ข้อดีของการใช้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงกับงานตัดเฉือนชิ้นส่วนอากาศยาน

บทบาทของน้ำหล่อเย็นต่องานตัดเฉือนชิ้นส่วนอากาศยานถือว่ามีวิวัฒนาการอยู่พอสมควร โดยในอดีตตลอดหลายปีที่ผ่านมา โรงงานใช้วิธีการจ่ายน้ำหล่อเย็นผ่านท่อโดยเป็นการฉีดน้ำหล่อเย็นให้ท่วมบริเวณตัดเฉือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานกับวัสดุที่จำเป็นต้องใช้น้ำหล่อเย็นในระหว่างตัดเฉือน แต่ในปัจจุบัน ผู้ผลิตได้เปลี่ยนมาใช้ระบบที่สามารถจ่ายน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงไปยังบริเวณตัดเฉือนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งให้ข้อดีหลายอย่างมากกว่าระบบเดิม เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เนื่องจากเครื่องจักร CNC หลายๆ รุ่นสามารถจ่ายน้ำหล่อเย็นได้ในปริมาณสูงขึ้น รวมไปถึงการนำเอาระบบเครื่องมือรูปแบบใหม่มาใช้

สร้างความแตกต่าง

การจ่ายน้ำหล่อเย็นจะมีประสิทธิภาพและสามารถสร้างความแตกต่างได้ก็ต่อเมื่อมีการจ่ายน้ำหล่อเย็นด้วยการฉีดเจ็ทความเที่ยงตรงสูงในปริมาณที่เพียงพอและมีการควบคุมทิศทางการฉีดอย่างถูกต้อง เนื่องจากการพ่นน้ำหล่อเย็นเป็นสายแบบทั่วไป หรือแม้แต่การฉีดน้ำหล่อเย็นให้ท่วมบริเวณตัดเฉือนเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน แต่ในทางกลับกัน การใช้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงที่มีมาตรฐานสามารถที่จะสร้างความแตกต่างในด้านต่างๆ ได้ เช่น:

• รูปทรงของเศษ
• การกระจายความร้อน
• การป้องกันการสะสมของเศษวัสดุชิ้นงานที่คมตัด
• คุณภาพผิวงาน
• การสึกหรอของเครื่องมือ

ปัจจัยพื้นฐานข้างต้นของงานตัดเฉือนจะส่งผลต่อการผลิต โดยช่วยให้ขั้นตอนการทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเพิ่มความได้เปรียบในการแข่งขัน:

• เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
• ยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
• เพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมและการคายเศษ
• ยกระดับคุณภาพของชิ้นงาน

เมื่อใช้งานอย่างถูกวิธี ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ความเชื่อถือได้ของกระบวนการตัดเฉือน รวมถึงเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือและคุณภาพของชิ้นงาน ข้อดีจากการใช้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงจะเริ่มเห็นได้ตั้งแต่ระดับแรงดันต่ำ โดยถ้ายิ่งเพิ่มแรงดันน้ำหล่อเย็นให้สูงขึ้น ก็จะยิ่งเกิดประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะสำหรับการทำงานกับวัสดุตัดเฉือนยาก

การใช้น้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงสามารถสร้างความแตกต่างให้กับงานตัดเฉือนได้ทั้งงานทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับงานตัดเฉือนสเตนเลสสตีลและเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ แต่จะยิ่งเห็นความแตกต่างได้อย่างชัดเจนมากขึ้นเมื่อต้องทำงานกับวัสดุตัดเฉือนยาก เช่น ซูเปอร์อัลลอยทนความร้อน (HRSA) และไทเทเนียมอัลลอย ความก้าวหน้าหลายๆ ด้านในปัจจุบันได้ทำให้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงกลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจยิ่งขึ้น รวมทั้งยังสามารถเข้าถึงได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น

Jetbreak ครั้งแรกกับแนวคิดใหม่

Sandvik Coromant ได้พัฒนาระบบน้ำหล่อเย็นแรงดันสูง Jetbreak รุ่นแรกขึ้นมาในช่วงทศวรรษ 1980 ถึง 1990 โดยผลการวิจัยพบว่า ระบบน้ำหล่อเย็นแบบเจ็ทแรงดันสูงมาก (100–1000 บาร์) ที่มีการควบคุมทิศทางการฉีดอย่างแม่นยำได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของระบบเครื่องมือตัดที่ถูกนำมาใช้ในการทำงานกับวัสดุตัดเฉือนยาก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในแง่ของความสามารถในการตัดเฉือนและการควบคุมเศษ น้ำหล่อเย็นแบบเจ็ทสามารถฉีดตรงไปยังวัสดุชิ้นงาน โดยทำหน้าที่เป็นเสมือนลิ่มน้ำระหว่างเศษกับคมตัด ทำให้ระยะสัมผัสระหว่างชิ้นงานและคมตัดสั้นลง รวมถึงอุณหภูมิที่บริเวณตัดเฉือนลดลง สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งที่พบได้จากการใช้ระบบนี้คือ การม้วนงอของเศษ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมเศษได้ดีขึ้น รวมทั้งยังช่วยในการหักเศษได้อีกด้วยในบางกรณี
สำหรับงานส่วนใหญ่ที่ใช้เครื่องมือพิเศษ ระบบ Jetbreak ได้กลายมาเป็นคำตอบสำหรับการตัดเฉือนวัสดุที่มีความสามารถในการตัดเฉือนต่ำและ/หรือเกิดเศษยาว การพัฒนาระบบนี้เป็นผลมาจากการศึกษาผลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันน้ำหล่อเย็นและการปรับขนาดของหัวฉีดน้ำหล่อเย็น การปรับลักษณะของเจ็ทน้ำหล่อเย็นช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนรูปทรงของเศษได้ตามความเหมาะสม รวมทั้งสามารถควบคุมทิศทางของเศษยาวได้ตามต้องการ หรือแม้แต่หักเศษให้สั้นลงได้ อย่างไรก็ตาม การติดตั้งระบบน้ำหล่อเย็นแรงดันสูงยังจำกัดเพียงงานเฉพาะทางในอุตสาหกรรมน้ำมัน อากาศยาน และแบริ่งเท่านั้น นอกจากนี้ ระบบ Jetbreak ยังจำเป็นต้องใช้ชุดติดตั้งเฉพาะตัวรวมกับตัวจับยึดเครื่องมือแบบพิเศษ โดยมีการใช้งานเฉพาะกับเครื่องกลึงแนวตั้งเป็นหลัก

นำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงกลายมาเป็นมาตรฐาน

เครื่องจักร CNC สมัยใหม่มักจะสามารถจ่ายน้ำหล่อเย็นได้ที่แรงดันตั้งแต่ 70 ถึง 100 บาร์เป็นมาตรฐานหรือโดยใช้อุปกรณ์เสริม เช่น ถังและปั๊มที่รองรับระดับแรงดันดังกล่าว ซึ่งถือว่าเพียงพอแล้วต่อการใช้งานระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูง โดยสามารถสร้างความแตกต่างได้อย่างชัดเจนทั้งในแง่ของประสิทธิภาพและคุณภาพงานให้กับเครื่องจักรส่วนใหญ่ เช่น เครื่องแมชชินนิ่งเซ็นเตอร์ เครื่องกลึง เครื่องกลึงแนวตั้ง และเครื่องกลึงกัดหลายแกน อุปกรณ์มาตรฐานของเครื่องจักรจึงถือว่าเพียงพอแล้วต่อการเดินระบบน้ำหล่อเย็นไปยังจุดพ่นเจ็ท
อุปกรณ์พื้นฐานสำคัญอีกอย่างหนึ่งสำหรับการตัดเฉือนด้วยน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงก็คือ เครื่องมือแบบถอดเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ ซึ่งส่วนหนึ่งคือเพื่อให้สามารถเปลี่ยนเครื่องมือได้อย่างรวดเร็วและลดปัญหาเวลาสูญเปล่า รวมถึงเพื่อให้สามารถยึดข้อต่อและชุดจ่ายน้ำหล่อเย็นจากเครื่องจักรไปยังคมตัดได้อย่างแน่นหนามั่นคง ระบบเครื่องมือ Coromant Capto® สามารถถอดเปลี่ยนชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็ว และถือเป็นพื้นฐานของการพัฒนาระบบ Jetbreak รวมทั้งยังเป็นพื้นฐานของระบบเครื่องมือและน้ำหล่อเย็นความเที่ยงสูงมาตรฐานใหม่ในปัจจุบัน โดยเป็นระบบเครื่องมือแบบถอดเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ที่ออกแบบมาให้มีช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นภายใน รวมทั้งยังเหมาะสำหรับใช้ในการจ่ายน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงอีกด้วย ระบบเครื่องมือ Coromant Capto ได้กลายมาเป็นมาตรฐาน ISO และเป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับเครื่องจักร CNC หลายๆ รุ่นทั้งสำหรับการทำงานแบบเครื่องมืออยู่นิ่งและแบบหมุนเครื่องมือ

การจ่ายน้ำหล่อเย็นจากด้านบนของเครื่องมือไปยังบริเวณตัดเฉือนอย่างเที่ยงตรงแม่นยำช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมเศษและความเชื่อถือได้ของกระบวนการตัดเฉือน ในขณะที่การจ่ายน้ำหล่อเย็นจากด้านล่างของเครื่องมือช่วยยืดอายุการใช้งานและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต โดยเฉพาะกับงานที่เกิดความร้อนสะสมสูงที่เม็ดมีด

หัวกัดที่มีระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงจะมีช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นภายในและมีการติดตั้งหัวฉีดที่กำหนดตำแหน่งและปรับทิศทางตามประเภทของเครื่องมือและงานที่ต้องการทำ ช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นนั้นจะต่อเข้ากับเครื่องจักรหรือปั๊มเสริม เพื่อจ่ายน้ำหล่อเย็นที่แรงดันประมาณ 70 บาร์ ซึ่งเป็นแรงดันที่เครื่องจักรส่วนใหญ่ในปัจจุบันสามารถจ่ายได้ โดยถึงแม้จะไม่ใช่แรงดันที่จัดเป็นระดับสูงมาก แต่เพียงพอที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพของงานตัดเฉือน แนวคิดนี้จึงช่วยให้โรงงานสามารถใช้อุปกรณ์และทรัพยากรที่มีอยู่แล้วได้ทันที หรืออาจลงทุนเพิ่มเพื่อรองรับความต้องการในอนาคตได้เช่นกัน

ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงสำหรับงานกลึง

เครื่องมือกลึงที่มีระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงสามารถที่จะจ่ายเจ็ทน้ำหล่อเย็นได้อย่างแม่นยำ โดยน้ำหล่อเย็นจะมีลักษณะเป็นชั้นๆ ขนานกัน เจ็ทน้ำหล่อเย็นนี้จะทำหน้าที่เป็นลิ่มน้ำระหว่างเม็ดมีดกับเศษ ทำให้เศษมีรูปทรงและทิศทางการคายที่เหมาะสม รวมทั้งยังช่วยลดอุณหภูมิที่บริเวณตัดเฉือนด้วยเช่นกัน หัวฉีดน้ำหล่อเย็นจะติดตั้งอยู่ใกล้กับคมตัด โดยทำหน้าที่ฉีดเจ็ทน้ำหล่อเย็นความเร็วสูงอย่างแม่นยำ เพื่อช่วยดันเศษออกจากผิวหน้าของเม็ดมีด รวมทั้งช่วยระบายความร้อนและหักเศษเป็นชิ้นเล็กๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคายเศษ
การใช้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงกับงานเก็บผิวละเอียดในวัสดุ เช่น เหล็กกล้า สเตนเลสสตีล อะลูมิเนียม รวมถึงไทเทเนียมและซูเปอร์อัลลอยทนความร้อน มีข้อดีที่เห็นได้อย่างชัดเจนแม้จะใช้แรงดันต่ำเพียง 10 บาร์ นอกเหนือจากจะช่วยให้การทำงานมีความเชื่อถือได้สูงขึ้นเนื่องจากควบคุมเศษได้ดีขึ้นแล้ว ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงยังช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือได้อย่างมาก และยังช่วยให้ใช้ความเร็วตัดได้สูงขึ้นอีกด้วย โดยการใช้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงมักจะช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือได้ถึง 50%
ความเร็วตัดส่งผลต่ออุณหภูมิ ซึ่งเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อการสึกหรอของเครื่องมือมากที่สุด การเพิ่มค่าความเร็วตัดเกินจากช่วงที่กำหนดสำหรับไทเทเนียมจึงทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงมาก แต่ในทางกลับกัน ถ้าเพิ่มอัตราป้อนงานในระดับเท่าๆ กัน จะทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เหตุผลนี้ทำให้การเพิ่มอัตราป้อนงานเป็นทางเลือกที่น่าสนใจกว่าในการเพิ่มอัตราการขจัดเนื้อโลหะโดยไม่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ อย่างไรก็ตาม การใช้อัตราป้อนงานสูงอาจไม่ใช่ทางเลือกที่เหมาะเสมอไป เพราะจะทำให้เกิดแรงตัดสูงขึ้นและส่งผลต่อการควบคุมเศษ

การกลึงจานเทอร์ไบน์จากวัสดุ HRSA ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงมีบทบาทสำคัญสำหรับงานตัดเฉือนวัสดุกลุ่ม ISO S

การใช้น้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน โดยช่วยให้ใช้ความเร็วตัดได้สูงขึ้น แต่ยังคงสามารถรักษาอุณหภูมิไม่ให้สูงเกินไปจนส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ แทนที่จะต้องเผชิญกับปัญหาแรงตัดสูงจากการเพิ่มอัตราป้อนงาน ซึ่งสำหรับวัสดุในกลุ่ม ISO S การเพิ่มความเร็วตัดขึ้น 20% สามารถทำได้โดยที่ยังคงรักษาระยะการตัดเอาไว้ได้เท่าเดิม
การกลึงในเป็นงานอีกรูปแบบหนึ่งที่ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงเข้ามามีบทบาทสำคัญในการช่วยให้เศษมีรูปทรงเหมาะสม รวมทั้งยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติการเฉือนวัสดุตัดเฉือนยาก เช่น ไทเทเนียม ดังนั้น ระบบน้ำหล่อเย็นจึงช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ให้กับการทำงาน พร้อมทั้งช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือคว้าน ในกรณีของการใช้ดามกลึงคว้านเพื่อตัดเฉือนรูขนาดใหญ่และลึก เช่น ชิ้นส่วนของชุดลงจอดเครื่องบิน การใช้ระบบเครื่องมือแบบถอดเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ที่ด้านหลัง รวมถึงด้านหน้าของชุดเครื่องมือเป็นอีกวิธีที่ให้ประโยชน์หลายประการด้วยกัน การเปลี่ยนหัวตัดขนาดเล็กของดามกลึงแบบใช้แคลมป์ยึดสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว สะดวก และแม่นยำ ทำให้สามารถทำงานตัดได้หลากหลายรูปแบบโดยไม่ต้องปรับตั้งหลายครั้ง ระบบเครื่องมือ CoroTurn SL เป็นดามกลึงคว้านลดแรงสั่นสะเทือนที่ใช้หัวตัดแบบล็อคด้วยฟันปลา เหมาะสำหรับการคว้านรูขนาดใหญ่ที่มีความลึกสิบเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง รวมทั้งยังรองรับการใช้งานรวมกับระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงด้วยเช่นกัน
อุณหภูมิและแรงที่เกิดขึ้นในระหว่างการตัดเฉือนเป็นสาเหตุให้คุณภาพผิวงานไม่สม่ำเสมอ น้ำหล่อเย็นจึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมอุณหภูมิ โดยระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงผ่านการทดสอบพิสูจน์แล้วว่า ให้คุณภาพผิวงานที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ หัวฉีดที่เครื่องมือจะมีการออกแบบให้ฉีดน้ำหล่อเย็นโดยตรงไปยังเม็ดมีดบริเวณที่สัมผัสกับผิวงาน โดยการที่ไม่สามารถปรับหัวฉีดได้นั้นช่วยจำกัดความผันผวนของตัวแปรต่างๆ ส่งผลให้การตัดเฉือนมีความเชื่อถือได้และสม่ำเสมอมากยิ่งขึ้น

เพิ่มประสิทธิภาพอีกขั้นให้กับวิธีการทำงานที่ถูกต้อง

ศักยภาพของระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงในการฉีดลิ่มน้ำไปยังบริเวณตัดเฉือน โดยเฉพาะสำหรับงานกลึงปานกลางจนถึงเก็บผิวละเอียด ทำให้สามารถควบคุมความหนาของเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมทั้งสามารถใช้ประโยชน์จากลิ่มน้ำได้มากกว่าการกลึงหยาบ
อย่างไรก็ตาม ไม่ควรมองว่าระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เกิดจากปัจจัยอื่นๆ เช่น การเลือกเม็ดมีดไม่เหมาะกับงาน ความไม่มั่นคง ค่าการตัดไม่ถูกต้อง เป็นต้น แต่ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงนั้นเป็นตัวเพิ่มประสิทธิภาพอีกขั้นให้กับวิธีการทำงานที่ถูกต้อง โดยสามารถช่วยลดระยะเวลาในการผลิต เพิ่มความสม่ำเสมอให้กับคุณภาพชิ้นงาน และเพิ่มความเชื่อถือได้ให้กับกระบวนการกลึงและกัด

การกลึงเกลียวด้วยระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูง

ความจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับงานตัดเฉือนรูปแบบต่างๆ โดยเฉพาะกับการทำงานกับวัสดุตัดเฉือนยากและวัสดุที่เกิดเศษยาว ทำให้ระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูงกลายมาเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่ง ความนิยมของเครื่องกลึงกัดหลายแกน รวมไปถึงเครื่องกลึงแนวตั้งรุ่นใหม่ๆ ทำให้เราเห็นอย่างชัดเจนถึงข้อดีของระบบน้ำหล่อเย็นความเที่ยงตรงสูง โดยเฉพาะในแง่ของการควบคุมเศษ เพราะการแก้ปัญหาเกี่ยวกับเศษถือเป็นเรื่องสำคัญ เนื่องจากปัจจุบันมีโรงงานจำนวนมากที่กำลังเปลี่ยนมาใช้เครื่องจักรเหล่านี้ในการทำงานกับวัสดุตัดเฉือนยากเพื่อผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน