Memotong Yang Dalam dan Sempit

OSG EXOCARB® WXS® End Mill Series Memberikan Alternatif Handal untuk Pemesinan Rongga Dalam

Magnus Hoyer, OSG Jerman

Sejumlah tantangan, seperti evakuasi chip yang buruk, getaran, obrolan, ketidakstabilan pahat, dan masa pakai pahat yang buruk, umumnya terkait dengan pemesinan rongga yang dalam. Dalam aplikasi yang dalam, dinding samping benda kerja menjadi penghalang untuk pelepasan chip yang tepat. Evakuasi chip hanya akan memperburuk bagian yang lebih dalam dari hasil pemotong. Selain itu, pemegang pahat dan adaptor dapat bertabrakan dengan benda kerja karena kontur tinggi dan lingkungan web yang sempit. Dengan pahat potong standar, ujung tombak terhubung sepenuhnya dengan benda kerja, menghasilkan gaya potong lateral yang dapat memicu getaran, gemeretak, dan dengan demikian kegagalan pahat. Pemesinan pelepasan listrik (EDM) sering digunakan sebagai alternatif untuk pemesinan rongga dalam, tetapi sangat memakan waktu dan mahal.

Meissner AG, produsen prototipe, perkakas produksi, dan cetakan Jerman, mengalami tantangan seperti itu ketika bekerja dengan produksi alat inti jaket air yang memerlukan pemrosesan kantong ketat, jaring sempit, dan kontur tinggi. Sebagai produsen yang selalu sinkron dengan peralatan dan teknologi produksi terbaru, Meissner telah menemukan bahwa meskipun menggunakan pemesinan 5 sumbu, kinerja optimal tidak dapat dicapai untuk jenis pekerjaan ini.

Didirikan pada tahun 1922 dan berkantor pusat di Biedenkopf-Wallau, Jerman, Meissner menawarkan layanan termasuk pengembangan, desain, dan pembuatan prototipe serta perkakas dan cetakan produksi untuk klien di seluruh dunia. Perkakas produk dapat mencakup perkakas untuk pengecoran blok mesin, kepala silinder, suku cadang pelek mobil dari berbagai bahan, cetakan tiup untuk tangki bahan bakar dan pipa pengisi, dan banyak lagi.

Meissner memiliki total 340 karyawan, di mana sekitar 50 di antaranya adalah insinyur. Meissner sangat menekankan pada keunggulan produk, keandalan, dan inovasi berkelanjutan. Meissner menggunakan peralatan dan teknologi modern dengan hampir semua sistem CAD industri otomotif dan manajemen data berbasis CAD untuk memungkinkan komunikasi yang efektif dan efisien dengan kliennya.

Meissner adalah salah satu perusahaan pertama di Jerman yang memperkenalkan mesin 5-sumbu. Pengurangan waktu siklus dan peningkatan presisi adalah dua keuntungan utama dari pusat permesinan CNC 5-sumbu. Namun, insinyur produk di Meissner semakin sering menemukan bahwa, untuk komponen tertentu, tidak selalu masuk akal untuk mengandalkan pemesinan 5 sumbu.

Menurut Christoph Schwarz, Pemimpin Grup Produksi Mekanik di Meissner, ketidakmampuan untuk sepenuhnya memaksimalkan potensi pusat pemesinan 5-sumbu terutama terlihat dalam pemesinan alat inti jaket air.

“Dengan alat ini, kami memiliki area yang sempit, kantong yang sempit, jaring yang sempit, dan kontur yang tinggi,” kata Schwarz. “Ada batasan pada gerakan memutar mesin, yang mengurangi kecepatan dan umpan.”

Menurut Schwarz, gerakan rotasi juga memberi tekanan lebih pada alat. Jadi, tergantung pada geometri benda kerja, pusat pemesinan 5-sumbu mungkin tidak selalu masuk akal. Meissner juga telah memproses benda kerja dengan rongga yang dalam dengan EDM, namun memakan waktu dan biaya.

“Dengan perkakas yang tepat, perbandingan kami menunjukkan bahwa untuk benda kerja tertentu, kami jauh lebih cepat dengan pusat pemesinan 3-sumbu,” kata Schwarz.

Rongga yang dalam dan sempit biasanya membutuhkan alat yang sangat panjang dan tipis. Defleksi alat adalah masalah umum selama pemrosesan. Untuk alasan ini, Meissner telah mencari alternatif, karena tidak ingin menggiling pada sudut dalam 5-sumbu atau memilih EDM.

Dengan toroidal 2-flute dan ball end mill dari OSG, solusi tampaknya telah ditemukan, terutama untuk penghalusan kontur dan penyelesaian alat inti untuk jaket air. Ide untuk menggunakan toroidal dan ball end mill OSG bersama dengan pusat permesinan 3-sumbu muncul pada awal tahun dari proyek lain. Pabrik ujung toroidal dan bola dari seri WXS® OSG telah dipilih karena berbagai alasan, Schwarz menjelaskan.

“Pertama, itu adalah pengalaman positif. OSG selalu menunjukkan kesediaan dalam menanggapi pertanyaan, waktu pengiriman yang singkat dan saran yang kompeten, ”kata Schwarz. “Namun yang lebih penting, itu adalah hasil yang diperoleh dari alat pemotong ini.”

Sementara pemotong frais dalam seri WXS® dan WXS-C berasal dari kantor pusat OSG di Jepang, perkakas dari seri EPL diproduksi di fasilitas OSG Jerman di Göppingen. Seri end mill WXS® direkayasa dengan lapisan super keras dengan nanoteknologi untuk ketahanan panas yang tinggi. Ini dirancang untuk unggul dalam bahan kerja di atas 50 HRC. Lapisan WXL® asli OSG memiliki suhu oksidasi 1.300 °C untuk memungkinkan kecepatan spindel yang lebih besar dan masa pakai alat yang lebih lama, bahkan dalam pemesinan berkecepatan tinggi atau kering. Geometri pahatnya yang unik memungkinkan penggilingan berkualitas tinggi dan presisi tinggi bahkan dalam kondisi pemesinan yang sulit. Selain end mill WXS®, WXS-CRE adalah end mill karbida performa tinggi 5-seruling dengan radius super dan dirancang untuk menampung material hingga 65 HRC. Last but not least, EPL adalah seri end mill 2 flute, performa tinggi, leher panjang dan ujung hidung bola yang dirancang untuk unggul dalam material 45 HRC dan hingga 60 HRC.

Uji coba pemesinan dilakukan pada alat inti jaket air dengan rongga dalam menggunakan penggilingan 3 sumbu. Alat dari pabrikan yang berbeda diuji dalam kondisi yang sama. Menurut Matthias Bassler, Manajer Divisi Produksi di Meissner, keputusan itu dibuat untuk OSG.

“Kami tidak mencari detik terakhir, tetapi waktu juga merupakan faktor penting bagi kami,” kata Bassler.

“Kami memiliki sangat banyak, operasi penyelesaian yang sangat memakan waktu. Kualitas, umur alat, dan keandalan proses sangat penting. Setiap pengerjaan ulang yang mungkin diperlukan - untuk alasan apa pun - akan memiliki efek yang sangat besar pada biaya. Pengujian kami menunjukkan bahwa, dengan bahan ini, kami harus menjalankan langkah tambahan saat menggunakan alat dari pabrikan lain. Dengan OSG, di sisi lain, semuanya berjalan dengan baik,” kata Bassler.

Selain produktivitas, Meissner juga memiliki persyaratan ketat untuk akurasi dimensi serta penyelesaian permukaan. Alat inti sudah selesai dengan aliansi pemesinan optimal 0,3 mm. Setelah selesai, toleransi di semua level harus berada dalam kisaran toleransi 0,03 mm yang ditentukan. Hasil seperti itu tentu saja membutuhkan pemrograman yang tepat.

“Untuk melakukan pekerjaan dengan benar, pertama-tama perlu menentukan urutan pahat,” kata Christoph Rothenpieler, programmer CAM di Meissner.

“Alat untuk roughing dan pra-finishing harus dipilih sedemikian rupa sehingga defleksi sesedikit mungkin terjadi kemudian selama finishing. Ini adalah satu-satunya cara untuk mempersiapkan kontur yang optimal,” tambah Rothenpieler.

Prasyarat untuk mencapai presisi seperti itu sangat bergantung pada pusat pemesinan dan pahat potong. Dalam hal ini, pusat permesinan dari Hermle memberikan hasil terbaik. Delapan puluh persen pekerjaan finishing dilakukan pada mesin ini. Dalam hal alat pemotong, Manajer Penjualan OSG Uli Blöcher tahu apa yang sebenarnya penting.

“Perbedaan antara pahat ditentukan terutama oleh pilihan karbida, geometri ujung tombak, kekakuan lancip, dan yang terpenting, oleh substrat atau cara kerja pahat di ujung tombak,” kata Blöcher.

Seri EXOCARB® WXS® OSG menawarkan geometri pahat unik yang dirancang untuk memungkinkan waktu siklus yang lebih cepat dengan aplikasi yang dalam. Teknologi pemotongan spiral pada geometri pemotongan membantu meminimalkan getaran dan obrolan, sehingga memungkinkan penggilingan kontur yang stabil.

Lihat video singkat ini untuk melihat perbandingan pembangkitan panas antara EXOCARB® WXS® OSG dan end mill pesaing dalam baja perkakas D2:

Pencarian Meissner untuk solusi pemrosesan alternatif telah memungkinkan mereka untuk menghidupkan kembali sejumlah pusat permesinan 3-sumbu sekaligus memungkinkan pusat permesinan 5-sumbu mereka berproduksi penuh dengan pekerjaan lain.

Dengan perkakas yang tepat, 3-sumbu dapat mengungguli pusat permesinan 5-sumbu untuk memaksimalkan profitabilitas. Perkakas OSG menunjukkan bahwa pemotongan yang dalam dan sempit pada 3-sumbu dimungkinkan dengan obrolan minimal, waktu siklus, dan waktu penyiapan, sementara pada saat yang sama, meningkatkan laju pelepasan dan masa pakai pahat. Terkadang mempertanyakan metode yang sudah mapan mungkin merupakan langkah pertama menuju kemajuan.

Sebelumnya Ditampilkan di Majalah SHAPE IT.