W branży narzędzi wykorzystywanych do obróbki metalu, w tym także blacharskich, pozornie nie zachodzą żadne zmiany, lecz faktycznie postęp technologiczny jest tu znaczący. Zwłaszcza dla użytkowników o dużych wymaganiach pojawiają się narzędzia wykonane z wykorzystaniem nowych technologii i materiałów.
Właściwie dobrane narzędzia do wykonania pracy w określonych warunkach to podstawa prawidłowego przebiegu operacji z ich użyciem. Przy prowadzeniu zakupów nie można kierować się tylko ceną czy nawet stosunkiem ceny do jakości. W zależności od warunków, intensywności pracy te same narzędzia będą zachowywały się różnie. Oczywiście profesjonalne (zazwyczaj drogie) narzędzie wytrzyma w każdych warunkach, ale ekonomicznie jego zakup może nie być celowy. Równocześnie – choć automatyzacja w produkcji przemysłowej postępuje, to w wielu przypadkach zastosowanie narzędzi ręcznych jest też nieuniknione. W przypadku takich narzędzi ważna jest trwałość i wydajność przy zachowaniu niskiej masy i poręczności, bez godzenia się na mniejszą wytrzymałość.
Porządny osprzęt
Nie wszyscy zdają sobie sprawę ze ścisłego powiązania trwałości maszyny, elektronarzędzia z jakością wierteł, frezów czy brzeszczotów. Używając osprzętu pośledniej klasy, nie tylko tracimy na jakości wykonywanych prac, ale też bardziej obciążamy narzędzie. Dlatego nie zawsze opłaca się tu oszczędzać. Wśród specjalistów trwają dyskusje o jakości produktów oferowanych przez poszczególnych producentów. Niestety najczęściej trzeba zawierzyć marce producenta lub samemu sprawdzić.
Dobrym rozwiązaniem może być korzystanie z oferty wyspecjalizowanych producentów. Przykładem jest firma „FENES”, która od ponad 30 lat jest znaczącym producentem narzędzi skrawających do obróbki metalu i drewna. Główne kierunki rozwoju firmy to narzędzia z węglika spiekanego, narzędzia specjalne, pokrywane warstwami supertwardymi (np. TiN, TiCN, TiAlN) oraz nowe technologie pił taśmowych. Warto tu wspomnieć, że stal proszkowa (PM) w stosunku do węglików spiekanych ma jednorodną strukturę, co pozwala na uzyskanie większej twardości i odporności na ścieranie. Jak podaje firma „FENES”, frezy wykonane z tej stali mają dwukrotnie większą trwałość w stosunku do narzędzia wykonanego z HSS. Wśród nowości firmy są piły taśmowe bimetalowe TAJFUN wykonane ze stali szybkotnącej M42 o 8% zawartości kobaltu, połączonej wiązką elektronów z taśmą nośną ze stali sprężynowej. Jak podaje producent, osiąga się około 70% wzrost wydajności cięcia. Piłę poleca się do przecinania stali konstrukcyjnych węglowych i stopowych, stali narzędziowych węglowych i stopowych, stali szybkotnących, stali nierdzewnych i kwasoodpornych.
Z kolei firma TITEX należąca do grupy Grupy Sandvik oferuje wysokowydajną obróbkę znaną jako HSC, która poza obróbką na sucho jest nową technologią służącą obniżeniu kosztów produkcji. W zestawie narzędzi Titex Plus są narzędzia do wiercenia, gwintowania oraz frezowania dla obróbki szybkościowej. Korzyści z obróbki HSC to: redukcja czasów produkcyjnych dzięki krótkiej obróbce i skróceniu czasów jałowych, szybkie osuwanie naddatków materiału, redukcja wzrostu temperatury materiału obrabianego, zwłaszcza podczas frezowania. W efekcie uzyskujemy redukcję kosztów wytworzenia wyrobów dzięki zwiększeniu wydajności procesu obróbki oraz poprawę jakości.
Obecnie wyspecjalizowani dostawcy i producenci narzędzi profesjonalnych oferują pomoc w trakcie wdrażania nowych narzędzi i technologii obróbki w konkretnych sytuacjach. Z danych wynika, że cena narzędzia odpowiada tylko za 3% całkowitych kosztów produkcji. Jednak znacznie wpływa na pozostałe 97%. Właściwe użycie odpowiedniego narzędzia oferuje znaczący potencjał dla redukcji kosztów i poprawy produktywności. Jak podaje TITEX, przyspieszając obróbkę mechaniczną o 50% przy wykorzystaniu nowych narzędzi można uzyskać oszczędności rzędu 15% całkowitych kosztów produkcji.
Z kolei jeden ze znaczniejszych producentów narzędzi i osprzętu pod marką Donier twierdzi, że narzędzia skrawające przeważnie stanowią 3–4% kosztu produkcji określonego komponentu. Jednak 45% kosztów całkowitych przypada na czas potrzebny na wykonanie obróbki komponentu. Korzystanie z właściwych i optymalnie przygotowanych narzędzi może skutkować wyższą produkcją, lepszą jakością, niższą ilością odpadów oraz obniżką kosztów obróbki i robocizny. Dlatego też innowacje w zakresie węglików spiekanych mogą mieć duże przełożenie na koszty produkcji. Warto zainteresować się tym aspektem w powiązaniu ze specyfiką własnej firmy.
Obecnie mamy na rynku dostęp do narzędzi praktycznie wszystkich znaczących producentów. Jeśli chodzi o narzędzia specjalistyczne, na krajowym rynku działają polskie firmy o ugruntowanej od wielu lat pozycji. Przykładem może być Plasmet, zajmujący się produkcją narzędzi specjalistycznych. Firma koncentruje się na produkcji narzędzi do pras krawędziowych, do wszystkich typów maszyn i o bardzo zróżnicowanych kształtach i zastosowaniach z mocowaniem typu Promecan oraz narzędzia standardowe i specjalne do innych typów pras. Jako jedna z niewielu firm w Polsce oferuje profesjonalną regenerację narzędzi i noży, o długości do 4 metrów. Większa część produkcji firmy jest eksportowana.
Wera BiTorsion
Postęp w technologiach materiałowych w połączeniu z nowymi pomysłami pozwala na wprowadzanie udogodnień zwiększających trwałość narzędzi i poprawiających wydajność pracy. Przykładem jest rozwiązanie Wera BiTorsion. Jak wiadomo, główną przyczyną zużywania się narzędzi wkrętakowych są pojawiające się szczytowe obciążenia podczas wkręcania mechanicznego. Występujące wtedy siły mogą prowadzić zarówno do szybszego zużycia samego narzędzia, jak i uszkodzenia wkrętu lub materiału, w który jest on wkręcany. Dlatego też opracowano system zapobiegający w znacznym stopniu tym niepożądanym zjawiskom. W systemie Wera BiTorsion groty i uchwyty są wyposażone w strefę absorbującą energię kinetyczną obciążeń szczytowych działających na końcówkę grotu. Uzyskano taki efekt dzięki wprowadzeniu „strefy” podatnej na skręt. Jest to osiągane na etapie produkcji narzędzia poprzez wykorzystanie specjalnego procesu następującego po hartowaniu, a który zmniejsza twardość trzonu grotu w stosunku do części roboczej i chwytu o około 20%. Wykonany w tej technologii grot ma różną twardość w różnych miejscach. Stosuje się system dwufazowej absorpcji. Mniejsze obciążenia szczytowe są pochłaniane przez uchwyt, większe pochłania „obszar skrętny” grotu. W efekcie groty i uchwyty mają zdecydowanie zwiększoną wydajność. Ten dwufazowy system zapobiega przedwczesnemu zużywaniu się narzędzi.
Trzeba też dodać, że do produkcji grotów i uchwytów użyto dobrych, twardych materiałów. Produkty BiTorsion mogą być łączone z konwencjonalnymi narzędziami, jak również stosowane niezależnie od siebie. Użycie tradycyjnych grotów w połączeniu z uchwytem BiTorsion i łączenie grotów BiTorsion z konwencjonalnymi uchwytami pozwala na uzyskanie większej żywotności narzędzi. Do wkręcania w metalu zalecana jest wersja o dużej wytrzymałości.
Narzędzia ręczne
Różnorodność dostępnych narzędzi i zastosowań nie pozwala na ich wybór bez znajomości specyfiki zakładu. Czasem wydawanie pieniędzy na produkt o wyższych parametrach nie ma uzasadnienia praktycznego. Wydaje się, że dobrą radą jest zwracanie większej uwagi na osprzęt, zwłaszcza gdy narzędzie używane jest sporadycznie. W przypadku gdy użytkujemy je bardzo często, zasada ta już nie obowiązuje. W takich zastosowaniach liczy się ergonomia, jakość wykonania i bezpieczeństwo użytkowania. Oczywiście ważne – zwłaszcza dla sprzętu tańszego – jest zachowywanie przewidzianych dla niego warunków eksploatacji. Czyli na przykład zachowanie właściwej prędkości obrotowej dostosowanej do warunków, chłodzenie, korzystanie z ostrego osprzętu itp. Warto też zwracać uwagę na dane techniczne oferowanego sprzętu pod względem ergonomii. Przy częstym korzystaniu z narzędzia ma to bardzo duże znaczenie i wprost wpływa na wydajność pracy. Wymieńmy kilka przykładów narzędzi dostępnych na naszym rynku.
Wycinarka pneumatyczna do blachy SHINANO SI-4700 jest przez wielu użytkowników dobrze oceniana ze względu na niewielkie rozmiary i wagę. Pozwala to na stosowanie jej w różnych warunkach pracy i dużym zainteresowaniem cieszy się w warsztatach blacharskich. Wycinarka umożliwia cięcie różnych materiałów dzięki brzeszczotom dostępnym w trzech podziałkach uzębienia 18Z, 24Z i 32Z. Ciekawą jej funkcją jest możliwość zamontowania w uchwycie roboczym pilników. Pozwala to oszczędzić czas na wymianie narzędzi. Dane techniczne: zakres cięcia stali do 1,6 mm, waga 0,75 kg, długość 215 mm, przyłącze ¼”. W ofercie Makita – japońskiej firmy powstałej w 1915 roku, a obecnie jednego z największych producentów między innymi elektronarzędzi – są nożyce do blach JS1670, których dodatkowe funkcje to: czyste cięcie bez gratu i bez zniekształceń, możliwość cięcia w prawo i w lewo, promień cięcia tylko 30 mm do cięcia ciasnych krzywizn, wiór zwija się w bok w kształcie spirali, nie zadrapując powierzchni detalu. Dane techniczne – maksymalna zdolność cięcia: stal stopowa 0,7 mm, stal miękka 1,0 mm, aluminium 1,5 mm. W przypadku oferty Bosh nożyce GSC 160 500 W to poręczne urządzenie o dużej prędkości cięcia. Atuty urządzenia to przede wszystkim niewielkie wymiary. Jest bardzo krótkie, poręczne, o najmniejszym obwodzie obudowy w swojej klasie. Również sprawne prowadzenie urządzenia po krzywiznach, dopasowany do kształtu dłoni, przysłonięty włącznik przesuwny, dobra widoczność linii cięcia i jak zapewnia producent, wytrzymała konstrukcja umożliwiająca pracę ciągłą. Dane techniczne to cięcie stali do 400 N/mm² – do 1,6 mm grubości, stali do 600 N/mm² – do 1,2 mm, stali do 800 N/mm² – do 0,7 mm oraz aluminium do 200 N/mm² – do 2,2 mm.
Nożyce do blachy prostej Hitachi CE 16SA są wyposażone w dwa noże, przy czym górny jest ruchomy. Dolny stały zamocowany jest na uchwycie wyprofilowanym w kształcie ślimaka, który odgina do dołu cięty pasek blachy. Każdy nóż ma 8 krawędzi tnących, dzięki czemu po stępieniu wystarczy zmienić ustawienie noża. Komplet dwóch ostrzy powinien wystarczyć na przecięcie co najmniej 3200 m bieżących materiału. Konstrukcja maszyny pozwala wykonywać cięcia po łuku o minimalnym promieniu 25 mm. Dane techniczne to: cięcie blachy aluminiowej o maksymalnej grubości 2,3 mm, oraz ze stali nierdzewnej – 1,2 mm, a węglowej – 1,6 mm. Wydajność liczoną w prędkości cięcia – 6,3 m/min. Bezpieczeństwo użytkownikowi zapewnia stalowa osłona, chroniąca dłoń przed odginającą się w czasie cięcia blachą.
Wracając do kwestii jakości osprzętu, to na rynku są dostępne m.in. tarcze do cięcia 3M wykonane w nowych technologiach. W przypadku tarcz do ręcznego cięcia konstruktorzy muszą sprostać przeciwstawnym wymaganiom. Często potrzebne jest bardzo cienkie i ostre narzędzie i powierzchnia kontaktu materiału ściernego oraz metalu powinna być jak najmniejsza. Tarcze grubsze niż 1,0 mm mogą przegrzewać materiał przecinany, na przykład stal nierdzewną, i zostawiać ślady po przecięciu. Dotyczy to też innych wrażliwych na wyższą temperaturę stopów. Pozostaje też szeroka, postrzępiona krawędź gratu. Niestety tarcze cienkie (mniej niż 1,0 mm) są bardziej podatne na zakleszczanie we własnej szczelinie i mają tendencję do wyginania się. 3M opracowała nowy materiał Cubitron. Jest on bardzo twardy, kruszy się drobnymi płytkami i jest podatny na przyleganie żywic spajających ścierniwo w dysk. Dyski do cięcia stali nierdzewnych wykonane w tej technologii dają chłodne cięcie bez gratu i przebarwień. Pozwala to na przykład na cięcie blach pokrytych folią bez jej przypalania.
Nowe materiały
Szukając nowoczesnych narzędzi i osprzętu do nich, zwłaszcza do zastosowań profesjonalnych, warto zwracać uwagę na stosowanie przez producentów nowych materiałów. Współcześnie stale narzędziowe, szczególnie te wysokiej jakości, wypierane są przez stellit i węgliki spiekane. Stellity charakteryzują się bardzo wysoką twardością, do 60 HRC, a zarazem kruchością, wykazują dużą odporność na ścieranie i na wysokie temperatury (do 900°C). Stale trwa proces unowocześniania znanych od lat produktów, jak choćby pił, przez rozwój optymalnych kształtów zębów oraz geometrii cięcia. Warto też zwracać uwagę na takie aspekty narzędzi, jak ergonomia czy minimalizowanie poziomu hałasu oraz poziomu drgań. W wielu przypadkach nowoczesne produkty to również większa wydajność pracy, choć cena nowości potrafi zniechęcić, zanim nie policzy się wszystkich kosztów użytkowania.
Duże znaczenie ma właściwa eksploatacja narzędzi. Stąd profesjonalne usługi, takie jak ostrzenie narzędzi oraz powlekanie warstwami trudno ścieralnymi (na przykład: TIN TiAIN, FIRE), są warte rozważenia. Obecnie wiele firm na rynku oferuje tego typu usługi.
Autor: Bohdan Szafrański
