 |
| Rys 1. Śruby kulowe NSK są wykorzystywane do jednoczesnego napędu dolnej i górnej matrycy w najnowszej serii pras do proszków metali firmy Osterwalder |
Narzędzia skrawające, takie jak płytki węglikowe, są zwykle produkowane przy wykorzystaniu technologii prasowania proszków metali. Proces polega na wypełnieniu matrycy proszkiem stopu metalowego i prasowaniu do pożądanego kształtu przed ostatecznym spiekaniem produktu. Po zakończeniu procesu producenci narzędzi wymagają, aby płytki były jak najbardziej zbliżone do ostatecznego profilu roboczego, ponieważ dodatkowe procesy wykończeniowe są zarówno drogie, jak i bardzo wymagające - spiekane płytki są ekstremalnie twarde.
Firma Osterwalder AG z siedzibą w Lyss (około 15 km od Berna) skupia się na zapewnianiu swoim klientom rozwiązań przezwyciężających podobne wyzwania. Aby zwiększyć precyzję procesu prasowania proszków, spółka podjęła ostatnio decyzję o wprowadzeniu nowych systemów napędowych z serii CA SP Electric oraz CA HM Electric. Technologia direct drive (napędu bezpośredniego) oparta o silniki serwo-elektryczne i śruby kulowe NSK zastępuje wcześniejsze napędy hydrauliczne, które są obecnie używane tylko w prasach wymagających wyjątkowo dużych sił.
Dzięki technologii direct drive, proces prasowania odbywa się z dużo większą dokładnością, co potwierdza Michael Sollberger, inżynier ds. rozwoju w firmie Osterwalder: «Jesteśmy w stanie pozycjonować tego typu systemy z dokładnością do 1μm i osiągać bardzo wysoki poziom powtarzalności.»
Śruby kulowe NSK o dużej wytrzymałości z serii HTF (High Thrust Force) są odpowiedzialne za ruchy liniowe pras firmy Osterwalder. Precyzyjna synchronizacja ruchu jest istotna, ponieważ wszelkie zakłócenia i nieregularności w procesie mogą doprowadzić do błędów wymiarowych lub nawet pękania płytek w trakcie spiekania.
Śruby kulowe HTF umożliwiają również osiągnięcie bardzo wysokich wartości ruchu, co pomaga w zminimalizowaniu czasu cykli produkcyjnych. Co więcej, przenoszą także ekstremalnie wysokie siły osiowe dzięki opatentowanej geometrii zapewaniającej w trakcie pracy równomierny rozkład obciążenia na wszystkie kulki. W połączeniu ze specjalną technologią separacji kulek, rozwiązania te zapobiegają przedwczesnemu zużyciu i gwarantują bardzo wysoką niezawodność.
Oprócz wysokiej precyzji i dobrych możliwości sterowania, użytkownicy pras do proszków firmy Osterwalder wykorzystujących nowe systemy napędów uzyskują również zmniejszenie zużycia energii o około 80%. Prasa do proszków z napędem hydraulicznym o sile nacisku 160 kN zużywa do 15 kW energii. Dla porównania - system serwo-elektryczny wymaga tylko od 2,5 do 3 kW. Ponieważ klienci firmy Osterwalder zwykle wykorzystują w swoich instalacjach od 10 do 70 pras do proszków, zakres potencjalnych oszczędności jest ogromny.
Kolejną zaletą wdrożenia systemu napędowego wykorzystującego śruby kulowe jest fakt, że obecnie prasy zajmują o wiele mniej miejsca. Dodatkowo zmniejszyła się ilość prac serwisowych, ponieważ nie ma już hydraulicznych zaworów sterujących lub innych komponentów wymagających dużych nakładów konserwacyjnych. Jednocześnie temperatury robocze są bardziej stałe dzięki temu, że nie jest już przez system hydrauliczny generowane ciepło. Należy również wspomnieć o ograniczeniu hałasu, jak podkreśla to M. Sollberger: «Nasze systemy hydrauliczne pracują tuż poniżej limitu 75 dB, podczas gdy systemy serwo-elektryczne są cichsze i generują od 58 do 60 dB.»
W serii napędów CA HM Electric i CA SP Electric wykorzystywane są różne śruby kulowe NSK, poruszające jednocześnie górną i dolną matrycę. W pierwszej kolejności firma Osterwalder wprowadziła napędy serwo-elektryczne do pras o nacisku 160 kN, a następnie do modeli 320 kN. Obecnie ponad 100 takich pras funkcjonuje z sukcesem u klientów firmy. Można oczekiwać, że w przyszłości ten trend będzie kontynuowany, ponieważ firma NSK jest przekonana, że produkty HTF mogą płynnie przenosić siły nacisku do 4000 lub nawet 5000 kN.
Śruby kulowe HTF są dostępne w szerokim zakresie średnic, systemów recyrkulacji, długości skoku oraz wersji uszczelnienia. Uzupełnienie rozwiązania stanowią wysoko wytrzymałe zespoły łożysk podpierających (z serii TAC) i prowadnice liniowe (z serii RA). NSK to jedyna firma, która jest w stanie dostarczyć kompletny mechaniczny układ napędowy pochodzący z jednego źródła, doskonale dopasowany do różnych części.
Oprócz części wytwarzanych z prasowanego węglika, technologia NSK znajduje dobre zastosowanie w produkcji komponentów wytwarzanych z proszków żelaza oraz materiałów ceramicznych i magnetycznych. Seria śrub kulowych HTF jest również szeroko stosowana przez producentów maszyn do formowania wtryskowego.
