住友のバインダーレスCBNとPCDが切削工具の新しい基準をどのように設定しているか

困難な機械加工作業では複数の工具交換が必要になることがあるため、工具寿命を延ばす耐久性のある工具が非常に望まれます。住友のバインダーレスCBNおよびバインダーレスPCDツールが、切断が難しい材料を処理するための長持ちするハードカットオプションをどのように提供しているかを次に示します。

住友商事は常に製品ラインの近代化に取り組んできました。

その研究開発努力の最新の製品は、チタン合金などの難削材を加工する際にエンドユーザーに大きな汎用性を与える一連の切削工具です。

住友のエンジニアは、バインダーレスCBN（​​立方晶窒化ホウ素）およびバインダーレスPCD（多結晶ダイヤモンド）ツールの作成に成功しました。

これらの製品は、金属バインダー材料を使用せずに、ナノメートルまたはサブミクロンレベルの粒子を直接結合します。この「バインダーレス」テクノロジーは、従来のCBN / PCDよりも硬く、熱伝導率が高いため、効率が高く、生産性、工具寿命、汎用性を重視する機械工に大きなメリットがあります。

「お客様は、長持ちし、仕上がりが良く、コストが安いツールを常に求めています」と、住友電気工業のアプリケーションエンジニアであるGeorgeSchendel氏は述べています。

「したがって、開発者は、利点があると感じたため、バインダーなしで製品を製造することが常に目標でした」と彼は付け加えます。 「バインダーは切削工具の材料の弱いリンクですが、私たちの科学者が現在の解決策を思い付くまで、誰もそれを行うことができませんでした。」

バインダーレスCBNとPCDの科学

住友のエンジニアは、新たに開発したプロセスの下で、コンパクトに配置でき、以前の粒子サイズの100分の1の小さな炭素の結晶子粒子を開発しました。これらの粒子は、間にバインダー材料を使用せずに直接結合されており、非常に高い硬度を提供します。

「金属バインダー材料を使用する従来の方法では、最先端に不純物が導入されます。したがって、バインダーなしで製品を製造すると、非常に純粋な最先端が得られ、長持ちするため、ユーザーにとって非常に費用対効果が高くなります」とSchendel氏は述べています。

材料を焼結すると、これらの小さな粒子間の立方格子が互いに絡み合い、粒子サイズが実際に大きくなります。それらは、他の従来の製品で提供されているものよりもはるかに小さい大きな粒子に成長しますが、それらの粒子は互いに結合し、立方格子のインターレースは非常に強くなります」とSchendel氏は言います。

彼は、このタイプの切削工具の究極の目的は、それが硬くなることであると説明しています。そのため、従来のツールでバインダーを使用して材料を合成すると、材料の粒子間の結合が弱まります。つまり、ツールインサートが破損したり、刃先の形状が失われたりする可能性があります。これは、実行できないことも意味します。もう。

「バインダーを使用しないことで、粒子間の結合が粒子自体よりも強くなるため、切断材料の特性が向上します」とSchendel氏は言います。

バインダーレス材料アプリケーション

住友の2つのバインダーレス製品は次のとおりです。

バインダーレスCBN（​​NCB100）：

• チタン合金、コバルトクロム合金、超硬合金、およびその他の切断が困難な材料の高効率仕上げに最適です。
• このツールは、卓越した寸法精度と表面粗さの低減、およびツールの寿命を大幅に改善し、最適なコスト効率を実現します。

バインダーレスPCD（NPD10 / DA90）：

• カーバイドおよび硬くて脆い材料、主にタングステンカーバイドおよび超硬合金の仕上げ加工に最適です。
• 長期間にわたって優れた寸法精度を維持します。
• 耐摩耗性に優れたナノ多結晶ダイヤモンドを用いた超硬加工を実現します。
• 以前のダイヤモンドツールと比較して、ツールのインデックス作成が必要な回数が大幅に削減され、作業効率が向上し、総コストが削減されます。

前述のように、CBNはチタンおよびチタン合金に非常に有用ですが、PCDは、現在ほとんどの人が粉砕している炭化タングステンや超硬合金などの硬くて脆い材料に使用されます。

「NPD10バインダーレスPCD刃先で超硬エンドミルを切断できます。一部のダイキャストメーカーは超硬パンチに使用しますが、レンズキャビティまたはレンズモールドを製造する企業は、レンズの実際のキャビティを切断するために使用します。」言う。 「通常、そのブロックを製造するには研削を使用する必要がありますが、今では直接カットを行うことができます。」

新しいバインダーレステクノロジーにより、ツールの寿命が大幅に延びるため、エンドユーザーのスループットが向上します。これは重要なことです。

「サイクルタイムを短縮することで、製造業者は業務をより迅速に実行し、1日あたりの部品数を増やすことができるため、利益が増加します」と彼は言います。 「または、ジョブショップは、マシンが次の仕事に利用できるようになるように、ユニットの小さな実行をより迅速に完了することができます。そのため、毎年、ドアからより多くの部品を入手できます。これは常に大きなプラスです。」

また、店舗の生産性が向上すると、多くの機械オペレーターは必要なくなります。「したがって、現在労働者を見つけるのに問題がある場合、このツールは、より少ない人数でより多くの生産を行うことができるようにするのに役立ちます。」

航空宇宙、医療産業にとってのメリット

バインダーレスCBNおよびPCDツールは、特定の業界で使用されています。

たとえば、バインダーレスCBNツールは、主に航空宇宙および医療業界で使用されています。航空宇宙は多くのチタンとチタン合金を使用しています。医療業界でも、膝や股関節などのアイテムにチタンとコバルトクロムが使用されています。

これらの業界向けの部品の製造には費用がかかる可能性があるため、ツールのパフォーマンスによって部品あたりのコストを削減することで、これらの顧客の全体的なコスト削減に役立てることができます。

住友商事のNCB100バインダーレスCBNを使用したチタン合金の旋削のテスト切削では、以下の結果が返されました。

• 一貫した切りくず処理と長持ちするエッジにより、工具は超硬を使用した現在の安定した仕上げプロセスに取って代わる優れた候補になります
• カットで3倍長く
• 除去された材料の9倍の量
• 最小化されたダウンタイム
• オペレーター入力の削減
• 冗長なツールの必要性を排除
• 無人操作を有効にしました

コストの削減もメリットの1つです、とSchendel氏は言います。

「これらのアイテムにはより高い値札が付いていますが、返品は顧客に大きな価値を示しています」と彼は言います。

多くの場合、従来のPCD（DA90）は、費用効果の高い方法でワークピースを粗く仕上げることができます、とSchendel氏は付け加えます。 「DA90で大まかに、NPD10バインダーレスで仕上げます。これは、費用対効果の高い方法です。」

「また、ユーザーが超硬で鏡面仕上げを探している場合、または超硬で非常に厳しい公差を保持する必要がある場合は、バインダーレスオプションとは対照的に、部品ごとにワークピースのサイズを制御し、一貫性を大幅に向上させることができます。従来のPCD」と彼は付け加えます。

「私たちの目標は、常にエンドユーザーの収益を増やし、プロセスを可能な限り収益性が高く効率的にすることです」とSchendel氏は言います。 「私たちの目的は生産性を向上させることであるため、現在の部品の処理方法と比較して、部品あたりのユーザーのコストを常に確認しています。」

ショップの生産性を高めるのに役立ったツールは何ですか？カットしにくい素材を加工するのに何を使っていますか？以下のコメントであなたの考えを共有してください。