Daha fazla çelik tornalama, üreticilerin öngörülemeyenlerle başa çıkmasında nasıl yardımcı olabilir

TalaÅŸlı imalat, her bir malzeme ile en iyi sonuçlara ulaÅŸmak için proses içinde incelikli deÄŸiÅŸimler gerektiren, hesaplara ve ölçümlere dayanan bir bilimdir. Ancak ölçümlenebilir zamanların çok uzağında yaşıyoruz ve analistler, sektörün devam eden COVID-19 pandemisinin yarattığı pazarın öngörülemezliÄŸine veya "yeni normal"e karşı hazırlıklı olması gerektiÄŸi öngörüsünde bulunuyor. Burada, Sandvik Coromant Ürün Müdürü Rolf Olofsson tornalama prosesinin malzemeye göre nasıl farklılık göstermesi gerektiÄŸi ve bunun üreticilerin ilerideki belirsiz zamanları tam anlamıyla benimsemelerinde nasıl yardımcı olabileceÄŸi hakkında bilgi veriyor. 

COVID-19 ile sektörde bir "siyah kuÄŸu olayı"nın yaÅŸandığını söylemek doÄŸru olur. Bu, hepimizin dengesini bozan, öngörülemeyen ve önemli olaylara verilen bir isimdir.

Üreticiler yeni normal dönemde iki senaryo ile karşılaÅŸabilirdi. Bazı üreticiler, yüksek talep senaryolarıyla karşılaÅŸtı ve gıda üretimi ve tıbbi ürünler gibi bazı kilit sektörler, karantina süresince hız kazandı. Bu gibi durumlarda, talaÅŸ kaldırma oranlarını artırmaya, devir sürelerini azaltmaya ve üretim partileri arasındaki hızlı deÄŸiÅŸiklikleri desteklemeye yardımcı olabilecek takımlama çözümlerine ihtiyaç duyuluyor.

DiÄŸer üreticiler ise düÅŸük talep senaryolarıyla karşılaÅŸtı. Bu senaryolarda kenar başına daha fazla sayıda parça üretirken daha az üretim kesintisi, insansız üretim yapma imkanı ile uygulama güvenliÄŸi saÄŸlayabilen takımlar gerekir. ÖrneÄŸin, bazı seri imalat alanlarında üretim neredeyse tamamen durdu.

Her iki durumda da, çelik tornalamada karlı üretim proseslerinin altında, tezgahtan kesme kenarına kadar en iyi takım kurulumuna ve doÄŸru ÅŸekilde kullanımına dair bilgiye sahibi olma yatıyor.

Üreticilerin hedefleri uzun vadede sürdürülebilir olmalıdır, nihayetinde bu siyah kuÄŸu senaryosunun nasıl devam edeceÄŸini tam olarak bilemiyoruz. Yakın tarihli COVID-19: Bilgi notu adlı raporunda McKinsey & Company analistleri, önümüzdeki dönemi üreticilerin müÅŸteri pazarlarında öngörülemeyen ve kalıcı deÄŸiÅŸimler bekleyebilecekleri "sonraki normal" olarak tanımlıyor.

Raporda, üreticilerin ekonomik ve sosyal açıdan uygun bir yolda ilerleyecek olması halinde esnekliÄŸe ihtiyaç duyulacağı belirtiliyor. BaÅŸka bir yerde, Pricewaterhouse Coopers’ın (PwC) COVID-19: Endüstriyel üretim için ne anlama geliyor adlı raporunda durgun pazarlar nedeniyle zorlanan ÅŸirketlerin bunu bir fırsat olarak deÄŸerlendirerek yeni sektörlere açılmaları ve yeni gelir akışlarından yararlanmaları gerektiÄŸi tavsiye ediliyor.

En önemlisi, üreticilerin ve tezgah imalathanelerinin sadece global pandeminin devam eden etkileri ile deÄŸil, aynı zamanda bir sonraki siyah kuÄŸu olayı ile de baÅŸa çıkabilecek kadar esnek olması gerekecek.

Üretim esnekliÄŸi

Peki, partiler halinde üretim yapan üreticiler için esneklik ne anlama geliyor? Esneklik, partiler arasında daha hızlı deÄŸiÅŸiklikler, optimize edilmiÅŸ veya azaltılmış stok ve aşınmış kesici uçları deÄŸiÅŸtirmek için gereken üretim duruÅŸlarının en aza indirilmesi gibi çeÅŸitli faktörleri içeriyor.

Bu esnekliÄŸi saÄŸlamada üreticinin çelik tornalama çözümleri (takımlama kesici uçları dahil) seçimi, yeni üretim verimliliÄŸi seviyelerini gerçekleÅŸtirmek açısından çok önemli olacaktır. Bu dönemde çoÄŸu üretici, kesici uçları için seçilen kalitenin öneminin farkına varıyor. Bununla birlikte çoÄŸu da kesici uç kalitesi, baÄŸlama sistemi ve takım tutucusuna kadar her ÅŸeyi içeren takımlama konseptinin tamamını göz önünde bulundurmanın verimi artırabileceÄŸinin, maliyetleri azaltabileceÄŸinin ve yüksek seviyede uygulama güvenliÄŸi saÄŸlayabileceÄŸinin farkında deÄŸil.

Bu esneklik, Sandvik Coromant müÅŸterilerinin hakkında tavsiye almak istediÄŸi sert malzemelerle çalışırken de uygulanmalıdır. Bunların içinde GC4415 ve GC4425'in özellikle uygun olduÄŸu alaşımsız çelik ve düÅŸük alaşım çeliÄŸi dahil ISO P alt malzeme grupları bulunur. Malzeme farklarının anlaşılması, optimum sonuca ulaÅŸmak açısından çok önemlidir.

Genellikle tüm üreticiler aÅŸağıdaki hedeflerin en az üçüne ulaÅŸmak ister: daha yüksek talaÅŸ kaldırma oranları, kenar başına daha fazla parça, daha düÅŸük devir süreleri, daha az atık ve optimize edilmiÅŸ stok kullanımı. Üreticiler açısından bu, aynı kalite ile birden fazla çelik parçayı iÅŸleme kapasitesine sahip olmak anlamına da gelir.

Hedefler basit olsa da, ISO P grubundaki metaller zorlayıcıdır. ISO P metaller, tek bir malzemede yönetilmesi zor olabilen birçok özelliÄŸe sahiptir. Buna karşılık, S grubundaki bir HRSA malzemede iÅŸleme yapıyor olsak, muhtemelen düÅŸük ısıl iletkenlik ile karşılaşırız, bu da kesme bölgesinde ısı konsantrasyonuna neden olur ve kesici takımı deforme eder. Tek özelliÄŸin karşılanması nispeten kolaydır, ancak birden fazla özellik eÄŸer ISO grubu P malzemesi ise daha zorlu olabilir.

ÖrneÄŸin, malzeme uzmanı Therese McAllister tarafından kaleme alınan Beton ve Çelik Binaların Yapısal Yangına Dayanıklılık Tasarımı için En Ä°yi Uygulama Kılavuzu'nda anlatıldığı gibi düÅŸük alaşım çeliÄŸinin yapışma özellikleri ile olaÄŸandışı ısıl iletkenlik tek bir malzemede birleÅŸirse nasıl olur? Tek bir takım, aşırı aşınma olmadan her iki özelliÄŸi de her zaman karşılayamaz.

Temel sorun ÅŸu ki talaÅŸlı imalat düÅŸük dirence sahip bir malzemeyi kesmeye benzemez, malzeme kesici takım ile ikiye bölünmez bunun yerine malzeme talaÅŸ formunda kaldırılana kadar basınç uygulanır. Bu proses, muazzam ısı ve sürtünmenin yanı sıra difüzyon ve kesici uçta krater oluÅŸmasına yol açabilen kimyasal reaksiyonlar da üretir. Basıncın kendisi de zarar verici olabilir.

Bu nedenle, müÅŸterilerimizin çoÄŸu bu beÅŸ hedeften en az üçüne ulaÅŸmak istese de hızı artırmak için sadece agresif kesme parametrelerinin uygulanması hedefe ulaÅŸmalarını saÄŸlayamaz. Havacılık ve rulman endüstrileri için yüksek hassasiyette parçalar üreten bir tezgah imalathanesine veya enerji ve karbon azaltma hedeflerine ulaÅŸmaya çalışan bir üreticiye sorun.

Bir Korint deyimine göre herkesi memnun etmek imkansızdır, ancak hala bir sonraki siyah kuÄŸu olayına doÄŸru ilerlerken esnekliÄŸin sorun haline geldiÄŸi bir durumla karşı karşıyayız.

Kârlı, esnek çelik tornalama

Sandvik Coromant, bu zorlukların üzerine eÄŸilmek için araÅŸtırma ve geliÅŸtirmeye oldukça fazla zaman ayırıyor. Sonuç olarak ÅŸirket, GC4415 ve GC4425 olarak tanımlanan bir çift yeni P tornalama karbür kalitesini piyasaya sürecek.

Bunu saÄŸlamak için Sandvik Coromant'ta yaptığımız çalışma, ikinci nesil Inveio^® teknolojimiz etrafında ÅŸekilleniyor. Ä°lk nesil Inveio, alüminyum kaplama tabakada tek yönlü kristal konumlandırma için kesici uçları aşınma direnci ve takım ömrü bakımından çok daha yukarılara taşıyan, devrim niteliÄŸinde bir teknik geliÅŸmeydi.

Ä°kinci nesil teknolojimizde, daha fazla aşınma direnci, daha tutarlı kalite ve performans saÄŸlayan kristal konumlandırmasını daha da iyileÅŸtirdik. Bu özellikler ayrıca ısı direncini ve tokluÄŸu iyileÅŸtirerek uygulama aralığını önemli ölçüde geniÅŸletiyor ve tezgah imalathanesinin veya üreticinin ISO P Tornalama sorunlarının üstesinden gelmesini saÄŸlarken onların beÅŸ hedefe ulaÅŸmasına imkan tanıyor. Ayrıca, sektör genelinde rakipsiz bir esneklik seviyesi sunan bu takım hem seri hem de partiler halinde yapılan üretimde kullanılabiliyor.

Bu ilerlemenin, genel mühendislik uygulamalarının yanı sıra otomotiv, enerji üretimi, havacılık, rulmanlar ve petrol ve gaz endüstrilerine avantaj saÄŸlayacağını tahmin ediyoruz. Halihazırda çalıştığımız bazı eski ikinci nesil iÅŸ ortakları, yeni P tornalama karbür kalitelerimizi sürekli kesimler ve hafif kesintiler ile ince talaÅŸ iÅŸlemeden kaba talaÅŸ iÅŸlemeye kadar dış çap ve delik iÅŸleme dahil uygulamalarda kullanıyor.

Bu kaliteler, genel mühendislik sanayide bir Sandvik Coromant müÅŸterisi tarafından basınç silindirleri üretiminde Sandvik Coromant’ın GC4425 karbür kesici ucu kullanılarak test edildi. GC4425 geliÅŸmiÅŸ aşınma direnci, ısıl direnç ve tokluk saÄŸlamak üzere tasarlanmıştır. Ek olarak, bu uç daha yüksek kesme deÄŸerlerinde çalışabilir. Kesici uç, ISO P malzeme üzerinde kullanıldı, bu tanımlama normal orta 205 HB Brinell SertliÄŸinde karmaşık ve iÅŸlemesi zor alaşımsız ve yüksek alaşımlı kaliteler için kullanılıyor. 

Ä°ÅŸ parçası sürekli dış çap eksenel tornalama ve yarı ince talaÅŸ iÅŸleme uygulamalarına tabi tutuldu. Kesme hızı (vc) 200 m/dak (656 ft/dak), ilerleme hızı (fn) 0,4 mm/dev (0,015 inç/dev) ve kesme derinliÄŸi (ap) ise 4,0 mm (0,15 inç) idi. Rakibe ait kesici uç, plastik deformasyon nedeniyle aşınmadan önce sadece 12 parça iÅŸleyebilecek takım ömrüne sahipti. GC4425 kesici uç kalitesi, stabil ve öngörülebilir aşınma ile %50 daha uzun çalıştı.

Global pandemi sonrasında yeni normalin ne olacağını henüz tam olarak bilmiyoruz. Ancak müÅŸterilerimizin hedeflerinin ve talaÅŸlı imalatın ölçümlenebilir bir bilim olduÄŸunun farkındayız. Bu iki bilginin birleÅŸtirilmesi ile ölçümlenebilir talaÅŸlı imalat bilimini tam potansiyeliyle kullanarak gelecekte, siyah kuÄŸu olayı sürecinde bile, kar getiren çelik tornalama uygulamalarını desteklemek için ihtiyaç duyulacak takımları saÄŸlamak mümkün olacaktır.