Daha büyük toz presleri için servo-elektrik tahriklerde kullanılan NSK vidalı miller

NSK'nın ürettiği S-HTF serisi vidalı miller, toz presleme makinesi üretiminde öncü olan Osterwalder AG'nin daha büyük makinelerinde konvansiyonel hidrolik tahrik yerine ilk defa servo-elektrik tahrik kullanmasına olanak sağlamaktadır. Sonuç olarak, 2000 kN presleme kuvvetine sahip çok seviyeli bir makine olan Osterwalder OPP 2000 gibi yeni sistemler, aynı güç çıkışı durumunda hidrolik kullanan muadillerine göre yaklaşık %80 daha az enerji kullanmaktadır. Ayrıca, preslenmiş olan parçalar önemli ölçüde daha hassas ölçülerle üretilmekte, bu da yeniden işleme miktarını azaltmakta, süreç ve malzeme maliyetlerini önemli ölçüde düşürmektedir.

İsviçre, Lyss şehrinde bulunan Osterwalder, 130 yıllık mühendislik inovasyonuna sahiptir. Şirketin toz presleri dünya çapında, otomotiv şanzımanları için dişliler, matkap uçları gibi metal işleme aletleri ve indekslenen küçük işleme parçalarını da içerecek şekilde gittikçe artan sayıda uygulama için kullanılmaktadır ve bu parçaların hepsi de büyük miktarlarda üretilebilir. Presleme sürecinde, ince metal toz alaşımı bir kalıbın içine dökülür ve basınç altında şekillendirilir. Ardından, sertlik derecesi, aşınma direnci ve kontur hassasiyetine bağlı olarak arzu edilen özellikleri elde etmek için 'yeşil gövde' olarak adlandırılan ara ürün sinterlenir.

Teknolojide seviye atlama

Osterwalder bugün çok çeşitli makine seçeneği sunmaktadır ve CA-SP Elektrik ve CA-HM elektrik toz presleme serisini 5 yıl önce piyasaya sunmasıyla birlikte piyasaya tamamen yeni bir tahrik teknoloji türünü getirmiştir. Doğrudan Tahrik Teknolojisi (DDT), bilindiği gibi, servo-elektrik motorlardan ve NSK vidalı millerinden oluşmakta ve bu sayede de şimdiye kadar bu alanda hâkim olan hidrolik tahriklerin yerini aldı.

Elektrik yer değiştirme ölçüm değişkenlerini ve ayar kriterlerini belirlemek ve programlamak, hidrolik tahriklerde bu işlemleri yapmaya göre çok daha kolay olduğundan, DDT sayesinde presleme süreci artık çok daha büyük bir hassasiyet sunmaktadır. Ayrıca vidalı miller de, sıvı ortamın sıkıştırılabilirliği nedeniyle azımsanmayacak yer değiştirme özelliği gösteren, hidrolik silindirlere göre çok daha iyi bir rijitlik sunmaktadır. Servo-elektrik toz presleri tarafından üretilmiş olan iş parçaları bu sayede daha homojen olmakta ve bu parçaların malzeme özellikleri çok daha büyük bir hassasiyetle ayarlanabilmektedir.

Başlangıçta, Osterwalder AG CA-SP Elektrik ve CA-HM Elektrik serilerinin servo-elektrik doğrudan tahriklerinde NSK HTF serisi vidalı milleri kullanıyordu. Bu vidalı miller, yüksek hassasiyet ve rijitliği çok yüksek dönüş hızıyla bir araya getirme olanağını sağlar. Aynı zamanda her bir birim, ağır iş yükü ve hızlı iş çevrimi şartlarında bile iletilecek olan aksiyel kuvvetin son derece yüksek olmasını ve aşınmanın en az seviyede olmasını mümkün kılar. Toz presi iş çevrimi için verilen tipik süre 3 saniyedir.

HTF'den S-HTF'ye Geçiş

DDT tahrik prensibi kendisini geçtiğimiz 5 yılda kanıtlamıştır, başlangıçta 160 kN'a kadar olan pres kuvvetinde ve sonrasında da 640 kN'a kadar olan pres kuvvetinde. Sonuç olarak; bir sonraki adımı atmak ve en büyük preslerini bu tahrik teknolojisiyle donatmak Osterwalder için son derece mantıklıydı. Buna rağmen NSK'nın HTF serisi ve diğer üreticilerin muadil vidalı milleri nominal kullanım ömrü bakımından burada sınırlarına ulaşmıştı.

Kendilerinin devam etmekte olan geliştirme programının bir parçası olarak NSK bu sırada, Osterwalder için de son derece zamanında olduğunu kanıtlayacak olan, S-HTF vidalı mil serisini geliştirdi. S-HTF vidalı milleri aynı boyutlarda çok daha yüksek dinamik yük kapasitesini ve bu sayede de önemli ölçüde uzatılmış kullanım ömrünü sunmaktadır.

Bu performans özellikleri, sadece ağır yüklere dayanabilen uygun NSK malzemesinin kullanılmasıyla değil, ayrıca özel bir ısıl işlemin yardımıyla dayanıklılık ile sertlik derecesi arasındaki ideal dengenin sağlanmasıyla mümkün kılındı. Bu TF (Tok Kuvvet) malzemesinin kullanımı, diğer şeylerin yanında, yataktaki sert kirliliklerin girintilere veya çıkıntılara yol açmamasını, bunun yerine tekrar tekrar yuvarlama sonunda pürüzsüzleştirilmesini sağlar.

NSK laboratuvarında gerçekleştirilen dayanıklılık testleri S-HTF serisinin vidalı millerinde kullanılan TF teknolojisinin kullanım ömrünü üç katına çıkardığını, bunun yanında, halihazırda rakip vidalı millere göre oldukça yüksek değerler veren HTF serisine göre %30 daha fazla dinamik yük kapasitesi sağladığını göstermiştir.

Yeni toz preslerin Dünya prömiyeri

S-HTF vidalı millerden faydalanan Osterwalder, kendisinin ilk 2000 kN pres kuvvetine sahip servo-elektrikli çok seviyeli toz presleme makinesi olan, OPP 2000'nin dünya prömiyerini yakınlarda gerçekleştirdi.

Ürün müdürü ve ekip lideri, Michael Sollberger şunları diyor: "Artık yüksek güç aralığında servo-elektrik tahriğin sağladığı mükemmel dinamik hareket kontrolünü gerçekleştirebiliriz - ve müşterinin çok yüksek derecedeki hassasiyete sahip çok daha karmaşık geometrilere sahip üretim gerekliliklerini karşılayabiliriz. 1 µm'lik konumlandırma hassasiyetine ulaşabiliyoruz ve belirlenmiş hareket profilleri boyunca hareket edebiliyoruz. Bu da ürün kalitesini önemli ölçüde artırmakta ve kullanıcının bakış açısından da yeniden işleme ihtiyacını en aza indirmektedir."

Osterwalder'e göre, yeni çok seviyeli pres, motor parçaları, elektrikli aletler ve mutfak aletlerinin parçaları ve ayrıca karbür çubukları da içerecek şekilde, çok çeşitli ürünlerin uygun maliyetli bir şekilde üretimi için ideal. Bahsedilen avantajlarının yanında, kullanıcı ayrıca önemli ölçüde azalmış olan bakım gerekliliklerinden ve kompakt presin az alan kaplamasından da kar etmektedir. Dahası, OPP 2000 gibi firmanın büyük preslerinin enerji tüketimi, preslenecek olan parçaya bağlı olarak, hidrolik preslerin gerek duyduğu enerjinin sadece yaklaşık %20'si kadar. Pres kullanıcısı için bu tasarruf ikna edici bir argüman, çünkü Osterwalder müşterileri genelde 50 kadar toz pres makinesi çalıştırmaktadır.

Üretim yeniliği için tahrik

Nihayetinde Osterwalder'ın yapmış olduğu ilerlemeler, tahrik sistemlerindeki yeniliklerin üretim teknolojisinde gelişimsel adımlara yol açabileceğini gösterir.

Şunu da not etmek gerekir ki, NSK ayrıca Osterwalder'e S-HTF vidalı millerin eksenel desteği için gereken rulmanları da sağlamaktadır. Kullanılanlar, eğik bilyalı TAC serisi rulmanlardır. Bu rulmanlar özellikle bu uygulama için geliştirilmiştir ve özellikle de hassas makineler için genellikle de eksenel destek ile doğrusal hareket için eksiksiz sistem birimleri olarak kurulurlar. 

 Osterwalder 640kN'a kadar olan preslerde NSK HTF serisi vidalı milleri kullanıyor

NSK S-HTF serisi kullanım ömrünü uzatmak için daha yüksek dinamik yük kapasitesine sahip