MMC Magazine

Wyzwanie dla zespołu zajmującego się CBN/PCD przy opracowywaniu materiałów na bazie CBN o najwyższych parametrach i długiej żywotności

W 2011 roku zespół rozpoczął opracowani materiałów serii BC81 (BC8110, BC8120). Aby stworzyć nową serię CBN do obróbki stali hartowanych, która zdystansuje wyroby innych firm, należało opracować całkowicie nową technologię. Poniżej przedstawiamy rozmowę z 6 pracownikami działu produkcji i rozwoju, którzy podjęli się tego zadania.

P: Proszę opowiedzieć, jak doszło do powstania serii BC81.

Yumoto:
W ostatnich latach w przemysł motoryzacyjny i maszynowy szybko się rozwija, czego skutkiem jest wzrost popytu na narzędzia z borazonu (CBN), które można zastosować do obróbki części ze stali hartowanych. W 2010 roku firma Mitsubishi Materials wprowadziła na rynek BC8020, gatunek pokrywanego CBN do ogólnej obróbki stali hartowanych, jednak w niektórych przypadkach nie dorównywał on produktom konkurencji. Wzięliśmy to sobie do serca i wykorzystaliśmy w pełnym zakresie potencjał nowej technologii, opracowując pokrywany CBN serii BC81 do obróbki stali hartowanych.

P: Proszę opowiedzieć o pracach nad BC8110.

Yumoto:
BC8110 został opracowany jako pokrywany CBN, przeznaczony do obróbki ciągłej stali hartowanych. W pracy nad tym projektem skupiliśmy się przede wszystkim na tym, czego oczekują klienci. Cały nasz zespół koncentrował się na opracowaniu produktu spełniającego potrzeby klienta, a nie na samej technologii, dzięki temu mogliśmy dążyć do tego samego celu bez zbaczania z obranego kursu. 
Maekawa:
Rozpoczynając realizację projektu, dokładnie przeanalizowaliśmy to, co wymaga poprawy w porównaniu z produktami konkurencji. Okazało się, że należy poprawić odporność na ścieranie i pękanie, więc skoncentrowaliśmy się na opracowaniu podłoża z CBN o doskonałej odporności na pękanie i powłoki zapewniającej jak najwyższą odporność na ścieranie. 

P: Jak w praktyce przebiegał proces opracowania materiału?

Yumoto:
Przede wszystkim, aby opracować podłoże CBN o doskonałej odporności na pękanie, zajęliśmy się wszyscy kwestią podwyższenia ciągliwości podłoża CBN. Jednak wszystkie spieki CBN, w tym te produkowane przez naszych konkurentów, charakteryzowały się podobnym składem, było więc oczywiste, że podłoże CBN wytwarzane w normalny sposób będzie miało w końcu podobne parametry. 
Dlatego aby uzyskać materiał o wyższej ciągliwości od materiałów konkurencyjnych, wynaleźliśmy nową technologię uzyskiwania osnowy o strukturze ultradrobnoziarnistej. Dzięki niej gatunek BC8110 charakteryzuje się osnową o znacznie bardziej drobnoziarnistej strukturze niż w przypadku naszych poprzednich produktów i produktów konkurencji, wskutek czego udało nam się stworzyć ceramiczną osnowę o wyższej ciągliwości. W ten sposób uzyskaliśmy materiał o niezwykle wysokiej odporności na pękanie.
Maekawa:
Po opracowaniu osnowy zajęliśmy się stworzeniem powłoki o wysokiej odporności na ścieranie. Ogólnie rzecz biorąc, powłoki nie przylegają do podłoża z CBN tak dobrze, jak do podłoża z innych węglików spiekanych. A zatem co zrobić, żeby osiągnąć zarówno wysoką wytrzymałość adhezyjną oraz wysoką odporność na ścieranie? Po przeanalizowaniu zagadnienia na różne sposoby zdecydowaliśmy się zmodyfikować stosowaną przez naszą firmę unikatową technologię pokrywania Miracle, 
tak by można by ją zastosować do CBN. 
Znalezienie odpowiednich warunków wymagało niezliczonej ilości prób i błędów, gdyż całkowicie inny jest mechanizm przylegania powłoki do podłoża węglikowego i podłoża z CBN. Wprowadziliśmy też nowe urządzenia na etapie produkcji i dodaliśmy nowy proces następujący po fazie pokrywania. Zwiększenie liczby procesów technologicznych wiązało się oczywiście z 
pewnymi wadami, ale aby uzyskać pożądane parametry, musieliśmy przeprowadzić gruntowe zmiany, począwszy od procesu produkcji.​​​​​​​​​​​​​​
Okada:
Mówiąc szczerze, jako członek zespołu odpowiedzialny za produkcję, miałem wątpliwości, czy zwiększenie liczby procesów technologicznych bedzie skutkować jakimiś różnicami. Widząc jednak, jak jeden z członków naszego zespołu z pasją tłumaczy, że jest to potrzebne do osiągnięcia celu, musiałem mu uwierzyć. W końcu dało to dobre rezultaty, chociaż ciągle pozostaje wiele do poprawy.​​​​​​​​​​​​​​
Yasuda:
Na etapie testowania produktu przeprowadziliśmy szereg prób u naszych klientów. Dzięki temu, że pokazaliśmy klientom nową perspektywę na tym etapie, zaczęli cenić nasz produkt bardziej niż produkty konkurencji, szczególnie że udało nam się ostatecznie wydłużyć żywotność narzędzia.
Maekawa:
Klienci, którzy współpracowali z nami podczas prób złożyli zamówienia na produkt jeszcze przed jego wprowadzeniem na rynek, mimo tego, że był to produkt na specjalne zamówienie. Fakt, że otrzymaliśmy tak duże pochwały przed wprowadzeniem produktu na rynek, zrobił na nas bardzo silne wrażenie.

P: Proszę nam opowiedzieć o pracach nad BC8120.

Yumoto:
BC8120 to następca BC8020, pokrywanego CBN do ogólnej obróbki stali hartowanych wprowadzonego na rynek w 2010 roku. Podczas stosowania gatunku BC8020 pojawiły się pewne problemy, takie jak obniżenie dokładności wymiarowej wskutek rozwarstwiania się powłoki i pękania materiału podczas obróbki ciągłej Dlatego opracowując BC8120, dążyliśmy do wyeliminowania tych problemów oraz do stworzenia materiału, który zapewniłby lepsze parametry podczas obróbki przerywanej w porównaniu z produktami konkurencji.
Yasuda:
BC8020 nie dorównywał produktom konkurencji pod pewnymi względami, wiedzieliśmy więc, że jeśli opracowanie nowego rozwiązania zajmie nam 4 czy 5 lat, zostaniemy jeszcze dalej w tyle. Z tego względu nowy produkt trzeba było opracować w krótkim czasie. W sumie uzyskanie podłoża CBN oraz powłok o pożądanych przez nas własnościach zajęło nam około roku zcasu.​​​​​​​
Yumoto:
Konieczne było zwiększenie odporności podłoża z CBN na pękanie. Początkowo sądziliśmy, że uda nam się zwiększyć do pewnego stopnia ciągliwość BC8120 poprzez zastosowanie technologii pozwalającej na uzyskanie osnowy o ultradobnoziarnistej strukturze, która została opracowana dla wyjściowego CBN, ale nie było to łatwe. Ze względu na ograniczony czas pracowaliśmy nawet w weekendy, przygotowując próbkę po próbce, aż w końcu udało się nam uzyskać CBN z osnową o utradrobnoziarnistej strukturze przeznaczonej specjalnie dla gatunku BC8120.​​​​​​​​​​​​​​
Maekawa:Jeśli chodzi o nakładanie powłok, naszym głównym celem było wyeliminowanie zjawiska rozwarstwiania. Zaczęliśmy analizować składy powłok i zastosowaliśmy nową technologię, która pozwoliła kontrolować naprężenia szczątkowe i zwiększyć siły przylegania powłoki. W rezultacie uzyskaliśmy większą siłę przylegania niż kiedykolwiek przedtem.

P: Czy produkcja serii BC81 wymagała jakichś specjalnych starań?

Kodera:
BC81 to nowy rodzaj materiału, dlatego zaczęliśmy szukać odpowiednich technologii obróbki dopiero po dokładnym określeniu charakterystyki tego materiału. Ogromnym wyzwaniem było wykonanie próbek w krótkim czasie bez zakłócania normalnego toku produkcji.
Yumoto:
Pan Kodera jest fachowcem i potrafił wykonać próbkę trzy razy szybciej niż inni. 
Dlatego zawsze kończyło się na tym, że to jego prosiliśmy o wykonanie próbki (śmiechy). Mieć kogoś takiego jak Toshiyuki Kodera to olbrzymie wsparcie dla procesu rozwoju produkcji.​​​​​​​
Kodera:
Sukces nie jest tylko moją zasługą, lecz wynikiem współpracy całego personelu produkcyjnego. Członkowie zespołu zajmującego się płytkami z CBN/PCD są niezwykle uczynni i zawsze gotowi do pomocy, gdy ktoś jest w potrzebie (śmiechy).​​​​​​​​​​​​​​
Kubota:
Na hali produkcyjnej słyszymy wyrazy uznania od naszych klientów i zapewnienia, że oczekują naszego produktu. To motywuje nas do jeszcze większego wysiłku. Z perspektywy czasu myślę, że nasze pragnienie wykonania doskonałych produktów na bazie CBN/PCD przerodziło się w solidarność wykraczającą poza relacje między poszczególnymi działami i stanowiskami. Dzięki wzajemnemu zaufaniu byliśmy w stanie osiągnąć wyznaczony cel.

P: Prosimy o kilka słów dla waszych klientów?

Yumoto:
Mamy pełne zaufanie do serii BC81, szczególnie biorąc pod uwagę wysiłek, jaki włożyliśmy w realizację tego projektu. Będziemy aktywnie uczestniczyć w próbach obróbki oraz działaniach reklamowych i mamy nadzieję, że klienci spróbują naszych produktów. ​​​​​​​
Maekawa:
​​​​​​​W tym roku finansowym planujemy wprowadzenie na rynek pokrywany CBN w gatunku BC8105 do obróbki wykańczającej stali hartowanych oraz pokrywanego BC8130 do obróbki ciągłej stali hartowanych. Ale mamy także inne zamierzenia, dlatego prosimy oczekiwać w niedalekiej przyszłości naszych nowych produktów.