Titanyum alaşımları ve nikel esaslı süper alaşımlar; yüksek mekanik mukavemetleri, korozyon dirençleri ve ekstrem çalışma koşulları altındaki termal kararlılıkları nedeniyle havacılık endüstrisi uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kullanım alanındaki avantajlarına rağmen bu malzemeler; takım ömrünü, yüzey bütünlüğünü ve genel proses kararlılığını doğrudan etkileyen önemli işleme zorlukları teşkil etmektedir.
ISCAR mühendislik ekipleri tarafından geliştirilen uygulama bilgisi ve ISCAR kesici takım teknolojileri; baskın aşınma mekanizmalarına, ısı oluşumuna ve titreşim sorunlarına çözüm sunmaktadır.
Havacılık endüstrisi üretim ortamlarında; geliştirilmiş takım ömrü, boyutsal tutarlılık ve proses verimliliği elde etmeye odaklanılmaktadır.
Havacılık endüstrisi bileşenleri, genellikle yüksek mekanik yükler, yüksek sıcaklıklar ve agresif çevresel koşullar altında performans göstermek üzere özel olarak tasarlanmış malzemelerden üretilmektedir.
Titanyum alaşımları ve nikel esaslı süper alaşımlar; yüksek mukavemet-ağırlık oranları ve mükemmel termal direnç sağlayarak yapısal bileşenler, motor parçaları ve diğer kritik montaj grupları için vazgeçilmez bir rol oynamaktadır.
Ancak; aynı özellikler, geleneksel çelikler veya alüminyum alaşımları ile karşılaştırıldığında, işlenebilirliğin düşük olmasıyla sonuçlanır.
Düşük talaş kaldırma oranları, hızlanan takım aşınması ve katı kalite gereksinimleri; özellikle yüksek değerli havacılık bileşenleri işlenirken, genel üretim maliyetlerine önemli ölçüde etki etmektedir.
Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşımları, çeliğin yaklaşık altıda biri kadar olan düşük termal iletkenlikleri ile karakterize edilirler. Bu durum, kesme sırasında oluşan ısının takım-iş parçası arayüzünde yoğunlaşmasına neden olur.
Bu bölgesel ısı birikimi, serbest yüzey aşınmasını hızlandırır ve kesici kenarın plastik deformasyonuna yol açabilir.
Titanyum ayrıca, kesici takım malzemeleriyle güçlü bir kimyasal benzerlik gösterir; bu durum, özellikle düşük kesme hızlarında kesici kenara talaş yığılması/yapışması (BUE) oluşumu eğilimini artırır.
ISCAR, bu zorlukların üstesinden gelmek için; sürtünmeyi ve ısı oluşumunu en aza indirirken, kenar kararlılığını korumak üzere tasarlanmış olan HELIDO, CHATTERFREE ve komple karbür kesici takım ailelerinde kullanılan ince taneli karbür iç yapısı ve gelişmiş PVD kaplamalar uygulamaktadır.
Nikel esaslı süper alaşımlar, farklı ancak aynı derecede zorlu bir dizi işleme koşulu sunar. Bu malzemeler, yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemetlerini korurlar ve plastik deformasyon sırasında belirgin bir gerilme sertleşmesi davranışı sergilerler.
Talaşlı imalat operasyonlarında bu durum; kesme kuvvetlerinin artmasına, kesici kenarın önünde hızlı iş sertleşmesine ve çentik aşınması, difüzyon aşınması ve krater aşınması gibi agresif aşınma mekanizmalarına yol açar.
Isı oluşumunu kontrol altında tutmak için kesme hızları genellikle sınırlandırılır, bu da verimliliği olumsuz etkiler.
ISCAR, bu koşullara; SUMOTEC kaliteleri ile HELITURN ve LOGIQTURN takım platformları gibi tornalama ve frezeleme sistemlerinde bulunan, güçlendirilmiş uç geometrileri ve termal olarak kararlı kaplamalarla çözüm sunmaktadır. Bu çözümler, uzun kesme döngüleri boyunca öngörülebilir bir aşınma davranışı sağlamak üzere tasarlanmıştır.
Havacılık endüstrisi bileşenleri için işleme süreçleri, yalnızca boyutsal doğruluğun ötesine geçen zorlu gereksinimleri karşılamak zorundadır.
Tipik tolerans aralıkları genellikle ±5 ile ±10 mikrometre arasındadır; bununla birlikte, yorulma performansını tehlikeye atabilecek mikro çatlaklardan, sıvanmış malzemeden veya çekme kalıntısı gerilmelerinden kaçınmak için yüzey bütünlüğü kontrol altında tutulmalıdır.
Birçok havacılık endüstrisi bileşeni; ince duvarlar, karmaşık geometriler veya darbeli kesimler içerir; bunların tümü titreşime ve takım sapmasına karşı duyarlılığı artırır.
ISCAR’ın CHATTERFREE ve HELIMILL gibi frezeleme ailelerinde kullanılan değişken hatveli (variable pitch) ve değişken helisli (variable helix) kesici takım tasarımları; bu koşullar altında titreşimi azaltmak ve proses stabilitesini artırmak için özel olarak tasarlanmıştır.
Havacılık endüstrisindeki işleme operasyonlarında kullanılan kesici takım iç yapıları; kesici kenar kırılmasına karşı direnç gösterirken, yüksek mekanik ve termal yüklere dayanabilmek için sertlik ve kırılma tokluğu arasında hassas bir denge kurmalıdır.
İnce taneli karbür kaliteleri, özellikle darbeli veya stabil olmayan kesme koşullarında, tokluktan ödün vermeden yeterli aşınma direnci sağlamak amacıyla yaygın olarak seçilmektedir.
Titanyum ve nikel esaslı süper alaşımlar için, ISCAR’ın SUMOTEC teknolojisi kapsamında geliştirilen Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) kaplamaları; güçlü yapışma dirençleri, termal kararlılıkları ve takım-talaş arayüzündeki sürtünmeyi azaltma yetenekleri nedeniyle sıklıkla uygulanmaktadır (Şekil-1).
Bu kaplamalar, bir termal bariyer görevi görerek ısının kesici takıma transferini yavaşlatır ve daha öngörülebilir aşınma modellerinin oluşmasına katkıda bulunur.
Frezeleme operasyonlarında, değişken hatveli ve değişken helisli kesici takım tasarımları; harmonik frekansları bozmak ve titreşimi azaltmak için kullanılır. Bu durum, özellikle ince cidarlı havacılık bileşenlerinin işlenmesinde büyük önem taşır.
Titanyum uygulamalarında, HELIMILL HFM gibi takımlarla uygulanan yüksek ilerlemeli frezeleme stratejileri; daha yüksek diş başına ilerleme ile birleştirilmiş düşük radyal dalma derinliği (ae:radial engagement) sağlayarak kesme kuvvetlerini düşürür ve ısı oluşumunu sınırlandırır.
Nikel esaslı süper alaşımlar için frezeleme stratejileri; lokal aşınmayı, özellikle de çentik aşınmasının oluşma olasılığının en yüksek olduğu kesme derinliği geçiş bölgelerinde en aza indirmek için, stabil kesici teması ve homojen talaş kalınlığı üzerine odaklanır.
Havacılık endüstrisi alaşımları için tornalama ve kesme operasyonları; yüksek kesme kuvvetlerini ve termal yükleri yönetebilmek için rijit uç geometrileri ve güvenli bağlama sistemleri gerektirir.
HELITURN, JETCUT ve LOGIQTURN gibi ISCAR'ın tornalama sistemleri; kararlı kesmeyi desteklemek için güçlü uç yuvaları ve optimize edilmiş kesici kenar hazırlıkları ile tasarlanmıştır. Özellikle uzun ve sürekli talaşların kesme bölgesine müdahale edebileceği, iş parçasına veya takıma zarar verebileceği titanyum işlemede etkin talaş kontrolü kritik öneme sahiptir.
Süper alaşım tornalamada uç geometrisi ve kesici kenar hazırlığı; çentik aşınmasını kontrol altında tutmada, uzun, kesintisiz kesimler sırasında kullanılabilir takım ömrünü uzatmada merkezi bir rol oynar.
Delik delme operasyonları (Şekil-2), delik kalitesinin montaj bütünlüğünü ve yorulma performansını doğrudan etkilemesi nedeniyle havacılık endüstrisinin kritik bir yönünü temsil eder.
ISCAR’ın SUMOCHAM ve LOGIQ-3-CHAM gibi delik delme çözümleri ile DR-TWIST ve TRIDEEP gibi değiştirilebilir uçlu sistemleri; talaş tahliyesini iyileştirmek ve kesici kenardaki termal yükü azaltmak için optimize edilmiş uç geometrileri ve içten soğutma kanalları sunar.
Bu çözümler, çok çeşitli havacılık endüstrisi malzemeleri ve bileşen geometrileri genelinde tutarlı delik kalitesini destekler.
Havacılık endüstrisindeki işleme operasyonlarında takım ömrü; kesme parametreleri, takım geometrisi, soğutma sıvısı uygulaması ve tezgah rijitliği arasındaki karmaşık bir etkileşim tarafından belirlenir.
Üretim verileri ve deneysel çalışmalar; nikel esaslı süper alaşımları işlerken kesme hızında yapılan %10 ila %20 gibi nispeten küçük azalmaların, çevrim süresinde orantılı bir artışa neden olmadan takım ömründe önemli iyileşmeler sağlayabileceğini tutarlı bir şekilde göstermektedir.
ISCAR takım stratejileri; öngörülebilirlik takım değiştirme planlamasını basitleştirdiği ve yüksek değerli bileşenlerde ani takım performans düşüş riskini azalttığı için, teorik maksimum takım ömründen ziyade öngörülebilir ve tekrarlanabilir aşınma davranışına vurgu yapar (Şekil-3).
Havacılık endüstrisi titanyum yapısal bileşenlerin işlendiği bir üretim ortamında; çevresel frezeleme operasyonları sırasında aşırı serbest yüzey aşınması ve tutarsız yüzey kalitesi gözlemlenmiştir.
Değişken helisli bir ISCAR frezesi seçilerek, kaplama seçimi optimize edilerek ve kesme parametreleri ayarlanarak, takım ömründe yüzde 30'dan fazla artış sağlanmıştır.
Yüzey pürüzlülük değerleri teknik şartname sınırları içerisine çekilerek; proses stabilitesinde artış, hurda oranlarında azalma ve operatör müdahalesinde düşüş sağlanmıştır.
Dijital takım kütüphanelerinin CAM sistemleriyle entegrasyonu, havacılık endüstrisi proses planlamasında giderek daha önemli bir rol oynamaktadır.
ISCAR’ın dijital takım platformları; tutarlı takım seçimini ve parametre tanımlamasını destekleyen standartlaştırılmış takım verileri sunarak kurulum değişkenliğini azaltır ve proses geliştirme döngülerini kısaltır.
Simülasyon ve doğrulama takımları, kesme stratejilerinin atölye ortamında uygulanmasından önce değerlendirilmesine ve optimize edilmesine olanak tanıyarak yüksek değerli havacılık bileşenlerinin işlenmesiyle ilişkili riskleri daha da azaltır.
Gelişmiş takım ömrü ve stabil işleme prosesleri; daha düşük hurda oranlarına ve bileşen başına düşen enerji tüketiminin azalmasına doğrudan katkıda bulunur.
Havacılık endüstrisinde kullanılan ham madde maliyetlerinin yüksekliği göz önüne alındığında, hurda oranlarındaki marjinal düşüşler bile önemli ekonomik kazanımlar sağlayabilir.
Verimli işleme stratejileri; malzeme israfını en aza indirerek ve takım kullanımını en üst düzeye çıkararak sürdürülebilirlik hedeflerini de destekler.
Havacılık endüstrisi uygulamaları için titanyum ve nikel esaslı süper alaşımların işlenmesi; malzeme davranışı, takım teknolojileri ve kesme stratejilerinin dikkatli bir şekilde uyumlu hale getirilmesini gerektirir.
ISCAR’ın havacılık odaklı takım portföyü ile desteklenen veri odaklı takım seçimi ve proses optimizasyonu; takım ömrü, yüzey bütünlüğü ve proses güvenilirliğinde ölçülebilir iyileştirmeler sağlar.
ISCAR'ın stratejileri; havacılık endüstrisi alaşımlarının işlenmesinde karşılaşılan yapısal zorlukların üstesinden gelmek için teknik bir çerçeve sunarken, katı kalite ve performans gerekliliklerine olan uyumu da sürdürmektedir.
