KORLOY

Конкурентоспособность режущих инструментов KORLOY, основанная на твердосплавных материалах, покрытиях, стружколомах и технологиях прецизионного проектирования

Плод 60-летнего технологического опыта: Источник конкурентоспособности продукции KORLOY

Режущие инструменты могут казаться самыми мелкими элементами производственного процесса, однако именно они являются ключевой технологией, определяющей производительность, качество, себестоимость и стабильность обработки. Даже при использовании одного и того же оборудования и материала время обработки, качество изделий, срок службы инструмента и уровень брака могут значительно различаться в зависимости от выбранного режущего инструмента. Именно поэтому режущие инструменты сегодня рассматриваются не как обычные расходные материалы, а как один из важнейших факторов конкурентоспособности производства.

Отмечая 60-летний юбилей, KORLOY (CEO Junghyun Yim) с самого начала поставила развитие технологий режущего инструмента в центр своей стратегии инноваций. На протяжении последних 60 лет компания неизменно придерживается четкой технологической цели — разрабатывать решения, которые повышают производительность клиентов, улучшают качество продукции и снижают производственные затраты. Иными словами, создание продукции, приносящей клиентам новую ценность, всегда было отправной точкой технологического развития KORLOY.

История технологий, начавшаяся с локализации производства

История технологического развития KORLOY началась с локализации производства твердосплавных режущих инструментов. На начальном этапе компания использовала базовые технологии ведущих зарубежных производителей, однако после создания собственного исследовательского центра перешла к разработке собственных технологий. С тех пор KORLOY последовательно освоила ключевые технологии производства режущих инструментов, включая твердосплавные материалы, покрытия CVD и PVD, стружколомы, проектирование пресс-форм и технологии высокоточного серийного производства, сформировав собственную линейку продукции.

Благодаря этому KORLOY доказала возможность успешной замены импортных режущих инструментов на внутреннем рынке Кореи и превратилась в международный бренд, признанный за высокое качество своей продукции. Компания также расширяет применение собственных инструментов в обработке труднообрабатываемых материалов для авиационной, оборонной и энергетической промышленности.

Важными этапами технологического развития стали несколько знаковых продуктов. Сплав A30, широко известная на мировом рынке ISO-фрезерования, продемонстрировала способность компании успешно освоить передовые технологии и наладить стабильное массовое производство. AK стружколом, совершивший прорыв в управлении стружкой и качестве поверхности при обработке цветных металлов, стал первым продуктом KORLOY, удостоенным престижной премии IR52 имени Чан Ён Силя. Инструмент Alpha Mill для обработки под прямым углом стал третьей подобной разработкой в мире и сыграл важную роль в развитии экспортного бизнеса компании. Двухрежущий MGT Grooving Tool, ставший пятой подобной разработкой в мире, занял первое место по объёму продаж на китайском рынке.

Кроме того, сплав PC9030 и PC5300, разработанные на основе собственных технологий PVD-покрытия и твердосплавной основы, стали ключевыми источниками дохода компании. Серия Rich Mill является ярким примером собственных разработок KORLOY в области проектирования и производства. Сменный сверлильный инструмент KING Drill признан одним из самых популярных продуктов на зарубежных рынках благодаря отличному соотношению цены и качества, а Super сплав и Super концевые фрезы считаются важными достижениями в локализации инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов авиационных двигателей.

Сплавы Super(SNC805/SPC810) считаются продукцией, внесшей вклад в локализацию инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов, используемых при производстве авиационных двигателей.

Стремление к технологической независимости: технологии покрытий CVD и PVD

Развитие технологий нанесения покрытий стало одним из важнейших этапов в истории KORLOY. На начальном этапе компания не обладала собственными технологиями CVD-покрытий. Инженеры проходили обучение у японского партнёра Sumitomo в условиях строгих ограничений. Несмотря на высокий уровень конфиденциальности, они настойчиво изучали и анализировали технологические процессы, что впоследствии позволило создать собственные технологии CVD-покрытий и производства.

Разработка собственного тонкоплёночного покрытия TiCN для фрезерования также сопровождалась многочисленными трудностями. Повторяющиеся дефекты на границе раздела и некачественное формирование покрытия приводили к десяткам неудачных испытаний. Лишь после полной переработки состава подложки и рецептуры покрытия был достигнут успех, результатом которого стала коммерциализация марки NCM25P, внесшей значительный вклад в рост продаж.

Разработка технологий PVD также стала непрерывной чередой испытаний. При отсутствии промышленного оборудования KORLOY организовала совместные исследования с университетами и первой в Корее самостоятельно разработала и изготовила промышленную установку PVD на основе HCD-плазмы. Несмотря на первоначальные проблемы с эксплуатацией оборудования, последовательная модернизация ключевых компонентов позволила компании полностью освоить управление технологическим процессом.

Позднее компания внедрила одну из самых современных импортных установок для нанесения покрытий. Однако постоянное отслаивание покрытия препятствовало серийному производству. После нескольких недель испытаний было установлено, что причиной являлось простое загрязнение на этапе предварительной обработки. Устранение этой проблемы позволило успешно разработать покрытие PC9030, ставшее важным этапом развития линейки PVD-продукции. Сегодня технологии покрытий KORLOY являются результатом многолетнего упорства, непрерывных исследований и инноваций.

Линейка токарных инструментов с CVD-покрытием, включая серию NC3200, в сочетании с различными стружколомами широко применяется при производстве автомобильных компонентов и механической обработке деталей. Во фрезерной линейке PVD ключевыми решениями являются сплав PC5300, а также фрезы Rich Mill, Alpha Mill и HFM(D), широко используемые в инструментальной, авиационной, энергетической и оборонной промышленности.

Среди сверлильных инструментов со сменными пластинами наиболее известны KING Drill и TPDB Plus. KING Drill высоко ценится за высокую жёсткость крепления при высокопроизводительной обработке, а TPDB Plus обеспечивает превосходное сочетание производительности и экономичности.

Кроме того, TP4P — это тангенциальная фреза для обработки под углом 90°, обеспечивающая стабильную работу даже в нестабильных условиях обработки и вызывающая всё больший интерес со стороны заказчиков.

Сверла со сменными пластинами KORLOY: KING Drill, TPDB Plus и TPDC Plus

Три основы, определяющие производительность инструмента

Производительность режущего инструмента не определяется одной технологией. KORLOY выделяет три ключевых фактора, влияющих на производительность и надежность инструмента: прочность основы, адгезию и износостойкость покрытия, а также точность геометрии. Комплексная оптимизация этих трёх технологических элементов является основой разработки высокопроизводительных режущих инструментов.

Для этого KORLOY уделяет особое внимание укреплению базовой конкурентоспособности твердосплавных материалов. Компания самостоятельно развивает технологии материалов — от проектирования сплавов, обеспечивающих максимальную износостойкость и прочность, до управления процессом спекания для получения идеальной микроструктуры.

KORLOY также обладает дифференцированной конкурентоспособностью в области технологий обработки поверхности. PVD-покрытия подавляют распространение трещин за счет управления наномногослойной структурой, одновременно повышая устойчивость к отслаиванию и твердость при высоких температурах. CVD-покрытия обеспечивают превосходную износостойкость и длительный срок службы инструмента благодаря применению технологий контроля текстуры альфа-оксида алюминия (α-Al₂O₃) нового поколения и MT-Ti(CN). Кроме того, технология алмазного покрытия KORLOY обеспечивает сверхточное качество обработки на основе технологий управления NCD и MCD, специализированных для обработки диоксида циркония и углепластиков (CFRP).

Кроме того, KORLOY разрабатывает индивидуальные геометрии, оптимизированные под обрабатываемые материалы и условия обработки, используя накопленную базу данных проектирования стружколомов и технологии FEM-моделирования. Это позволяет идеально контролировать образование стружки и обеспечивать стабильные условия обработки, способствуя повышению производительности клиентов.

В дальнейшем KORLOY продолжит концентрировать свои усилия на разработке режущих инструментов с исключительно высокой производительностью и надежностью за счет интегрированных исследований в области материалов, покрытий и геометрии.

(Слева) CVD-пластины KORLOY, созданные благодаря собственным технологиям нанесения покрытий и производства.

(Справа) PVD-пластины KORLOY — результат непрерывных испытаний, ошибок и настойчивого стремления к совершенству..

Меняющиеся отрасли и новые направления разработки инструментов

В последнее время наиболее значительными изменениями в отрасли режущего инструмента стали изменения в обрабатываемых материалах и производственной среде. В связи с широким распространением электромобилей, а также ростом авиационной и оборонной промышленности спрос на обработку традиционных материалов, таких как сталь и чугун, постепенно снижается. В то же время стремительно растет потребность в обработке высокотехнологичных труднообрабатываемых материалов с высокой добавленной стоимостью, включая титан, инконель, алюминиевые сплавы и композиты на основе углеродного волокна (CFRP).

Расширение авиационной и оборонной промышленности оказывает непосредственное влияние на направления разработки режущего инструмента. Для обеспечения стабильной обработки чрезвычайно труднообрабатываемых материалов, таких как титан, инкоель и композиционные материалы, ускоряется разработка специальных сверхтвёрдых и высокопрочных твёрдосплавных основ, современных тонкоплёночных покрытий и оптимизированной геометрии режущей части инструмента. Кроме того, в связи с необходимостью высокоточной обработки крупных монолитных конструкций и деталей сложной формы для авиационной промышленности растёт спрос на инструменты со специальной геометрией стружколома, подавляющей микровибрации, а также на инструменты с системой подачи СОЖ под высоким давлением. Также растёт спрос на специальные стружколомы, подавляющие микровибрации, и инструменты с подачей СОЖ под высоким давлением, необходимые для высокоточной обработки крупных цельных конструкций и авиационных деталей сложной формы.

Распространение электромобилей также меняет рынок. По мере сокращения количества компонентов двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий снижается спрос на обработку железосодержащих материалов. В то же время растёт потребность в обработке алюминиевых сплавов и CFRP для облегчения автомобилей. Ожидается также рост спроса на инструменты для обработки специализированных компонентов электромобилей, таких как корпуса электродвигателей и шестерни редукторов.

В то же время риски в цепочке поставок сырья становятся важным фактором для индустрии режущих инструментов. В ответ на рост цен и возможные экспортные ограничения на редкие металлы, такие как карбид вольфрама (WC) и кобальт (Co), всё большее значение приобретают разработка альтернативных сплавов, керметов нового поколения, уменьшенных пластин, переход от цельных инструментов к индексируемым решениям и разработка многогранных пластин. Переработка использованных инструментов и производство с циклическим использованием ресурсов также станут важными задачами будущего.

Для своевременного реагирования на эти изменения рынка KORLOY сосредоточил свои научно-исследовательские и опытно-конструкторские ресурсы на разработке технологий обработки труднообрабатываемых материалов нового поколения. В частности, компания уделяет особое внимание созданию сверхпрочных и сверхтвёрдых твёрдосплавных основ нового поколения на базе новых сплавов, предназначенных для обработки таких труднообрабатываемых материалов, как титан и инконель, широко применяемых в авиационной и оборонной промышленности. Стратегия компании направлена на обеспечение стабильного срока службы инструмента и высокой эффективности обработки даже в условиях экстремально высоких температур резания и интенсивного износа, характерных для обработки труднообрабатываемых материалов.

Кроме того, активно ведётся разработка собственных технологий CVD- и PVD-покрытий нового поколения с использованием технологий управления структурой и составом материалов на нанометровом уровне. Эти передовые покрытия одновременно повышают жаростойкость и износостойкость инструмента при высоких температурах, а также обеспечивают превосходные антифрикционные свойства. Благодаря этому они позволяют эффективно снижать трение и контролировать тепловыделение, возникающие при обработке труднообрабатываемых материалов.

Одновременно компания совершенствует технологии подачи СОЖ под высоким давлением и проектирования специальных геометрий сменных пластин для решения проблем дробления и отвода стружки, которые часто возникают при обработке труднообрабатываемых материалов. Применение специализированных стружколомов и оптимизированной геометрии режущей кромки, разработанных с учётом свойств конкретных материалов, позволяет значительно повысить эффективность контроля стружкообразования и стабильность процесса обработки. Ожидается, что эти решения будут способствовать повышению производительности заказчиков и общей эффективности производственных процессов.

(Слева) Пластина CVD KORLOY (серия NC3200), (Справа) Пластина PVD KORLOY (PC6100)

Цифровые технологии и ИИ меняют скорость разработки режущего инструмента

Компания KORLOY активно использует технологии моделирования и анализа данных в процессе разработки продукции. На этапе проектирования геометрии инструмента с помощью CAE-моделирования заранее выполняется проверка таких параметров, как силы резания, распределение напряжений и температуры, поведение при эвакуации стружки, вибрации и характеристики потока. Это позволяет повысить качество конструкции ещё до изготовления опытного образца и значительно сократить количество доработок и ошибок в процессе разработки.

В области разработки инструментальных материалов и технологий нанесения покрытий анализируются данные о режимах спекания, характеристиках микроструктуры и параметрах процессов нанесения покрытия, что позволяет минимизировать разброс качества и определить оптимальные технологические условия. Кроме того, результаты испытаний режущего инструмента систематизируются и используются для создания базы данных, предназначенной для управления геометрией инструмента и обрабатываемыми материалами, оптимизации условий испытаний, а также повышения достоверности и надежности результатов оценки.

В будущем KORLOY планирует расширить применение этих технологий на прогнозирование срока службы инструмента на основе ИИ и рекомендации оптимальных условий обработки. На производственных участках, где используются режущие инструменты, интеллектуальные держатели со встроенными датчиками могут в реальном времени собирать и анализировать данные о вибрации, температуре и нагрузке обработки. Это позволяет ИИ диагностировать износ инструмента и заранее прогнозировать поломки, снижая риск непредвиденных простоев оборудования и повышая стабильность беспилотной обработки.

ИИ также обладает большим потенциалом на этапе НИОКР. Проведение многочисленных симуляций в виртуальной среде для проверки основ, тонких плёнок и конструкций продукции позволяет сократить сроки разработки. Также ожидается, что ИИ будет полезен при анализе патентов на предшествующие технологии и технических данных, помогая не только экономить время, но и генерировать творческие идеи.

KORLOY активно использует технологии моделирования и анализа данных на всех этапах разработки продукции. На этапе проектирования геометрии инструмента конструкции проходят проверку с помощью CAE-моделирования.

Исследования и разработки начинаются с голоса клиента

Научно-исследовательский центр KORLOY заявил: «Самым важным принципом разработки продукции KORLOY является наша концепция качества Market-in: начинать с голоса клиента, подтверждать решения данными, воспроизводящими реальные условия обработки, и в конечном итоге создавать ценность для клиента.»

Разработка новой продукции начинается с базового этапа исследований, на котором собираются требования заказчиков и формулируются задачи, требующие решения. Полученные требования и выявленные проблемы преобразуются в конкретные методики испытаний, которые могут быть воспроизведены во внутренней лаборатории оценки эксплуатационных характеристик компании. На заключительном этапе разработки именно по этим методикам проводится строгая проверка того, насколько успешно были устранены исходные проблемы. Таким образом, требования заказчика служат основным критерием, определяющим весь процесс разработки — от постановки задачи до окончательного утверждения готового продукта.

Не менее важным является сотрудничество между исследовательским центром, отделами продаж и технической поддержки. На начальном этапе разработки специалисты по продажам и технической поддержке собирают требования клиентов. Перед официальным выводом продукции на рынок проводятся клиентские испытания новых изделий. На этапе вывода на рынок техническая поддержка совместно с отделом продаж обеспечивает сопровождение клиентов и продвижение продукции. Этот процесс сотрудничества охватывает весь путь — от планирования продукта до его успешного выхода на рынок.

При выборе проектов НИОКР KORLOY считает вероятность успешной реализации наиболее важным критерием. Проекты с высокой вероятностью успеха не только обеспечивают клиентам уникальную ценность и конкурентные преимущества, но и напрямую способствуют прибыльности компании и её будущему росту. Наряду с этим важными критериями являются оперативное реагирование на продуктовые линейки с низкой конкурентоспособностью по соотношению цена–качество, разработка продукции для стратегических отраслей и укрепление ассортимента для перспективных отраслей роста.

Уникальная система технологического управления KORLOY

Генеральный директор KORLOY Им Чон Хён отметил:
«Технологический менеджмент — это непрерывные инвестиции в исследования и разработки (R&D), позволяющие выводить на рынок уникальную продукцию, отличающуюся от предложений конкурентов. Его основная цель — предоставлять клиентам инновационные продукты и услуги, а также расширять присутствие компании в высокотехнологичных и высокодоходных отраслях».

На протяжении 60 лет KORLOY последовательно накапливала компетенции в области твердосплавных материалов, покрытий, стружколомов, прецизионного проектирования и технологий массового производства. Сегодня эти технологии распространяются на новые направления, включая обработку труднообрабатываемых материалов, сверхточную обработку, технологии, основанные на данных, искусственный интеллект и экологически устойчивое производство.

Генеральный директор Им Чон Хён подчеркнул:
«Создание режущего инструмента — это, прежде всего, понимание производственного процесса заказчика. Повышение производительности, обеспечение стабильного качества обработки и снижение себестоимости продукции — именно в этом заключается ценность продукции и технологий KORLOY, и именно это останется ключевым принципом нашего технологического менеджмента в будущем».