Fraise de haute performance pour les matériaux difficiles à usiner. Ihr Logo

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1 Fraise de haute performance pour les matériaux difficiles à usiner 1

2 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Matériaux difficiles à usiner: Force de coupe élevée Usure des outils très forte Volume de copeaux/temps enlevé (cm 3 /min) insatisfaisant Forme des copeaux inadéquat Mauvaise qualité des surface fraisée Exemples: Aciers inoxydables Titane pur et alliages de titane Superalliages (HRSA = Heat Resistant Super Alloys) Alliages de Cr-Co 2

3 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Ces métaux sont volontiers utilisés dans des industries exigeantes, partout où le matériau est exposé à des conditions extrêmes: la résistance à la chaleur la résistance à la corrosion la biocompatibilité le faible poids pour une grande résistance mécanique Les applications 3

4 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Les matériaux difficiles à usiner constituent un vaste domaine et comprennent, selon le matériau considéré, des difficultés d usinage les plus diverses: copeaux longs comportement élastique mauvaise conduction de chaleur tendance à l écrouissage Trouver une solution d usinage est un grand défi dans le domaine de l enlèvement par copeaux en général, et pour les fournisseurs d outils et les opérateurs de machines en particulier. Les conséquences pour les outils sont: une surchauffe au niveau des tranchants la formation d arêtes rapportées une usure importante une forme problématique des copeaux 4

5 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Un grand nombre des outils de coupe pour le fraisage actuellement disponibles ne conviennent que de façon conditionnelle à usiner ces matériaux. Vitesse de coupe faible et profondeur de fraisage a p peu satisfaisante: temps de processus long forte usure de la partie frontale de l outil volume de copeaux/temps enlevé (cm 3 /min) insatisfaisant durée de vie insatisfaisante Tech. Conv. a p = * Ø Nouvelle Tech. a p = 1 * Ø 5

6 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Un grand nombre des outils de coupe pour le fraisage actuellement disponibles ne conviennent que de façon conditionnelle à usiner ces matériaux. Fraises avec arrosage externe: Aucun refroidissement efficace des tranchants pendant le changement de direction dans le cas d outils de différentes dimensions dans le cas de profondeurs de fraisage différentes Aucun rinçage efficace des copeaux les copeaux restent dans les goujures de la fraise les copeaux restent accrochés aux arêtes de coupe les copeaux restent dans la zone d usinage 6

7 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Fraises avec arrosage externe 7

8 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Fraises avec arrosage externe 8

9 Les aciers inoxydables, le titane et les superalliages - un défi! Un grand nombre des outils de coupe pour le fraisage actuellement disponibles ne conviennent que de façon conditionnelle à usiner ces matériaux. Fraises avec arrosage externe: Mauvaise qualité de surface Surface irrégulière à cause du découpage répété des copeaux Importante formation de bavures 9

10 La solution: développement d une fraise à haute performance On est convaincu que: 1. Il existe un besoin important pour des fraises de taille micro jusqu'à petite pour les matériaux difficiles à usiner comment les aciers inoxydables, le titane et les superalliages 2. L efficacité limitée des fraises conventionnelles peut être surclassée avec des mesures technologiques appropriées Développement d une fraise à haute performance dans les dimensions Ø mm 10

11 La solution: développement d une fraise à haute performance Déterminer le métal dur optimal Ténacité et résistance à l usure Déterminer la géométrie de coupe optimale Arêtes de coupe vives vs arêtes de coupe stables Paramètres de coupe satisfaisants : v c, f z, a p, a e, HPC vs HSC Déterminer le revêtement de haute performance optimal Résistant à la chaleur et à l oxydation Résistant à la usure Avec une affinité réduite aux métaux Développement d une lubrification intégrée et performante Disponible pour fraises de taille micro jusqu'à petite (Ø mm) Efficace aussi à des pressions faibles à moyennes Alimentation de lubrifiant constant dans la zone d usinage, indépendant de la position 11

12 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Le cœur de l innovation consiste en trois à cinq canaux de refroidissement internes, qui mènent à travers la tige de la micro fraise et débouchent au niveau du cône de l outil. Ces canaux doivent diriger constamment le jet de réfrigérant le long du diamètre de l outil jusqu aux tranchants. 12

13 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Le développement des nouveaux canaux de refroidissement intégrés dans la tige a été effectué par un cycle de conception en 3 étapes. Coolant hole design FEM Analysis Flow rate Analysis 13

14 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Définition de la forme des canaux de refroidissement à travers de différentes variantes 14

15 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée La détermination du débit du fluide de refroidissement à travers la formulation mathématique 15

16 [bar] [l/min] [l/min] Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée La détermination du débit du fluide de refroidissement à travers la formulation mathématique Débit du fluide bar 30 bar 60 bar 75 bar Ø Outil Débit optimale vs. pression Ø outil Pin Durchfluss 16

17 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Déterminer la répartition des contraintes: simulation des forces de coupe 17

18 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Le résultat est un refroidissement constant et massif des tranchants. 15 bar 30 bar 60 bar t/min t/min t/min Fraise Ø 2 mm, huile 10 cst 18

19 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée Le résultat est un refroidissement constant et massif des tranchants U/min U/min U/min Refroidissement intégré Refroidissement périphérique Fraise Ø 2 mm, huile 10 cst, 30 bar 19

20 Le cœur de l innovation: la lubrification intégrée 1. Le refroidissement constant et massif des tranchants permet une vitesse de coupe du fraisage et une profondeur de coupe a p maximales. 2. Un rinçage ciblé pour une bonne évacuation des copeaux est garanti. 3. On atteint ainsi des qualités de surface maximales. 20

21 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage Le refroidissement constant et massif des tranchants permet une vitesse de coupe et une profondeur de coupe a p maximales. HSPC: fraisage à haute vitesse avec un volume élevée de copeaux par minute. Groupe matière v c tech conv. v c CoolTech avantage a p Tech Conv. a p CoolTech avantage M (R+S Stähle) x-5x 0.2xØ-1xØ 1xØ 1x-5x S (Titane, HRSA) x-5x 0.2xØ-1xØ 1xØ 1x-5x Exemple: Inox austénitique Conv. tech.: Ø 2mm v c : 88 m/min, fz: a p : 0.66mm, Vol. copeaux (Q): 0.6 cm 3 /min a e : 2mm 12x CrazyMill Cool: Ø 2mm v c : 200m/min, fz: a p : 2mm, a e : 2mm Vol. copeaux (Q): 7.13 cm 3 /min 21

22 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage HSPC: fraisage à haute vitesse avec un volume élevée de copeaux par minute. 22

23 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage Les vitesses élevées de coupe permettent un usinage à faible vibration. De plus, on garantit un rinçage ciblé pour une bonne évacuation les copeaux. On atteint ainsi des qualités de surface maximales. Tech conv. CoolTech Vc Tech conv. CooTech 180 Ra 0.62 Ra Ra 0.88 Ra Ra 1.08 Ra 0.15 Fraise Ø 3 mm, Vc m/min Fz 0.04 a p 3 mm a e 3 mm 23

24 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage Qualité de surface maximales. 24

25 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage Une haute vitesse de coupe ainsi qu une lubrification intégrée efficace permettent: Stress thermique minimal sur les arêtes de coupe Stress mécanique minimal sur les tranchants Fraisage à faible vibration Tech conv. Fraise: Ø 3 mm, Matière: (316L) v c 220 m/min fz 0.04 a p 3 mm a e 3 mm 30 rainures de 50 mm CoolTech 25

26 CrazyMill Cool: un saut technologique dans le fraisage Un coup d œil sur la rentabilité Pièce de précision en (AISI 904L) Technologie conventionnelle Fraise Ø 3 mm, Euro 50.- Durée de vie 1 pièce complète v c = m/min fz= 0.04, v f = 370 mm/min Durée d usinage 44 minutes Euro Cool Tech Fraise Ø 3, Euro 75.- Durée de vie 4 pièces complètes v c = m/min fz=0.04, v f = 2000 mm/min Durée d usinage 6 minutes coûts machines coûts outils Coûts de machine: 90.- Euro/heure Tech.Con. Cool Tech Dimension du lot 26

27 CrazyMill Cool: HSPC un saut technologique dans le fraisage Refroidissement constant et massif des tranchants et rinçage ciblé pour une bonne évacuation des copeaux Aucune surchauffe Empêche les soudures à froid Empêche le découpage répété des copeaux Qualité de surface élevée avec un seul passage HSPC: High Speed Performance Cutting Vitesse de coupe très élevée Profondeur de coupe a p = 1xØ Haute efficacité surtout avec les matériaux difficiles à usiner Durée de vie très élevée Stress thermique minimal sur les arêtes de coupe Stress mécanique minimal sur les tranchants Fraisage à faible vibration 27

28 Merci de votre attention 28