Ultrasoon ondersteund trekschillen van walsdraad (UADP)

Trekschillen van walsdraad verbetert de oppervlaktekwaliteit aanzienlijk door materiaal van de buitenomtrek af te schillen. Het is een algemeen bekend alternatief voor roterend schillen, zandstralen of slijpen. Bij ultrasoon ondersteund trekschillen wordt een hoogfrequente trilling van het schilgereedschap gebruikt. De snelle beweging van het schilgereedschap in de lengterichting vermindert de trekkrachten en verbetert de oppervlaktekwaliteit van het materiaal.

Wat is trekschillen?

Een superieure oppervlaktekwaliteit met een zeer lage oppervlakteruwheid is het hoofddoel van het trekschilproces. Na het trekschillen heeft de walsdraad een homogenere materiaalstructuur en een hogere materiaalzuiverheid. Trekschillen verwijdert oppervlaktegebreken, zoals oxidatie, ratelsporen, walsgroeven, walshuidlittekens, dubbele huidlagen, overlappingen, insluitsels en ontkoolde randlagen van ferrometalen zoals staal of ijzermaterialen. Een belangrijke toepassing van trekschillen is het verwijderen van walshuid en oppervlakteroest van walsdraad van ferrometalen. Bij non-ferrometalen, zoals koper, kan trekschillen nodig zijn om verharde oppervlaktelagen na het walsen of trekken te verwijderen. Het trekschilproces kan in één stap tussen 0,01mm en 0,25mm materiaal van het oppervlak van de walsdraad verwijderen. Trekschillen staat ook bekend als schaven, scalperen of schaven met een achterliggende matrijs.

Trekschillen versus roterend schillen

Voor walsdraad, profielen of buizen met een diameter van minder dan 25mm heeft trekschillen grote voordelen ten opzichte van roterend schillen. Roterend schillen van walsdraad beperkt de productiesnelheid en kan bij dunne walsdraad oppervlakken met een golf- of spiraalstructuur veroorzaken. Het snijgereedschap voor trekschillen schaaft evenwijdig aan de aanvoerrichting. Dit leidt tot een superieure oppervlaktetopografie in de lengterichting van de walsdraad en een langere levensduur van het trekschilgereedschap. Over het algemeen zijn de kosten van trekschilgereedschappen lager dan die van systemen voor roterend schillen.

Wat is het voordeel van ultrasoon ondersteund trekschillen (UADP)?

Trekschillen van walsdraad vereist vermogen om wrijving te overwinnen en het materiaal te snijden. In een conventionele trekschilopstelling wordt dit vermogen uitsluitend geleverd door de roterende trektrommel. De trekkracht op de walsdraad neemt toe naarmate de lijnsnelheid, de draaddiameter en de dikte van de afgeschilde laag toenemen. Treksterkte en vloeigrens zijn vooral bij dunnere walsdraad kritische factoren, omdat de verhouding tussen de omtrek en het dwarsdoorsnedeoppervlak bij kleinere diameters groter is. Dit beperkt de lijnsnelheid van het trekschillen of maakt conventioneel trekschillen onmogelijk vanwege het hoge risico op breuken.
Bij ultrasoon ondersteund trekschillen wordt een hoogfrequente trilling in de lengterichting van het snijgereedschap met scherpe snijkant gebruikt. De typische trillingsfrequentie is 20kHz; de verplaatsing van de schilrand kan tot 100 micron (pk-pk) bedragen. Hoe hoger de verhouding tussen de trillingssnelheid van het schilgereedschap en de snelheid van de walsdraad, hoe lager de trekkracht op de draad kan zijn. Daarom maakt ultrasoon aangedreven trekschillen bij elke gegeven treksterktegrens hogere lijnsnelheden bij het trekschillen of meer materiaalafname in één schilstap mogelijk. Door de vermindering van de trekkracht is ultrasoon aangedreven trekschillen het gunstigst voor kleine materiaaldiameters en voor holle strengen, zoals buizen.
Walsdraad is gevoelig voor ratelsporen en ‘fracties’ bij het starten en stoppen van de aandrijving van de trektrommel. Dit is problematischer bij zachte of zeer elastische materialen en kleine dwarsdoorsneden. Het ultrasoon trillende schilgereedschap beweegt 20.000 keer per seconde heen en weer. Deze continue beweging van de schilmatrijs vermindert de trekspanning en voorkomt ratelsporen en golvingen op het oppervlak van de walsdraad.

Hoe sterker de ultrasone trilling de rand van het snijgereedschap in het materiaal duwt, hoe lager de trekspanning in de walsdraad kan zijn. Dit leidt tot aanzienlijke verminderingen van de trekspanning tot 50%, afhankelijk van het materiaal en de afmetingen. Over het algemeen biedt de vermindering van de trekspanning de mogelijkheid om de lijnsnelheid te verhogen. De snelheid van de walsdraad moet echter ten minste 20% lager zijn dan de trillingssnelheid van het gereedschap.