切削刀具对金属切削加工的可持续性产生重大影响。这是许多机械工厂在制定实现环境目标的策略时忽视的一个领域。幸运的是,可持续发展和最佳商业实践可以齐头并进。借助正确的工具,可以最大限度地减少对其业务和环境造成代价高昂的错误。
随着世界努力实现净零排放目标,航空航天业还有一座大山需要攀登,因为它是脱碳最具挑战性的行业之一。虽然航空航天制造商正确地寻求产品创新以减少航空对环境的影响(航空航天业排放量约占航空航天业排放量的70%),但他们也可以在制造方面获得显著收益。
零部件制造商需要高效、经济合理的流程,同时还能节省能源和关键资源。虽然数字孪生、近净成形组件、增材制造(AM)和数字物联网(IoT)驱动的技术等创新可以发挥作用,但工具也将对任何操作的效率产生关键影响。工具可以通过以下三种方式帮助制造商减少环境足迹。
提高效率的正确工具
对于负责将难加工金属切割成具有严格公差和最高表面质量的复杂部件的机械车间来说,正确的工具和专业知识至关重要。使用针对耐热超级合金 (HRSA) 和其他难加工材料进行优化的刀具,或者为更高效的切削操作而设计的专用刀具,将减少加工过程中的浪费,并带来重大的可持续发展效益。
报废部件是制造废物的主要来源,也是任何车间的主要成本,如果不回收,可能会对环境产生严重影响。世界银行估计,与全球固体废物城市相比,工业产生的废物多出18倍。
如果机械车间要减少废品,他们必须实施正确的刀具设置和切削数据。如果未能确保这些因素,可能会导致刀具不规则磨损和不可预测的刀片刀具寿命,从而导致零件报废,进而导致报废。
刀具选择对于减少车削浪费至关重要。但更可靠的工具有哪些特征呢?为了实现安全、高效的加工,应考虑优化车削材质和几何形状,以提供较长、可预测的刀具寿命以及良好的切屑控制。选择针对HRSA优化的切削刀具可以带来巨大的好处,例如最大限度地减少意外停机或减少工件材料或硬质合金刀片的浪费。这些是可持续加工的必要先决条件。
工具修复
在航空航天制造领域,时间就是金钱。钻孔、铣削和铰孔对金属加工刀具产生巨大的压力。但是,除了每次购买新的整体硬质合金刀具之外,还有一种替代方案:刀具修复,它可以有效且可持续地延长切削刀具的使用寿命。
“翻新”这个词可能会让人联想到磨损、过度使用的产品不如全新产品。然而,如果商店从信誉良好的工具制造商处购买,翻新的工具可以提供与初次购买时相同的一致结果。
我们应该认识到翻新并不等于修理。维修设备时,仅检查和更换有缺陷的部件。修复可以使产品的各个方面焕发活力,并使零件恢复到原来的制造标准。应该期望翻新产品与全新部件保持相同、完美的状态。
使用整体硬质合金刀具的问题不在于刀具是否会磨损,而在于何时磨损。由于这种必然性,翻新的工具可以帮助减少车间的工具总支出。商店应该寻找从设计阶段就考虑修复的工具生产商。通常,工具CAD数据将被存储,以便修复后的版本可以完美匹配工具的原始几何形状和涂层。对于定制切削刀具,这对于满足原始刀具规格至关重要。
应该学会识别工具磨损的类型,以确定哪些工具可以修复。刀具磨损可能因磨损机制和原因而异。最常见的刀具磨损是由高切削速度和低进给或低耐磨性引起的均匀后刀面磨损。某些磨损可能比其他磨损更适合修复。
整体硬质合金刀具通常使用几种有限的原材料制成,例如钨和钴,因此多次回购是不可持续的。通过修复多次重复使用单个工具(而不是简单地购买新工具)的能力在可持续发展工作中发挥着重要作用。
修复可以帮助车间充分利用工具,同时延长工具的使用寿命——有时可达预期寿命的 3 倍。在整体硬质合金刀具生命周期结束时,一些模具公司制定了回购计划来回收整体硬质合金并制造新刀具。
减少包装
航空航天加工操作还可以通过选择致力于最大限度减少包装的工具供应商来减少浪费。最先进的工具公司现在正在使用基于人工智能(AI)的先进算法来优化每个零件的包装,以尽可能使用最少的材料,同时仍然有效地保护工具。
例如,山特维克可乐满的封装选择器应用程序(PSA)通过分析基于CAD的3D 模型来识别物体的最关键点。然后,人工智能算法计算出物体的旋转,并可以推荐尽可能小的包装以及如何将物体放入所选包装中。
除了有助于降低包装材料、运输和储存成本之外,始终选择尽可能最小的包装的能力也有助于减少CO2排放。较小的包裹占用的空间较少,因此可以装更多的货物,从而减少运输燃料消耗。
拥有合适的刀具合作伙伴可以帮助提高航空航天加工业务的可持续性。正确的刀具可以在高效、可持续的金属切削和浪费的加工过程中发挥重要作用。
随着航空航天工厂制定并执行更雄心勃勃的可持续发展战略,工具的创新正在实现,从而显著提高公司的信誉。通过与合适的合作伙伴一起寻找合适的工具,他们可以找到更可持续的航空航天零部件加工方法,并推动行业向前发展。