1990'ların sonlarından itibaren, komple karbür parmak frezeler (SCEM), metal işleme endüstrisinin odak noktalarından biri haline gelmiştir. Bu öneme katkıda bulunan çeşitli faktörler vardır. İlk olarak, değiştirilebilir uçlu freze takımlarıyla karşılaştırıldığında, komple karbür frezeler (Şekil-1) belirgin avantajlar sunar: daha yüksek hassasiyet, küçük çaplı freze tasarımlarına uygunluk ve daha dengeli takım yapılarının mühendisliğine imkan tanıyan geometrik özellikler. Ayrıca, SCEM, yüksek hız çeliğinden (HSS) üretilen muadillerine göre daha iyi performans gösterir, çünkü daha sert olan karbür malzeme daha yüksek aşınma direnci sağlar ve keskin kesici kenarını daha uzun süre koruyarak takım ömrünü uzatır.
Anlaşılacağı üzere, bilinen avantajlar tek başına 1990’larda başlayan komple karbür frezelerin (SCEM) toplam freze ürünleri içindeki payının hızlı artışını açıklamaya yeterli değildi. Endüstride SCEM kullanımının artmasına katkıda bulunan başka unsurlar da vardı. CNC işleme teknolojisindeki gelişmeler ve yüksek hızlı frezeleme (HSM) yöntemlerine artan ilgi, yüksek kesme hızlarına uygun takımlara olan ihtiyacı ortaya çıkardı ve komple karbür frezeler bu ihtiyacı mükemmel bir şekilde karşılıyor. Takım bileme/taşlama CNC tezgahlarındaki sıçrama niteliğinde gelişmeler ile CAD/CAM sistemlerindeki büyük ilerlemeler, bu dönemde SCEM'in büyük ilerlemesinde ve artan popülaritesinde önemli bir rol oynadı. Bu önemli sıçrama, önemli bir atılımın yolunu açan kilit bir faktör, gerçek bir oyun değiştiriciydi:
• Takım bileme/taşlama CNC tezgahlarının gelişmiş yetenekleri, önemli ölçüde artan bir hassasiyete ve yüksek doğrulukta geometrilere sahip karbür takımların üretilmesine olanak sağlamıştır.
• CAD/CAM sistemleri, daha önce elde edilmesi zor olan karmaşık geometrilere sahip frezelerin tasarlanıp üretilmesini mümkün kılmıştır. Takım bileme/taşlama simülatör yazılımı, bileme/taşlama sürecinin sürecinin sanal ortamda analiz edilmesine olanak sağlayarak, SCEM'in hassas üretimine önemli katkı sağlamıştır.
• CAD/CAM sistemlerinin CNC takım taşlama tezgahlarına entegrasyonu, müşterinin özel gereksinimlerine uygun freze tasarımı ve özelleştirilmesi için son derece güçlü bir altyapı sağlamıştır.
• Verimli takım bileme/taşlama CNC teknolojisi, üretim sürelerini kısaltmış ve imalat maliyetlerini düşürmüştür. Bu sayede yüksek kaliteli komple karbür frezeler hem takım üreticileri hem de müşteriler için çok daha cazip ve ticari olarak uygulanabilir hale getirmiştir.
• Gelişmiş takım bileme/taşlama CNC tezgahları ve CAD/CAM sistemleri; takım kalite kontrolünün iyileştirilmesine katkıda bulunarak, tutarlı takım özelliklerinin sağlanmasına olanak sağladı.
Ayrıca, malzeme bilimi ve toz metalurjisindeki gelişmeler, daha küçük tane boyutlarına sahip, daha yüksek sertlik ve aşınma direnci sağlayan gelişmiş karbür iç yapılarının geliştirilmesini sağlamıştır. TiAlN gibi yeni nesil kaplamalarla birleştirilen bu iç yapılar; uzun takım ömrüne sahip karbür kaliteleri oluşturarak, yüksek kesme hızlarında işleme ve sert malzemelerin frezelenmesi için tasarlanan SCEM için neredeyse ideal hale gelmiştir. Bu nedenle komple karbür parmak frezeler; etkili talaşlı imalat operasyonlarının vazgeçilmez takımları haline gelmiştir. Günümüzde komple karbür freze SCEM, freze takımı pazarının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Çeşitli tahminlere göre, komple karbür parmak frezeler bu pazarın yaklaşık %50'sini oluşturmaktadır. Dahası, SCEM payı büyüme eğilimindedir. Bir yandan CNC işlemenin yaygınlaşması, HSM (yüksek hızlı işleme) süreçlerinin yükselişi ve hassas kalıp döküm, dövme ve enjeksiyon kalıplama kullanılarak hassas iş parçası imalatı nedeniyle, işleme öncesi talaş miktarının azalması, diğer yandan karbür malzemeler ve kaplama teknolojilerindeki gelişmeler, SCEM geliştirmedeki trendleri belirlemekte ve takım üreticileri için yeni zorluklar sunmaktadır. Bu trendler şunlardır:
• Karbür kalitelerinde, submicron "mikron' dan daha küçük tane boyutlu" iç yapı kullanımının artması ve TiAlN, AlTiN, gibi aşınma dirençli kaplamaların yaygınlaşması öne çıkmaktadır.
• Takım şekilleri ve kesme geometrilerinde, daha karmaşık ve "yetenekli" tasarımlar yaygınlaşmaktadır. Eşit olmayan kesici ağız aralığı "açısal", değişken helis açısı ve talaşı dilimleyen kesici kenarlar sıklıkla kullanılıyor. • Yüksek verimli işleme uygulamalarında ise; yüksek hızlı frezeleme (HSM) ve yüksek ilerlemeli frezeleme (HFM) için optimize edilmiş SCEM'e belirgin bir vurgu yapılmaktadır.
• Takım doğruluğu konusunda, metal işleme endüstrisi; özellikle finiş işlemelerde, dar işleme toleranslarını korumak ve yüksek dönme hızlarında stabil çalışmayı sağlamak için giderek daha hassas ve dengeli takımlara ihtiyaç duymaktadır.
• Özelleştirilmiş çözümler – Belirli uygulama gereksinimlerini karşılamak için takım üreticileri, özel karbür kaliteleri ve özgün kesme geometrileri içeren, özel olarak tasarlanmış ürünler geliştiriyor.
• Çok işlevlilik – Frezeleme, delme, pah kırma gibi çeşitli kesme işlevlerini bir arada sunan çok işlevli SCEM'lere olan talep artıyor.
• Dijitalleştirme – Endüstri 4.0'ın metal işleme üzerindeki etkisi, mevcut dijital ikizler, 3D modeller ve 2D çizimler, belirlenmiş kesme verilerine kolay erişim, mühendislik hesaplamaları, takım ömrü tahmini vb. dijital takım desteklerinin önemini vurgulamaktadır.
Benzer boyutlardaki iki komple karbür frezeyi incelerken, görünür farkları belirlemek çoğu zaman zordur. Büyüteç ya da mikroskop kullanmak bile bu farkları her zaman ortaya çıkarmaz. Ancak, bu takımlar performans açısından belirgin derecede farklı sonuçlar verebilir ve aralarındaki farkları açıkça görünür kılar. ISCAR'ın en son gelişmelerini inceleyelim ve ISCAR'ın bu zorluklarla nasıl başa çıktığını anlayalım. ISCAR'ın komple karbür freze ürün yelpazesine hızlı bir bakış bile, uygulama açısından SCEM ürünlerinde ilginç bir trendi ortaya koymaktadır. Geçmişte, frezelerin geniş bir mühendislik malzemeleri yelpazesinde kullanılmasına olanak tanıyan çok amaçlı bir tasarım konseptine vurgu yapılıyordu. Ancak, yeni gelişmelerin çoğu artık belirli malzeme gruplarının frezelenmesi için en etkili çözümü sağlamaya odaklanmıştır. Örneğin, Ti-TURBO freze ailesi, titanyum alaşımlarının işlenmesi için özel olarak tasarlanmıştır. Bu aile; dört ağızlı, hassas mühendislik ürünü kesici geometrilere sahip SCEM’leri içerir (Şekil-2). Takım çapının iki katına kadar derinlikte dolu malzemede kanal frezeleme gibi çeşitli işleme operasyonları için uygundur. Ayrıca, trokoidal tekniği kullanarak yüksek hızlı frezeleme için yedi ve sekiz kanallı tasarımlar sunmaktadır. Ti-TURBO takım konsepti; farklı helis açılarının ve değişken adım (variable pitch) tasarımının birleşimine dayanır. Bu özellikler, titanyum alaşımlarının-"üçlü 5" (Ti-5-5-5-3) gibi işlenmesi zor titanyum alaşımlarının yüksek talaş kaldırma oranlarında (MRR) frezelenmesi sırasında, dinamik rijitliği artırmak ve titreşim sönümlemesini iyileştirmek için, farklı helis kanal açılarına ve değişken kesici ağız aralığına dayanmaktadır. Bu popüler takım ailesi, ISCAR'ın son LOGIQUICK kampanyası kapsamında tanıtılan yeni ürünlerle ile önemli ölçüde genişledi.
Değişken helis, eşit olmayan diş aralığı ve bunların kombinasyonlarına dayanan titreşimsiz tasarımlar, çeşitli ISCAR komple karbür frezelerini karakterize eder. Bu tasarımlar yüksek işleme stabilitesi sağlar ve daha uzun kesme boylarına sahip takımların üretilmesine olanak tanır. Son yıllarda, titreşimsiz SCEM portföyü, çeşitli köşe radüsü seçenekleri, artırılmış kesme uzunlukları, kolay talaş tahliyesi için merkezi bir soğutma deliği ve uzun talaşları küçük parçalara bölmek için talaş dilimleme geometrileri sunan yeni ürünlerle genişletilmiştir. Bir diğer örnek ise, öncelikle ön-sertleştirme yapılmış ve sertleştirilmiş çeliğin yüksek hızlı işlenmesi için tasarlanmıştır; 0,3 ila 4 mm çap aralığında minyatür, son derece hassas, iki helis kanallı karbür frezeler serisi olan EC-A2-T'dir (Şekil-3). Bu takımlar yakın zamanda, HRC 65'e kadar sertliğe sahip çeliğin frezelenmesinde performansı artıran AlTiSiN PVD kaplamalı, yüksek sertlikte bir submicron "mikron' dan daha küçük tane boyutlu" iç yapıya sahip karbür kalitesi olan IC602 ile geliştirilmiştir (ISO H uygulama grubu). Alüminyum ve demir dışı malzemelerin kesimi için (ISO N uygulama grubu), ISCAR, elmas benzeri karbon (DLC) kaplamalı bir submicron iç yapıya sahip karbür kalitesi olan IC1508'den üretilen, yeni piyasaya sürülen üç helis kanallı SCEM'i tanıtmaktadır. Çok işlevli ECD-S2 komple karbür takımlar, spot "punta" delik delme ve pah kırma frezeleme özelliklerini bir araya getirir. 45° kesme açısına sahip mevcut takımlara ek olarak, ISCAR müşteri taleplerini karşılamak için 30° ve 60° kesme kenarı açılı takımlar da üretmiştir. Bu çok yönlü takımlar neredeyse her talaşlı imalat atölyesinde kullanılmaktadır (Şekil-4).
Yeni ürünler arasında, yüksek ilerlemeli frezeleme için tasarlanmış, çok ağızlı SCEM SOLID-FEED-MILL ailesi de bulunmaktadır. Tasarımları, kesme kuvvetinin radyal bileşenini en aza indirerek eğilme yükünü azaltıyor ve uzun erişimli çalışma boyunda bile yüksek ilerleme hızlarında işleme olanağı sağlıyor.
Yakın zamanda tanıtılan oval şekilli NEOBARREL komple karbür frezeler (Şekil-5), karmaşık 3D yüzeylerin 5-eksenli işlenmesi için tasarlanmıştır. Bu takımlar, karmaşık profillerin hassas ve verimli bir şekilde işlenmesini sağlar. Son yıllarda ISCAR, ISO 13399 standardına dayanan dijital takım bileşenini önemli ölçüde genişletmiştir. Bu dijital yapı, bilgisayar ortamında modelleme, CNC programlama ve proses planlama için 3D ve 2D takım gösterimleri gibi çeşitli seçenekler içerir. Ayrıca, veri alışverişi için bir STEP (.p21) dosyası oluşturur ve sanal montaj ile takım arama fonksiyonlarını geliştirilmiş haliyle sağlar. Ayrıca, diğer özelliklerinin yanı sıra, belirli uygulamalar için en uygun takım çözümünü seçme olanağı da sağlar. Beklendiği gibi, tüm bu seçenekler komple karbür frezeler için de geçerlidir.
ISCAR elektronik kataloğunda (e-catalog), SCEM seçimi de dahil olmak üzere takım arama fonksiyonları önemli ölçüde genişletilmiştir. Yeni, müşteri odaklı arama seçenekleri; işlenen malzeme türü, tutucu tipi, kesici takım malzeme kalitesi, kanal sayısı gibi karakteristik özelliklere ve freze seçimini daha kolay ve etkili hale getiren diğer önemli parametrelere göre daha uygun bir karbür freze bulunmasını sağlar.
Komple karbür frezeler alanında; yeni, ISCAR ürünlerinin sergilenen örnekleri, şirketin performans, uygulama yelpazesi, hassasiyet ve güvenilirlik açısından en son gelişme trendlerine verdiği yanıtın iyi birer göstergesidir. ISCAR'ın uzman ekibi, bu trendleri yakından takip ederek, metal işleme endüstrisinin değişen ihtiyaçlarına, uygun yenilikçi çözümler geliştirmeye devam etmektedir.
