Meningkatkan Produktivitas: Getaran Frekuensi Rendah Meningkatkan Pemesinan Superaloi di Bengkel

This video briefly describes low frequency vibration. Credit: Marubeni Citizen-Cincom Inc.  

Pemrosesan superaloi pada mesin adalah tantangan. Bahan-bahan keras ini sering sulit pada alat potong carbide dan menghasilkan virsian panjang yang membungkus bagian dan meninggalkan finishing permukaan yang buruk. Memecahkan virsian pendek dengan bahan ini merupakan perjuangan bagi satu bengkel hingga menemukan teknologi baru dalam mesin Swiss-type yang baru dibelinya.

Sebelum menemukan teknologi yang telah mengubah drastis cara mereka memproses pekerjaan pada lathe Swiss-type, Slabe Machine Products (Willoughby, Ohio) bergantung pada pendingin tekanan tinggi untuk memecahkan virsian dan menghapusnya dari zona pemotongan. Namun, dengan proses ini saja, sulit untuk menempatkan arus pendingin pada sudut dan tekanan yang sempurna untuk sukses.

Saat Slabe Machine membeli lathe Swiss-type Marubeni Citizen-Cincom pertamanya yang dilengkapi dengan teknologi low-frequency vibration (LFV) pada tahun 2018, bengkel ini mengalami keuntungan segera, termasuk virsian pendek, umur alat yang ditingkatkan dan finishing permukaan bagian, penghematan waktu, dan produktivitas secara keseluruhan yang meningkat. Faktanya, perusahaan sangat terkesan dengan mesin sehingga dalam waktu satu tahun membeli 10 lagi Swiss-types dengan LFV.

Tapi, apa itu LFV dan bagaimana Slabe Machine menerapkannya?

Memimpin Inovasi

Menyerap sepenuhnya teknologi baru seperti LFV tidak asing bagi Slabe Machine. Perusahaan dikenal berada di garis depan inovasi, menurut pemilik bersama Brendan Slabe. "Kami biasanya langsung terjun saat awal teknologi baru," katanya. "Orang mendorong mesin, tetapi teknologi adalah yang kedua. Jika Anda memiliki penggabungan yang baik antara teknologi dan orang, Anda memiliki resep kemenangan."

Setelah mengalami teknologi "pengubah permainan" LFV pada lathe Swiss-type Marubeni Citizen-Cincom pertamanya yang dilengkapi dengan teknologi tersebut, Slabe Machine membeli 10 mesin lagi seperti itu dalam waktu satu tahun. Kredit foto: Slabe Machine Products

Melayani industri seperti penerbangan angkasa, senjata api, medis, generasi daya, katup dan bearing, bengkel ini menerima berbagai pekerjaan yang memerlukan serangkaian kemampuan pemesinan. Oleh karena itu, Slabe percaya untuk selalu mengikuti inovasi terbaru agar selalu berada dalam posisi untuk memenuhi ekspektasi yang semakin menuntut pelanggan. Dia mengatakan perusahaan dirinya adalah salah satu yang pertama membeli mesin multi-sumbu, dan dia berusaha untuk memiliki teknologi terbaru untuk turning machines, CNC tool and cutter grinders, Swiss-type machines, 3D printers dan waterjet machines.

Jadi, saat distributor Slabe Machine untuk alat mesin Marubeni Citizen-Cincom, Concentric Corp. (Cleveland, Ohio), menyarankan bengkel untuk mencoba teknologi LFV, Slabe langsung melaksanak ide tersebut. Dia membeli lathe Swiss turning center Citizen L20 tempatnya menyelesaikan operasi pemutaran, grooving dan drilling dengan LFV.

Slabe menyebut waktu ketika dia menemukan seberapa baik teknologi ini bekerja sebagai momen "eureka." "Kami menemukan sweet spot ajaib di mana alat kami bertahan dari 50 bagian menjadi bertahan untuk 500," katanya menjelaskan.

Getaran? Tidak Masalah

Meskipun getaran biasanya tidak diinginkan dalam proses pemesinan, low frequency vibration, yang dikembangkan oleh Citizen untuk lathe Swiss-type-nya, telah terbukti bermanfaat bagi Slabe Machine dalam banyak cara. Karena teknologi ini dirancang khusus untuk bahan yang sulit diproses — seperti Inconel, Hastelloy, stainless steel, copper dan aluminium — telah bekerja luar biasa pada 11 lathe Swiss-type sliding headstock Marubeni Citizen-Cincom Slabe Machine, yang termasuk model L12, L20 dan L32.

Bagaimana getaran bekerja untuk keuntungan alat potong? Teknologi LFV secara sengaya mengosilasi cutter di sumbu Z sesuai dengan rotasi barstock. Beberapa kali, ini membawa cutter sepenuhnya keluar dari potong.

Marubeni Citizen-Cincom mengatakan air cut sengaja ini memecahkan virsian menjadi potongan kecil yang konsisten sehingga dapat dengan mudah dikeluarkan, meminimalkan masalah virsian yang melilit benda kerja atau alat, dikenal sebagai "bird nesting."

"Itu terdengar seperti getaran yang bermasalah saat LFV digunakan," Slabe menjelaskan. "Tapi alat hanya melepas diri dari benda kerja selama nanosek, kemudian kembali terhubung dan membuat virsian menjadi hampir seperti milling (kecil). Alat bertahan jauh lebih lama."

Kontrol Ukuran Virsian

Lathe Swiss-type yang mengandung LFV juga menyediakan kemampuan untuk mengontrol ukuran virsian dengan sempurna. "LFV adalah osilasi sinkronisasi yang sangat tereduksi melalui drive mesin," menjelaskan Matt Klecka, vice president of sales di Concentric Corp. "Kontrolnya seperti mengubah variabel dalam satu baris kode program untuk mengubah konfigurasi virsian Anda."

Slabe Machine menggunakan beberapa bor 3/8-inci yang menembus hampir lima inci dalam dalam aplikasi ini, yang sebelumnya menghasilkan virsian panjang yang memengaruhi umur alat dan finishing permukaan. Tetapi virsian pendek sekarang dihasilkan dengan menggunakan pemrograman LFV dalam kontrol mesin.

Untuk menemukan virsian yang sempurna untuk throughput optimal atau "sweet spot" seperti yang dikatakan Slabe, mungkin membutuhkan beberapa percobaan dan kesalahan dari tukang mesin. Dia menjelaskan bahwa tidak ada buku pedoman untuk merujuk saat menemukan parameter yang tepat di mana alat berjalan sempurna dan ketika virsian akan pecah pada waktu yang tepat. Dia menambahkan bahwa dia percaya pengetahuan gabung terlibat.

Slabe menyebut contoh spesifik saat LFV menciptakan virsian yang lebih pendek untuk aplikasi Hastelloy di bengkel dengan "tidak ada lagi tali." Di sini, perusahaan menggunakan beberapa bor 3/8-inci yang menembus hampir lima inci dalam. "Kami dulu memiliki virsian panjang yang memegang panas, membunuh alat carbide yang secara acak melilit bor dan memaksa kami untuk menghentikan proses di tengah jalan untuk menarik dan membersihkannya," katanya. Tapi sekarang mereka kecil — tepat seperti yang disukainya.

Minimalkan pembentukan pada tepi cutter, penurunan generasi panas dan konsumsi daya adalah manfaat tambahan dari teknologi LFV, menurut Marubeni Citizen-Cincom. Selain itu, alat pemotongan yang sama yang digunakan Slabe Machine untuk pemutaran konvensional juga dapat digunakan untuk pemutaran LFV. Perusahaan menggunakannya untuk operasi drilling, grooving dan threading juga. Dalam kasus aplikasi grooving, alat grooving mengosilasi/plunging masuk dan keluar normal terhadap lingkaran barstock di sumbu X.

Peningkatan Produktivitas

Setelah menerapkan satu mesin Swiss-type dengan LFV, Slabe Machine segera mengalami umur alat yang lebih lama, finishing permukaan workpiece yang ditingkatkan dan penghematan waktu untuk tukang mesin dan bisnis secara keseluruhan. Semua manfaat ini sama dengan produktivitas yang meningkat bagi perusahaan. Karena hasil ini, Slabe memutuskan untuk membeli lebih banyak mesin dengan LFV. Waktu tepat karena semua mesin Swiss perusahaan membutuhkan penggantian karena usia tua.

Slabe mengatakan LFV telah memperkenalkan peluang untuk memproses jenis bagian baru pada lathe Swiss-type-nya yang sebelumnya dilakukan pada mesin lain. Misalnya, tip shells penerbangan angkasa sekarang diproses pada lathe Swiss.

"Saya merencanakan mengganti mesin satu per satu, tapi saya justru memutuskan untuk menggantinya dalam waktu kurang dari satu tahun karena keuntungan efisiensi sangat besar," kata Slabe, menandakan bahwa dia kemungkinan tidak akan membeli Swiss-type lagi yang tidak mengintegrasikan teknologi ini.

Slabe mengatakan LFV telah memperkenalkan peluang untuk memproses jenis bagian baru pada lathe Swiss-type-nya yang sebelumnya dilakukan pada mesin lain. Misalnya, tip shells penerbangan angkasa sekarang diproses pada lathe Swiss. Dia menjelaskan bahwa, di masa lalu, perusahaan gun-drilling lubang untuk bagian ini pada mesin terpisah, tapi sekarang lubang dapat dibor pada Swiss. "Biasanya, mesin Swiss tidak memiliki kekuatan atau tenaga kuda untuk bor lubang setengah inci empat atau lima inci dalam," katanya. "Tapi sekarang pemotongan sedikit lebih bebas karena hanya memotong secara bertahap dengan teknologi LFV." Dia menambahkan bahwa jenis "mesin kecepatan tinggi" ini memungkinkan cut yang lebih ringan sambil menggunakan tenaga kuda yang lebih sedikit dibandingkan proses konvensional yang memerlukan tenaga kuda lebih tinggi dan cut yang lebih berat.

Marubeni Citizen-Cincom Inc. | 201-818-0100 | marucit.com

Slabe Machine Products | 440-946-6555 | slabemachine.com