Każdy operator CNC prędzej czy później trafia na ścianę. Tą ścianą zazwyczaj nie jest awaria maszyny, ale materiał, który „zjada” płytki w oczach i nie wybacza błędów w doborze parametrów. Inconel i Tytan – dwa hasła, które u początkujących budzą strach, a u ekspertów oznaczają jedno: wyższe stawki.
W tym artykule rozkładamy na czynniki pierwsze obróbkę superstopów. Dowiesz się, jak dobierać parametry skrawania, dlaczego tytan nie lubi wysokich temperatur i dlaczego w Holandii specjaliści od tych materiałów są na wagę złota.
Spis treści
Inconel i Tytan w pigułce – co musisz wiedzieć?
Jeśli szukasz szybkiej odpowiedzi na temat różnic w obróbce, oto najważniejsze zasady, które warto zapamiętać:
- Tytan (np. Ti-6Al-4V): Bardzo słabo przewodzi ciepło. Temperatura kumuluje się w narzędziu, a nie w wiórze.
- Klucz do sukcesu: Ostre krawędzie tnące, wysokie ciśnienie chłodziwa, umiarkowane prędkości skrawania (Vc).
- Inconel (np. 718, 625): Ekstremalnie wytrzymały termicznie i podatny na utwardzanie przez zgniot (work hardening).
- Klucz do sukcesu: Nigdy nie zatrzymuj narzędzia w materiale! Stały posuw, agresywne wejście, frezowanie współbieżne.
Dlaczego „trudne materiały” to Twoja przepustka do wyższych zarobków?
Zanim przejdziemy do Vc i fz, zastanówmy się, dlaczego w ogóle warto męczyć się z tymi stopami. W Polsce często obrabia się stal czarną (S235, S355) lub aluminium. Są to materiały wyrozumiałe.
Jednak przemysł High-Tech w Holandii – szczególnie w regionie Brainport Eindhoven – stoi na stopach lotniczych i medycznych. Firmy produkujące komponenty dla giganta ASML (maszyny do produkcji czipów) czy sektora Aerospace, nie mogą pozwolić sobie na stal, która koroduje lub zmienia wymiary pod wpływem temperatury.
Warto wiedzieć: Obróbka superstopów to standard w holenderskim regionie Brabancja. Operatorzy z tą umiejętnością zarabiają średnio 15% więcej niż ich koledzy pracujący na standardowych materiałach. Dlaczego? Bo koszt błędu na detalu z Inconelu idzie w tysiące euro.
Tytan – walka z temperaturą
Tytan jest lekki, wytrzymały i… sprężysty. Jego największym wrogiem podczas obróbki jest ciepło. W przeciwieństwie do stali, gdzie większość ciepła (ok. 80%) jest odprowadzana wraz z wiórem, tytan działa jak izolator. Ciepło zostaje na krawędzi tnącej narzędzia.
Najczęstsze problemy przy obróbce tytanu:
- Narosty na ostrzu (Built-up edge): Tytan ma tendencję do „klejenia się” do narzędzia.
- Drgania: Przez swoją sprężystość, cienkościenne detale z tytanu lubią odskakiwać od narzędzia.
Strategia doboru narzędzi dla Tytanu:
- Węglik spiekany (VHM): Drobnoziarnisty, z powłokami PVD (np. AlTiN), które są gładkie i odporne na temperaturę.
- Geometria: Duży kąt natarcia (narzędzie musi być ostre, by „ciąć”, a nie „gnieść”) i duża przestrzeń na wiór. Frezy o zmiennym skoku linii śrubowej (Variable Helix) są obowiązkowe, aby zniwelować drgania.
Inconel – koszmar utwardzania przez zgniot
Inconel to nadstop na bazie niklu. Został stworzony, by wytrzymać piekło (np. w silnikach odrzutowych), więc próba jego skrawania to walka z jego naturalnym przeznaczeniem.
Największym błędem operatorów przesiadających się ze stali na Inconel jest zbyt ostrożna praca. Jeśli zmniejszysz posuw (feed) „żeby nie zniszczyć narzędzia”, zrobisz dokładnie odwrotnie. Inconel pod wpływem nacisku i tarcia natychmiast utwardza się na powierzchni. Jeśli Twoje narzędzie tylko „ślizga się” po materiale zamiast wcinać się pod warstwę utwardzoną, ostrze spali się w kilka sekund.
Złota zasada Inconelu:
Wejdź, tnij, wyjdź. Nie ma miejsca na postoje (dwell) ani asekuracyjne „głaskanie” materiału.
Parametry skrawania – punkty wyjścia
Poniżej przedstawiamy orientacyjne parametry. Pamiętaj, że ostateczne wartości zależą od producenta narzędzi (Sandvik, Iscar, Kennametal, Seco) oraz sztywności samej maszyny.
1. Prędkość skrawania (Vc – m/min)
| Operacja | Tytan (Ti-6Al-4V) | Inconel (718) | Komentarz Technic Workers |
|---|---|---|---|
| Zgrubna (Roughing) | 40 – 60 m/min | 25 – 35 m/min | Przy Inconelu prędkość zabija. Nie bój się niskich obrotów. |
| Wykończeniowa (Finishing) | 60 – 90 m/min | 35 – 50 m/min | Przy wykańczaniu kluczowe jest chłodzenie. |
| Wiercenie (VHM) | 30 – 45 m/min | 15 – 20 m/min | Wiercenie w Inconelu to wyzwanie. Konieczne wycofywanie wióra (peck drilling) przy głębszych otworach jest ryzykowne – lepiej stosować wiertła z chłodzeniem wewnętrznym. |
2. Posuw na ząb (fz – mm/z)
Tutaj obowiązuje zasada: lepiej wolniej (obroty), a konkretniej (posuw).
- Dla frezów fi 10-12mm: startuj od 0.05 – 0.08 mm/z.
- Zbyt mały posuw (poniżej 0.03 mm/z) w Inconelu spowoduje, że będziesz tarł warstwę utwardzoną, zamiast ją skrawać.
Nowoczesne strategie: Frezowanie Trochoidalne (Dynamic Milling)
Jeśli w swojej obecnej pracy w Polsce programujesz „tradycyjnie” (pełne opasanie narzędzia), w Holandii możesz być zaskoczony. Przy superstopach standardem jest obróbka trochoidalna.
Polega ona na małym kroku bocznym (ae = 5-10% średnicy freza) przy dużej głębokości skrawania (ap = 2-3xD) i znacznie zwiększonej prędkości skrawania.
- Zaleta: Narzędzie ma czas na ostygnięcie (jest w materiale tylko przez krótki wycinek obrotu).
- Efekt: Żywotność narzędzia wzrasta nawet 5-krotnie, co przy cenach frezów do Inconelu jest kluczowe dla pracodawcy.
Chłodzenie – lać czy nie lać?
- Tytan: LAĆ! Dużo i pod wysokim ciśnieniem (High Pressure Coolant – HPC, najlepiej 70 bar+). Chłodziwo musi dotrzeć do strefy skrawania, by zerwać wiór i obniżyć temperaturę.
- Inconel:
- Płytki ceramiczne: Często obrabia się na sucho (szok termiczny może zniszczyć płytkę).
- Węglik: Obfite chłodzenie jest konieczne, aby zapobiec chemicznemu zużyciu narzędzia.
Sprawdź, czy jesteś gotowy na holenderski High-Tech
Praca z tytanem i Inconelem wymaga zmiany myślenia. Nie walczysz tu o sekundy na cyklu (jak w automotive), ale o proces, który jest stabilny i powtarzalny. Detal lotniczy może być obrabiany przez 20 godzin. Jeśli narzędzie pęknie w 19. godzinie, straty są ogromne.
Holenderscy pracodawcy szukają operatorów, którzy:
- Rozumieją zjawisko utwardzania przez zgniot.
- Potrafią dobrać narzędzie dedykowane (a nie uniwersalne).
- Nie boją się zmieniać parametrów w kodzie, gdy słyszą, że maszyna „płacze”.
Czujesz, że stal czarna już Cię nudzi? Masz doświadczenie w jednostkowej produkcji na trudnych materiałach?
Twoje umiejętności są poszukiwane w najbardziej innowacyjnym regionie Europy. Nie marnuj potencjału na proste detale. Sprawdź nasze oferty pracy dla specjalistów od Inconelu i Tytanu w Brabancji i wejdź na wyższy poziom zarobków.
