Skrawanie kriogeniczne jest procesem kształtowania ubytkowego, w którym stosowane jest chłodzenie strefy skrawania przy zastosowaniu medium o temperaturze niższej niż -150ﾟC. Medium chłodzącym w kriogenicznej obróbce skrawaniem jest najczęściej ciekły azot (LN2). Skrawanie kriogeniczne stosowane jest głównie w odniesieniu do następujących sposobów skrawania: toczenie, frezowanie, wiercenie.
Skrawanie kriogeniczne
ang.
Cryogenic machining
Typ technologii
Faza rozwoju
Poziom innowacyjności
Skala produkcji
jednostkowa, seryjna
Poziom gotowości technologicznej TRL
Opis technologii
Cel stosowania
efektywne i wydajne skrawanie (np. toczenie, wiercenie, frezowanie) materiałów trudnoskrawalnych (głównie stopów tytanu i stopów niklu)
Wykorzystanie w przemyśle
wszystkie gałęzie przemysłu, głównie motoryzacyjny, lotniczy, biomedyczny
Technologie alternatywne
- skrawanie konwencjonalne
Wizualizacja działania
Zalety
- możliwość obniżenia temperatury skrawania materiałów trudnoskrawalnych (w porównaniu do konwencjonalnego skrawania)
- możliwość zmniejszenia intensywności zużycia i wzrostu trwałości ostrza podczas obróbki materiałów trudnoskrawalnych (w porównaniu do konwencjonalnego skrawania)
- możliwość obniżenia wartości parametrów chropowatości powierzchni obrobionej materiałów trudnoskrawalnych (w porównaniu do konwencjonalnego skrawania)
- eliminacja z procesu obróbkowego szkodliwych dla środowiska i człowieka konwencjonalnych cieczy obróbkowych
- obojętność medium chłodzącego dla środowiska
Wady
- znaczne wymagania dotyczące kwalifikacji kadry (doświadczenie w obróbce skrawaniem)
- znaczne nakłady inwestycyjne (dotyczące zakupu ciekłego azotu i podawania do strefy skrawania/ modyfikacja konstrukcji obrabiarki)
Typy materiałów obrabianych
- stopy tytanu
- żarowytrzymałe stopy niklu
- żarowytrzymałe stopy kobaltu
Przykładowe produkty
- turbinowe łopatki lotnicze
- narzędzia chirurgiczne
- frezy
- wiertła
- tokarki
- wałki do młynów
Wdrażanie technologii
Potrzebne zasoby
- centrum tokarskie/frezarskie
- narzędzia skrawające
- oprzyrządowanie
- ciekły azot
Wymagane kompetencje
- szkolenie w zakresie obróbki skrawaniem
- duże doświadczenie praktyczne w obróbce skrawaniem
- szkolenie w zakresie programowania obrabiarek CNC
Aspekty środowiskowe
Zużycie wody
Zużycie energii
Wytwarzane odpady
Ocena ekspercka
Ośrodki rozwoju
- Politechnika Poznańska
- Politechnika Opolska
Uwarunkowania prawne
- brak