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[Tech Contribution] 까다로운 항공우주 내열 초합금 절삭

케나메탈(Kennametal), 가공경연에서 ‘헬리컬 밀링 커터’ 우승

[Tech Contribution] 까다로운 항공우주 내열 초합금 절삭 - 다아라매거진 기술이슈

에 황삭 공구를 절입, 단 1분 만에 1천㎥(61입방인치) 이상의 피삭재를 절삭하는 것을 상상해본다면 어떨까.

최근 Kennametal의 새로운 HARVITM Ultra 8X 헬리컬 밀링 커터를 테스트해 본 고객이라면 정확히 보셨을 것이다. 직경이 80mm(3.15in.)인 HARVI Ultra 8X는 축방향 절삭깊이 95mm(3.74in.), 반경방향 절삭깊이 200mm(0.78in.), 423mm/min(16.65ipm)의 이송으로 까다로운 항공우주 내열 초합금을 거의 3분 동안 멈춤이나 플린칭 현상 없이 절삭했다.

극도의 흥분
인덱서블 밀링 담당 글로벌 제품 선임 매니저인 Tim Marshall은 다양한 고객과 함께 HARVI Ultra 8X를 테스트해, 15-5 PH부터 주철, Aermet 100(고강도 스틸)에 이르기까지 모든 피삭재에 대한 커터의 한계를 극복하고 각 피삭재에 대해 탁월한 결과를 확인했다.

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Marshall은 “Kennametal은 두 가지 명확한 요구를 충족시키기 위해 HARVI Ultra 8X를 개발했다”며 “첫 번째 요구는 항공우주 업계에서 나온 것으로, 오늘날 많은 수의 항공기가 제조됨으로 인해 최고의 소재 제거율을 요구하면서도 우수한 공구 수명을 달성해야 한다. 동시에, 장비 제조업체와 사용자 모두는 극도의 가공 조건에서 장비 부품의 마모와 파손을 줄이기 위해 높은 절삭속도를 견디면서도 절삭 부하를 낮출 수 있는 공구를 요구하고 있다. 새로운 HARVI Ultra 8X는 이 모든 것을 충족한다”고 말했다.

상당히 많은 양의 칩 더미에도 불구하고 작업장에서는 공구가 3분보다 훨씬 오랫동안 가공해주기를 바란다. Marshall도 이에 동의하면서, HARVI Ultra 8X는 절삭날당 60분의 공구 수명을 달성하면서 Ti-6Al-4V를 분당 20입방인치(328㎥)까지 제거할 수 있도록 설계됐다. 이를 위해 Kennametal은 고도의 엔지니어링 절삭 공구 솔루션에 여러 혁신적인 기술을 결합했다.

양면 포지티브 경사각 인서트로 인선당 가능한 최저 비용을 제공함과 동시에 전력 소비를 최대 50%까지 절감한다. 열 피로에 대해 강력한 내성을 제공하는 독특한 AlTiN+TiN PVD 코팅으로 Kennametal의 고성능 KCSM40 초경 재종은 경쟁 솔루션보다 훨씬 긴 공구 수명을 갖고 있다.

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HARVI Ultra 8X 커터 바디는 높은 절삭 부하에서 강성(정강성 및 동강성)을 향상시키기 위해 경쟁 솔루션보다 높은 품질의 스틸로 제작됐다. 독특한 BTF46(볼트 테이퍼 플랜지) 커넥션은 기존 쉘밀 타입 홀더에 비해 내편향성을 제공한다.

HARVI Ultra 8X의 가변 헬릭스 디자인은 떨림으로 인한 소음이 없고, 이로 인해 공구 수명, 부품 품질 및 처리량도 향상할 수 있다.

이름에 담긴 의미
가장 중요한 포인트는 가변 헬릭스 형상은 초경에 치명적인 진동을 크게 감소시킨다는 점이다. 12mm 및 10mm 인서트를 사용하면, 크기가 작기 때문에 커터 바디에 더 많은 인서트를 장착할 수 있고 피삭재 가공 시 더 많은 인서트를 절입할 수 있다. 이로 인해 무거운 가공 작업의 충격을 많은 인서트로 흡수할 수 있다.

하지만 HARVI Ultra 8X에는 더 많은 숨겨진 기능이 있다. 정밀 내부 쿨런트 노즐은 쿨런트를 가장 필요한 곳에 바로 분사한다. 향상된 플루트 디자인으로 칩 배출을 극대화했다.

오버사이즈 M4 Torx Plus 스크류는 인서트 안정성을 높인다. KM4X 어댑터를 옵션으로 사용하면 툴 홀딩 안정성이 향상되고, KCSM40 재종에 최적화되도록 특별히 제작된 인서트 인선은 공구 수명을 크게 연장한다. inch 및 metric로 제공되는 0.8mm ~ 6.4mm의 코너R 사용으로 가공할 수 없는 것이 거의 없다.

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Ti-6Al-4V 이상의 피삭재 가공
Marshall는 “우리는 HARVI Ultra 8X의 모든 것을 최적화했다”며 “플루트와 쿨런트 노즐은 칩 배출을 극대화했다. 이는 많은 피삭재를 제거할 때 중요하다. 이들이 없으면 칩이 막혀 치명적 파손에 이르게 된다. KCSM40 재종이 내열합금에서 최고 성능을 보였지만, 다른 피삭재에서도 몇 가지 우수한 재종을 제공한다. 인서트당 8개의 절삭날이 있는 제품이 있을까라는 생각을 한다.

양면 인서트는 인선당 비용을 낮출 뿐만 아니라 기존의 속도 및 이송을 높일 수 있다고 Marshall 언급했다. 또한 HARVI Ultra 8X는 일체형 섕크 또는 ‘상당히 강력한’ BTF46 마운트와 함께 사용할 수 있기 때문에 사용자는 강성 손실 없이 거의 모든 장비 스핀들에 커터를 장착할 수 있다.

그는 “우리는 경쟁제품과 경쟁하고 때로는 당사의 헬리컬 커터끼리도 경쟁시켜서 그 성능 향상에 놀라기도 한다. 최저의 비용으로 최고의 생산성을 원하는 고객에게는 이 커터가 적합하다"라고 했다.

단기간 많은 이와 같은 제품을 생산해야 하는 고객은 HARVI Ultra 8X 헬리컬 밀링 커터가 필요하다. 헬리컬 밀링 커터에 절삭날이 8개인 인서트. 누구도 이런 제품을 제공하지 않는다. IC10 및 IC12mm의 인서트 사이즈, 8가지 코너R을 사용할 수 있다.

단단하고, 더 단단한 HARVI Ultra 8X. KM4X 어댑터가 있는 볼트 테이퍼 플랜지 커터가 비교할 수 없는 안정성과 포케팅이든 프로파일링이든 HARVI Ultra 8X는 분당 최대 20입방인치의 티타늄을 지속적으로 제거하고, 1시간 이상의 공구 수명을 제공한다.
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