MMC Magazine

Metal kalıp üretim teknolojisi, kesici uç üretimi için çok önemlidir

Otomobil, uçak ve tıp sektörü gibi modern alanlarda sıklıkla kullanılan yüksek performanslı malzemelerin işlenmesi zordur. Bu da kesici takımların geliştirilmesine önayak olmuştur. Takım endüstrisinde yeni eklenen özelliklere sahip özel biçimli kesici uçlar geliştirilmiş olsa da geometri teknolojisinin geçmişi iyi bilinmemektedir. Kesici uç üretimini destekleyen departmanlardan biri Kalıp Grubudur. Bu departman, kesici uç üretimi için gerekli olan kalıpları üretmektedir. NC makinesinin popülerleşmesinden önceki dönemden günümüze kadar olan süreçte Mitsubishi Materials’taki kalıp üretimi tarihine bir göz atalım.

KISA BAKIŞ

Kesici uç üretiminde metal kalıpların rolü

Karbür uç üretim prosesleri aşağıdadır: 

1. Tungsten (WC), kobalt (Co) ile karıştırılır ve toz üretimi için kurutulur.
2. Toz bir kalıba yerleştirilir ve preslenir. 
3. Sinterlenmiş bir gövde yapmak için preslenmiş toz 1300 derece C veya daha yüksek bir sıcaklıkta ısıtılır. 
4. Sinterlenmiş gövde işlenir (taşlama, honlama vb.).
5. Final ürüne CVD veya PVD kaplama uygulanır,daha sonra son bir kontrolden geçer. 

Mitsubishi Materials tarafından üretilen kesici uçların çoğu bu adımları takiben üretilir. Solda gösterildiği üzere 2. adımda (presleme) kesici uç üretimi için metal kalıplar kullanılmaktadır. Pres makinesine bir kalıp yerleştirilir, tozla doldurulur ve sonra preslenir. Otomatik bir presleme hattı ile 24 saat içinde birkaç bin preslenmiş toz form üretilebilir. Kalıplar birkaç yüz bin baskıya dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

1 : 1970～

Kesici uçların ortaya çıkışı

Mitsubishi Materials, 1956'da lehimli takım tutucularını piyasaya sürdü.Bunlar, gümüş lehimleme metodu kullanılarak sinterlenmiş karbür bıçakların bakır bir şaftın kenarına tutturulmasıyla yapılmıştır. Mükemmel aşınma direnci, kırılma direnci ve yüksek işleme performansı göstermelerine rağmen, takımın herhangi bir kısmı zarar gördüğünde tüm takım tutucusunun atılması gerektiği için çok yüksek bir maliyet söz konusuydu.

Bu sorunu çözmek için değiştirilebilir karbür kesici uçlara sahip takımlar geliştirdik. İlk kesici uçlar üçgen, kare veya düz yüzeyli dairesel şekillerde üretildi. Kısa bir süre sonra talaş kontrolünü iyileştirmek ve işleme direncini azaltmak için dalma yüzeyinde ilk talaş kırıcı formu oluşturuldu. O zamanlar taşlama yoluyla kırıcı oluşturmak ve hatta basit kesitli şekiller oluşturmak bile zordu. Buna ek olarak, taşlanmış kırıcıları olan kesici uçların daha uzun bir üretim süresine sahip olması daha yüksek bir fiyat almasını da söz konusu eder. Bu bizi, presleme sırasında doğrudan kesici uç yüzeyine gofraj yöntemini ile tab etmeye yönlendirdi. Bu,elektro erozyonla malzeme işleme (EDM) yöntemini kullanarak pres kalıbının üst ve alt zımbalarının yüzlerini biçimlendirerek karbür malzemede talaş kırıcı oluşumunu mümkün kılmıştır. Ancak, elektrot üretmek için yalnızca genel kullanıma yönelik frezeleme makinelerimiz olduğundan, yalnızca kenar boyunca basit bir çapraz kesite sahip olan kesiciler üretebildik. Bunlara çevresel kırıcı adı veriliyordu.

2 : 1980～

NC döneminin başlangıcı. Kalıp ile şekillendirilmiş talaş kırıcıların görünüşü

NC işleme merkezleri 1980'li yıllarda popüler hale geldi. Üç boyutlu CAD' in girişi, elektrotların işlenmesi için NC programlarının oluşturulmasını kolaylaştırdı; bu da küre uçlu frezeleri kullanarak karışık kavisli yüzeylerin işlenmesini mümkün kıldı. Kırıcı tasarımlarındaki bu esneklik, farklı amaçlar için çok çeşitli talaş kırıcıları üretebilme doğrultusunda kısa sürede arttı. Bu, 7 derecelik pozitif talaş açılı MA tipi ve standart kırıcıların geliştirilmesini mümkün hale getirdi. 

 

İşleme merkezlerinin geliştirilmesinden önce, elektrot işleme için programlama verileri delikli kağıt bant ve disketler aracılığıyla giriliyordu. Bu, şu an hayal bile edemeyeceğimiz zorlu prosedürleri de beraberinde getiriyordu. Kalıp Grubundan Yoji Takimoto eski prosedürleri oldukça iyi hatırlıyor ve bu konudaki görüşleri şöyle: "Veri girişi için kağıt veri bandı kullanılırdı. Bu siyah kağıt bant içinde delikler vardı ve deliklerin sırasına göre girilen bilgiler özel bir makine tarafından okunurdu. Bu uzun ve yorucu bir süreçti ve sadece basit bir çevresel kırıcının bilgilerini girmek için yaklaşık 10 m uzunluğunda bir bant gerekiyordu. Veri girişi de zaman alıyordu. Hata yapmamız halinde her şeye baştan başlamamız gerekiyordu. Bu da çok fazla zaman ve enerji kaybı demekti".

Daha sonra uzmanlar, bitmiş kalıbın çizimlere uygun olduğunu doğrulamak için takım üreticisinin mikroskopları ve mikrometreleri gibi manuel ölçüm cihazlarını kullandılar. Dişi kısım ile üst ve alt zımbalar arasındaki boşluğu ölçmek zordu, bu nedenle ince imalat ayarlamaları için Suriawase (manuel ayarlama) adı verilen bu iş için özel şekilde geliştirilmiş bir teknik kullandılar. 

3 : 2000～

Kavisli kesme kenarlar, iki delikli kesici uçlar ve diğer kompleks kesici uç geometrileri

2000 yılından sonra, tüm kesici uç ve kalıp tasarımları üç boyutlu CAD kullanılarak yapıldı. CAM kapasitesi, EDM makinalar'da kullanılan elektrotların üç boyutlu modellerinin tasarım programlarının oluşturulmasını sağladı.Bu esaslı ölçüde geliştirilmiş tasarım esnekliği,sadece kırıcılar için değil, tüm kesici uçlar içinde geliştirildi. Buna ek olarak kalıp üretimi için kullanılan ölçüm cihazları ve ekipmanlarında ciddi bir gelişme yaşandı. Bu gelişmelerle birlikte, standart teknolojiyle üretilmesi imkansız olan yeni geometrili kesici uçların üretimi mümkün hale geldi.

O dönemde kullanılan üç boyutlu ölçüm cihazları da yeni geometrileri doğru bir şekilde ölçmeyi mümkün hale getirdi. İşleme ve ölçüm teknolojisindeki bu gelişmeler, üretimdeki yeniliklere önayak oldu.  Bu gibi üretim teknolojilerinin gelişimi ile birlikte kalıp üretimi de hızla arttı. Tomotsugu Goda, bu dönem konusunda şu sözleri söylüyor: "Kesici uç tasarımında esnekliğin artması nedeniyle, geliştirme grubundan gelen siparişler daha kompleks bir hal aldı. Görevimiz taleplere göre sıkıştırılmış toz birimler oluşturmak için kalıplar üretmektir. .CAD kolay modellemeye izin verir, ancak gerçek preslenmiş toz ünitelerini üretmek çok zordur. 

Ancak misyonumuz, geliştirme personelinin talep ettiği tüm formları gerçekleştirmek için bir yöntem geliştirmektir.

4 : 2010～

Daha fazla iyileştirmeyi hedefleyenyeni işleme teknolojisive yenilikçi fikirler

2010'dan sonra daha karmaşık biçimdeki kesici uçlar birbiri ardına pazara sürüldü. Önemli örnekler, dikey kesme kenarları ve yatay delikleri olan VFX kesici uçlar ve çok köşeli ve kalıplanmış talaş kırıcıları olan VOX serisi kesici uçlardır. Bazı kesici uçlar, preslenmiş toz birimini normal presleme yöntemi ile kalıbın dişi parçasından çıkarmaya uygun olmayan biçimlere sahipti. Bu nedenle, dişi parçayı ayırabilecek özel kalıplar geliştirildi. 
Kesici uç performansı arttıkça, formlar daha karmaşık hale gelir, bu da kalıpların imalatını zorlaştırır. Örneğin dökme kalıplar daha fazla parça sağlayabilir ve bunun için her parçanın düzgün şekilde oturacak hassasiyette işlenmesi gerekir. Bu sebeple pres makinelerinde kalıpları ayarlama prosedürleri de daha karmaşık hale gelir.

Uzun tarihi boyunca Kalıp Grubu, kalıpları iyileştirerek, işleme yöntemlerini geliştirerek ve hazırlık aşamasını iyileştirerek birçok kesici ucun ticarileşmesine büyük katkıda bulundu. Çeşitli kalıpların üretimi ile ilgili sorunların çözüm sürecine dahil olan Sayın Goda şunları söylüyor: “Yeni ürün geliştirme ekibi üyelerini, sorunları dile getirmeye ve talepte bulunmaya teşvik ediyorum. Fikirlerini gerçekleştiremeyecek olsak bile denemek için yorulmadan çalışacağız. Denemeden neleri başarıp başaramayacağımızı bilemeyiz. Kalıp üretimini cazip kılan ana nokta, yenilik doğrultusunda gösterilen çabalardır".

Kentaro Ono, aynı Üretim Mühendisliği Bölümünde pres işlemlerinden sorumludur. 10 yıl boyunca Kalıp

Grubunda çalıştı ve müşterilerden kesici uçlardaki karmaşıklığı takdir etmelerini bekliyor. Her kesici uç, bu işe kendini adamış profesyonellerin gayret ve tekniğinin birer sonucudur. Röportajın sonunda bize vizyonunu anlattı, “Müşterilerimiz de dahil olmak üzere bu sektördeki insanlar bizim kesici uçlarımızı gördüklerinde, nasıl yaptığımızı merak ettiler. Bu düşünceyle, böyle yenilikçi ürünler yaratmaya devam etmek istiyorum”.

Kesici uç kalıplarının gelişim tarihine bakmak

Kalıplar hayatımızın bir parçası, bu yüzden bir ürün gördüğümüzde, bu ürünün yapımında kullanılan kalıbın neye benzediğini hayal ederiz. Kalıp, üretilen ürünün gölgesi gibidir.

Ürettiğimiz kalıpları müşteriler görmüyor, ancak kalıplar olmadan kesici uçların geliştirilmesine imkan yok. Her birimiz, mükemmel kesici uçların geliştirilmesini ve üretilmesini destekleyen profesyoneller olarak yaptığımız önemli çalışmalarda bireysel sorumluluk alıyor ve bundan gurur duyuyoruz. 

Kısa süre önce şirketimize katılmış olan genç çalışanlar da sorunları tespit edip yeni işleme yöntemleri için önerilerde bulunarak önemli bir katkı sağlıyor. Yenilikçi kalıplar üretmek için yaş veya deneyimi önemsemeden birbirimizle iş birliği içinde çalışmaya devam ediyoruz.