dapat memutarnya tiga hingga tiga setengah putaran. Ini membuatnya lebih cepat untuk menukar insert, dan menghilangkan masalah yang biasa dialami oleh operator Swiss mana pun—menjatuhkan sekrup ke dalam chip pan dan kehilangan waktu alat berat yang berharga untuk mencarinya.”

Hancurkan

East mengatakan bahwa sulit untuk memproduksi sisipan yang dapat memecahkan kepingan pada laju umpan yang relatif ringan dan kedalaman pemotongan yang ditemukan pada pembubutan gaya Swiss, terutama mengingat bahan berserabut seperti titanium dan 17-4 PH yang umum pada mesin ini. Tantangan itu menjadi lebih mudah berkat alat desain modern yang digunakan oleh Iscar dan lainnya, itulah sebabnya toko harus terus mengevaluasi kembali pilihan alat pemotong mereka (lihat bilah samping).

Manajer pusat teknis Kyocera Precision Tools Brian Wilshire setuju tentang perlunya alat pemotong gaya Swiss berkualitas tinggi tetapi mencatat bahwa teknologi kontrol chip yang diperkenalkan beberapa tahun lalu oleh pembuat alat mesin CNC terkemuka telah menciptakan masalah baru:pengerasan kerja di berbasis nikel paduan dan baja tahan karat austenitik (seri 300).

“Beberapa mesin bubut gaya Swiss yang lebih baru memiliki fitur yang mengayunkan pahat ke depan dan ke belakang sedikit pada frekuensi yang sangat tinggi,” katanya. “Ini melakukan pekerjaan yang bagus untuk memecahkan chip tetapi cenderung sedikit mempersingkat masa pakai alat. Kami menemukan bahwa penggunaan grade yang lebih keras dengan lapisan tahan aus cukup efektif dalam jalur alat yang berosilasi ini.”

Wilshire juga merekomendasikan agar toko menggunakan radius hidung alat terbesar yang mungkin untuk memaksimalkan laju umpan dan mencapai permukaan akhir terbaik, tetapi ia mencatat bahwa ini dapat menimbulkan masalah dalam aplikasi tertentu.

Misalnya, seorang masinis yang menggunakan insert dengan radius hidung 0,008" +/- 0,002" untuk memutar bagian dengan radius sudut internal maksimum 0,010" dapat melebihi toleransi itu langsung dari gerbang, katanya. "Kami telah mulai menawarkan sisipan dengan toleransi minus saja pada radius sudut untuk menghilangkan kemungkinan ini,” tambahnya.

Tetap Dingin

Kyocera dan Iscar telah membahas tambahan lain yang relatif baru untuk mesin bubut gaya Swiss — pendingin melalui alat. Alih-alih saluran fleksibel dan selang plastik yang membutuhkan waktu untuk dipasang dan mudah ditarik keluar dari posisinya oleh chip berserabut, perusahaan telah memperkenalkan pemegang alat dengan saluran dan lubang pendingin built-in yang mampu menangani pendingin bertekanan tinggi (HPC) ditemukan pada peningkatan jumlah peralatan mesin CNC.

Begitu juga dengan Seco Tools, kata Abhay Chaubal, manajer produk untuk Amerika Utara.

“Tantangan dengan peralatan mesin apa pun adalah memaksimalkan pemanfaatan, dan ini berarti mengurangi waktu penyiapan dan penggantian alat,” katanya. “Kami sekarang menawarkan pemegang alat yang tidak hanya menghilangkan kerumitan tradisional saluran cairan pendingin dengan cairan pendingin melalui alat, tetapi juga memiliki kepala modular yang dapat diganti dengan cepat yang memungkinkan operator mengganti sisipan di luar alat berat sambil mempertahankan akurasi.”

Eric Gardner, spesialis aplikasi Amerika Utara di Seco Tools, menunjukkan bahwa sebagian besar mesin bubut CNC gaya Swiss yang dijual saat ini memiliki kemampuan penggilingan, suatu keharusan untuk banyak suku cadang kecil karena sulitnya memperbaikinya dan biaya operasi sekunder. Hal ini memberikan kesempatan kepada programmer dan masinis untuk menerapkan teknik penggilingan berkecepatan tinggi dalam platform bergaya Swiss.

Dapatkan Spesifik

“Saya merekomendasikan agar toko-toko mengadopsi strategi penggilingan berkecepatan tinggi dan trochoidal bila memungkinkan, bahkan pada bagian-bagian kecil,” kata Gardner. “Kami baru-baru ini bekerja dengan pelanggan medis dalam operasi slotting yang mengurangi waktu siklus mereka secara signifikan dengan penggilingan dinamis, dan meningkatkan masa pakai alat dari 200 menjadi lebih dari 2.000 bagian per alat.”

Seperti pesaing mereka, Gardner dan Chaubal juga menyarankan agar toko mesin—berapa pun ukuran benda kerja—mengevaluasi alat pemotong khusus bahan. Rekomendasi ini sangat relevan bagi mereka yang memotong logam kelas medis dan kedirgantaraan yang sulit yang telah disebutkan, dan untuk pekerjaan jangka panjang yang umum dilakukan pada mesin bergaya Swiss.

“Kendala terbesar di sini bagi banyak produsen kedirgantaraan dan medis adalah kesulitan dalam memodifikasi proses yang divalidasi,” kata Chaubal. “Itulah sebabnya kami ingin bekerja sama dengan pelanggan di awal pengembangan proses, untuk memastikan mereka menggunakan jalur pahat, pahat potong, dan pemegang pahat terbaik yang tersedia.”

Cara Lama? Mungkin Bukan Cara Terbaik 

Agak mengejutkan, pekerjaan membuat alat pemotong yang sangat efektif menjadi lebih mudah selama bertahun-tahun. Daripada mengandalkan pengetahuan suku dan potongan uji yang tak terhitung jumlahnya untuk mengoptimalkan desain baru, produsen alat pemotong sekarang menggunakan perangkat lunak analisis elemen hingga (FEA) untuk menganalisis fisika penghilangan logam pada tingkat mikroskopis untuk menentukan pemutus chip, persiapan tepi, dan perawatan permukaan mana yang akan bekerja paling baik untuk materi atau aplikasi apa pun. Hasil? Alat pemotong sekarang bekerja pada tingkat yang lebih tinggi dari sebelumnya.

Namun, banyak penjual alat pemotong dan orang-orang aplikasi berbagi cerita tentang toko mesin kuno yang menggiling alat pemotong mereka sendiri atau menggunakan teknologi usang, tenang dalam pengetahuan bahwa cara mereka adalah yang terbaik, dan bahwa perkakas modern hanya menaikkan biaya. Tidak ada yang bisa lebih jauh dari kebenaran. Pertimbangkan sejauh mana teknologi dari semua jenis telah meningkat selama dekade terakhir ini; alat pemotong telah berkembang dengan cara yang sama, itulah sebabnya toko mesin dari semua jenis harus mengevaluasi produk baru secara rutin, terutama yang terlibat dalam pemesinan suku cadang kecil dan pekerjaan menantang lainnya.

Ini belum tentu mudah. Selain berurusan dengan mentalitas "inilah cara kami selalu melakukannya", manajemen harus mengalokasikan waktu untuk penelitian dan pengujian, sering kali mengandalkan orang yang paling berpengalaman untuk melakukannya. Investasi perkakas harus dilakukan, pekerjaan diprogram ulang, dan karena peningkatan produktivitas yang pasti akan dihasilkan, penyesuaian dalam proses hilir seringkali diperlukan untuk mengakomodasi kemacetan yang bergerak. Meskipun merepotkan, manfaatnya akan jauh lebih besar daripada gangguan sementara. Mungkin sudah waktunya untuk merangkul ujung tombak.

Tips atau teknik apa yang dapat Anda bagikan tentang pemutaran bagian kecil? Beri tahu kami di komentar di bawah.

PERANGKAT UP – SGS Seri 77 H-Carb 7 Flute High-Efficiency End Mills: