Yüksek hızlı CNC işleme veya kısaca yüksek hızlı işleme (İngilizce kısaltmasıyla HSM), metal işleme sektöründe parça üretiminde kullanılan ve konvansiyonel yöntemlere kıyasla işlenen parçaların verimliliğini, hassasiyetini ve kalitesini artırmasıyla öne çıkan bir yöntemdir.
Yüksek hızlı işleme nedir?
Talaşlı imalat atölyelerinde giderek yaygınlaşan bu yöntem, sağladığı büyük avantajlar nedeniyle tercih edilir. Parçaların daha hassas olması ve verimliliğin artmasının yanı sıra, bu tekniğin üretim sürelerini kısalttığı ve fazla insan müdahalesi gerektirmediği kanıtlanmıştır. Bu da üretim maliyetlerini ve teslim sürelerini önemli ölçüde düşürür.
Yüksek hızlı işleme, bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) teknolojisiyle yapılır; böylece işlemler otomatik hale gelir ve operatör müdahalesi en aza iner. Peki yüksek hızlı CNC nedir? Şunu belirtmek gerekir: yüksek hızlı işleme tek bir operasyonda yapılabileceği gibi birkaç operasyonun birleşimiyle de yapılabilir; bu tamamen kullanılan makineye bağlıdır.
Bu yöntem kesme hızını, iş mili devrini, ilerleme hızını veya talaş kaldırma oranını ifade edebilir. Yüksek hızlı işlemede iş mili dakikada 3.000 ila 6.000 devire ulaşır ve çapı 25 ila 30 milimetre arasındadır; hızlar açısından ise bu yöntemlerin konvansiyonel yöntemlere göre beş ila on kat daha yüksek kesme hızlarıyla işleme yapabildiğini vurgulamak gerekir.
Bu tür işlemelerde kesme derinliği ve kesme hızı ile ilerleme hızı, işlenecek parçalara (şekil, malzeme vb.) bağlıdır.
Yüksek hızlı CNC'nin uygulama alanları
İşlenecek malzemenin türü metal işlemede çok önemli bir rol oynar. Alüminyum bir parçayı işlemek ile çelik veya titanyum bir parçayı işlemek aynı şey değildir; malzemenin sertliği ve işlenecek parçanın boyutları da etkilidir. Ancak yüksek hızlı CNC'nin en büyük avantajlarından biri her türlü parçanın işlenmesine olanak tanımasıdır. Bu işlemeyi yapabilen makinelerin çok yönlülüğü, farklı sektörlerde kullanılmalarını sağlamıştır.
Metal işlemenin yanı sıra yüksek hızlı CNC havacılık ve uzay sektöründe ve kalıp imalatında da kullanılır. Her iki sektörde de titanyum, paslanmaz çelik ve alüminyum gibi çok dayanıklı metaller işlenir. Örneğin kalıp imalatında bu parçaların büyük hacimlerde üretilmesi, yani büyük miktarlarda seri imalat yapılması gerektiğini hatırlayalım. Bu nedenle yüksek hızda işleme yapmak son derece tavsiye edilir.
Yüksek hızlı işlemenin avantajları
Yüksek hızlı CNC metal işleme sektörüne pek çok avantaj sağlar. Her şeyden önce, düşük kesme hızında büyük derinlikle çalışan makinelerin (konvansiyonel talaşlı imalatta yaygın olan) yerini, yüksek hızda daha az derinlikle çalışan makinelere bırakır; bu da kaldırılan talaş miktarını artırır. Kesme hızının yüksek olması kesme kuvvetlerini ve talaşların boyutunu da azaltır.
Kesme kuvvetlerinin azalması sayesinde 0,2 milimetreden başlayan çok ince et kalınlıklarının işlenmesi mümkün olur. Ayrıca bu işleme yöntemi konturda çok daha yüksek hassasiyet sağlar ve parçanın yüzey kalitesini iyileştirir. Yüksek hızlı CNC, işlem sırasında oluşan ısının neredeyse tamamının talaşlarla birlikte uzaklaştırılmasını sağlar; ayrıca talaş ile kesici takım arasındaki sürtünme katsayısını düşürür.
Bu tekniğin bir diğer avantajı da çok sert çeliklerin işlenebilmesi ve kesici takım ömrünün uzamasıdır. Son olarak, daha önce de belirttiğimiz gibi üretim süreleri kısalır, bu da teslim sürelerini en aza indirir; operatörlerin sürekli başında bulunması gerekmez ve bu da üretim maliyetlerinin düşmesine katkı sağlar.
Yüksek hızlı işleme makinesi nasıl olmalı?
Yüksek hızlı CNC işlemenin tüm avantajlarından yararlanabilmek için makinenin ve takımlarının bir dizi gereksinimi karşılaması gerekir. Ekipman, gereken hızlara ve elde edilmek istenen profile yanıt verebilmelidir. Öte yandan cihaza entegre CNC, kesici takım yörüngelerinin nasıl değişeceğini önceden hesaplayabilmelidir; örneğin delme ile tornalama arasında çok hızlı geçiş yapabilmeli ya da parçayı istenen açıya göre döndürebilmelidir.
İş mili kafasındaki takımlar aşınmaya karşı çok dayanıklı ve uygulanan işlemlere uygun olmalıdır. Son olarak, yüksek hızlı işlemenin başarılı olması için bu tür işlemelere uygun tasarım ve stratejiler oluşturabilen CAM ve CAD yazılımlarının kullanılması şarttır.