Wiercenie termiczne
Wiercenie termiczne – metoda obróbki, polegająca na wykonywaniu otworów o przekroju kołowym, w której są one wypychane z metalu obrabianego za pomocą specjalnego wiertła o stożkowym kształcie. W wyniku podniesienia temperatury materiału oraz osiowego nacisku wiertła pod wpływem sił tarcia następuje uformowanie otworu w kształcie tulejki.
Nazwy tego narzędzia to wiertło termiczne, termoformujące lub termowiertło, zaś proces nazywany jest wierceniem bezwiórowym, tarciowym, tarciowym z przemieszaniem lub termowierceniem[1].
Metoda ta jest alternatywą dla nitonakrętek, nakrętek spawanych, nakrętek zgrzewanych oraz tłoczonych.
Historia edytuj
W 1923 roku Francuz Jean Claude de Valière próbował stworzyć narzędzie, które mogłoby służyć do wykonywania otworów w metalu za pomocą siły tarcia, zamiast używanej powszechnie obróbki skrawaniem. Ze względu na brak odpowiednich stopów metali zdolnych wytrzymać zarówno dużą siłę nacisku, jak i temperaturę, odniósł tylko częściowy sukces. Co więcej, nie był w stanie uzyskać odpowiedniego kształtu dla tego rodzaju narzędzi.
Zasada działania edytuj
W procesie wiercenia termicznego używa się stożkowatego wiertła wykonanego z bardzo odpornego materiału na wysokie temperatury, takiego jak węglik spiekany. Ostrze wiertła jest dociskane do obrabianego materiału zarówno z dużą siłą obrotową, jak i dużym naciskiem, które powodują powstawanie wysokiej temperatury pod wpływem tarcia. Wytworzone ciepło uplastycznia w obrębie wiertła metalową powierzchnię, przez co może ono z łatwością przebić się przez nią. Wymagane jest użycie specjalnych smarów, aby zapobiec przywieraniu obrabianego metalu do wiertła. W przeciwieństwie do konwencjonalnego wiercenia, obrabiany metal nie jest tracony w postaci wiórów, ale tworzy dodatkową tuleję wokół otworu, która może być nawet trzy razy większa od pierwotnej grubości tego materiału i pozwala na wykonanie dłuższego gwintu.
Zastosowanie edytuj
Wiercenie tarciowe jest powszechnie stosowane w procesie produkcji ram rowerowych, wymienników ciepła oraz do wytwarzania otworów w pierścieniach łożysk.
Zalety edytuj
- bardzo szybka metoda (od 2 do 6 sekund)[2],
- zmiana kształtu materiału w obrębie otworu pozwala na wykonanie dłuższych gwintów, co umożliwia wykonanie trwalszych połączeń w obrabianych częściach metalowych o mniejszej grubości,
- niższe koszta wykonania otworu od nitonakrętek,
- wysoka trwałość wierteł,
- brak korozji elektrochemicznej,
- brak utraty obrabianego materiału dzięki tzw. obróbce bezwiórowej[1],
- nadaje się do niemal wszystkich rodzajów metalu jak stal nierdzewna, aluminium, miedź i jej stopy (np. mosiądz lub brąz)[3],
- wygniatanie plastyczne gwintu za pomocą specjalnego gwintownika w tylko jednym przejściu narzędzia.
Wady edytuj
- Nie nadaje się do grubych blach, ponieważ płynny metal musi mieć miejsce do przepłynięcia. Maksymalna grubość wynosi zazwyczaj około połowy średnicy otworu, ale jest zależna także od jego kształtu i materiału, z którego wykonano wiertło. Producenci podają szczegółowe wytyczne[4],
- obrabiany materiał musi być w stanie wytrzymać duże temperatury, stąd metoda ta nie nadaje się do pomalowanych metali, a także pokrytych warstwą cynku lub ocynkowanych[3],
- wymaga większej mocy i prędkości obrotowej silnika niż konwencjonalne wiertarki.
Przypisy edytuj
- ↑ a b Aleksander Lisiecki i inni, Technologia flowdrill wiercenia i gwintowania bezwiórowego, „STAL Metale & Nowe Technologie wydanie nr 05-06/2018”, czerwiec 2018, s. 27-32 [dostęp 2021-03-14].
- ↑ Electrohydraulic Controls Boost Thermal Drilling [online], www.machinedesign.com, 23 października 2008 [dostęp 2021-03-14].
- ↑ a b Materials - The Process - Flow Punch Tools - Technics - Centerdrill GmbH [online], web.archive.org, 11 maja 2013 [dostęp 2021-03-14] [zarchiwizowane z adresu 2013-05-11].
- ↑ Max. Wall Thickness - Processparameters - Flow Punch Tools - Technics - Centerdrill GmbH [online], web.archive.org, 11 maja 2013 [dostęp 2021-03-14] [zarchiwizowane z adresu 2013-05-11].