Zespół:

dr hab. inż. Kazimierz Zaleski - kierownik zespołu
mgr inż. Jakub Matuszak

Istota wynalazku

We wszystkich procesach obróbki skrawaniem w momencie wyjścia narzędzia ze strefy skrawania powstaje niepożądane zjawisko formowania się zadziorów w postaci odkształconego plastycznie materiału na krawędziach przedmiotów wytwarzanych w czasie obróbki. Obróbka krawędzi wytwarzanych elementów jest konieczna z wielu powodów. Usunięcie zadziorów ułatwia, a często w ogóle umożliwia prawidłowe wykonanie operacji obróbkowych, montażowych oraz kontrolnych. Dodatkowo aby zapewnić prawidłowe działanie części w złożeniu, krawędzie powinny charakteryzować się określonym, zdefiniowanym stanem wykonania (zaokrąglona, stępiona, sfazowana). Usuwanie zadziorów, oprócz aspektów związanych z dokładnością i jakością, istotne jest także ze względów bezpieczeństwa użytkowania wyrobów (skaleczenia, zadrapania).Wynalazki dotyczą szczotki walcowej (P.394989. Szczotka walcowa do zadziorów) oraz szczotki czołowej (P.398956. Szczotka czołowa do zadziorów) do usuwania zadziorów. Szczotka zbudowana jest z trzpienia, służącego do zamocowania we wrzecionie maszyny technologicznej, korpusu oraz części roboczej w postaci włókien rozmieszczonych na powierzchni walcowej {P.394989. Szczotka walcowa do zadziorów) lub czołowej (P.398956. Szczotka czołowa do zadziorów). Konstrukcja narzędzia dzięki oryginalnemu rozwiązaniu zapewnia jednocześnie możliwość usuwania zadziorów oraz wygładzania krawędzi, dzięki zastosowaniu odmiennych włókien, których część uderzając z większą energią, powoduje usunięcie zadziorów, zaś włókna części wygładzającej powodują zmniejszenie mikronierówności ukształtowanych przez włókna usuwające i wygładzenie powierzchni przedmiotów obrabianych w obszarach przylegających do zadziorów. Rozwiązanie to dodatkowo rozszerza też możliwość stosowania jednej szczotki do materiałów charakteryzujących się zupełnie odmiennymi właściwościami.

Korzyści z zastosowania wynalazku

W literaturze spotkać można wyniki analiz kosztów związanych z występowaniem i usuwaniem zadziorów, na które wpływ mają takie czynniki jak: zaangażowanie dodatkowych zasobów ludzkich, czas związany z procesem usuwania zadziorów, wydzielenie gniazda w zakładzie produkcyjnym na dodatkową operację technologiczną, wadliwe egzemplarze, których wymiary nie mieszczą się w przedziale dopuszczalnej tolerancji, a także uszkodzenie finalnych wyrobów. Łączne koszty, związane z procesem usuwania zadziorów mogą wzrosnąć nawet do 30% kosztów wytwarzania. Większość operacji związanych z usuwaniem zadziorów jest przeprowadzana w sposób ręczny na stanowiskach ślusarskich. Z uwagi na fakt, że ręczne usuwanie zadziorów jest kosztowne i stanowi barierę w automatyzacji procesu wytwarzania, celowe jest zastosowanie obróbki szczotkowaniem w ujęciu maszynowym. Zautomatyzowanie procesu usuwania zadziorów, za pomocą szczotki o innowacyjnej konstrukcji pozwoli skrócić czas obróbki krawędzi przedmiotów wytwarzanych poprzez obróbkę skrawaniem.

Potencjał komercjalizacyjny

Jak wynika z konsultacji z sektorem przemysłu lotniczego, usuwanie zadziorów wiąże się z takimi czynnikami jak: zaangażowanie dodatkowych zasobów ludzkich, czas związany z procesem usuwania zadziorów, wydzielenie gniazda w zakładzie produkcyjnym na dodatkową operację technologiczną, wadliwe egzemplarze, których wymiary nie mieszczą się w przedziale dopuszczalnej tolerancji, a także uszkodzenie finalnych wyrobów. Obróbka krawędzi w większości przypadków jest kosztownym, żmudnym, ręcznym procesem, dlatego opracowanie metody usuwania zadziorów na obrabiarkach sterowanych numerycznie za pomocą wirujących szczotek o ostrzach sprężystych, poprzez planowanie ścieżki narzędzia jest alternatywnym sposobem dla dotychczas stosowanych metod. Zautomatyzowanie procesu usuwania zadziorów, za pomocą szczotki o innowacyjnej konstrukcji pozwoli skrócić czas obróbki krawędzi przedmiotów wytwarzanych poprzez obróbkę skrawaniem.