03. října 2026 10:04

Obrábění keramikou – jiný způsob uvažování

Proč mnoho zkoušek obrábění keramickými destičkami selže dříve, než vůbec pořádně začne
Pro většinu obráběčů existuje jedno pravidlo, které se během jejich profesní kariéry opakovaně potvrzovalo:
Když si nejste jistí, zpomalte.
Řezná hrana se opotřebovává příliš rychle? Snižte řeznou rychlost.
Proces je nestabilní? Snižte řeznou rychlost.
Destička začíná vykazovat známky poškození? Snižte řeznou rychlost.
Při obrábění slinutým karbidem je tento instinkt často správný.
Pak ale přijde první zkouška s keramickou destičkou.
Aplikační technik navštíví zákazníka, aby zavedl keramické nástroje pro hrubovací operaci.

Doporučení je jasné:
„Zvyšte řeznou rychlost z 250 m/min na 900 m/min.“
Operátor se podívá na stroj.
Potom na destičku.
A znovu na aplikačního technika.
„Chcete, abych obráběl téměř čtyřikrát rychleji?“
Takové doporučení se zdá být v rozporu se zkušenostmi.
Vše, co se člověk během let obrábění slinutým karbidem naučil, říká, že vyšší rychlost znamená více tepla,
větší opotřebení a vyšší riziko.
Operátor proto udělá to, co se zdá být rozumné.
Místo 900 m/min začne stroj pracovat při 400 m/min.

Výsledek?
Nízká životnost nástroje.
Neočekávané opotřebení.
Neuspokojivá produktivita.

A závěr často zní:
„Keramika u nás nefunguje.“
Ve skutečnosti keramická destička nikdy nedostala příležitost pracovat tak, jak bylo zamýšleno.
Protože úspěšné obrábění keramikou vyžaduje jiný způsob uvažování.
Proč se keramika řídí jinými pravidly

Vysvětlení spočívá v tom, jak teplo ovlivňuje obráběný materiál i řezný nástroj.
Při konvenčním obrábění slinutým karbidem je teplo obvykle považováno za nepřítele. Vyšší teploty urychlují opotřebení, zkracují životnost nástroje a snižují stabilitu procesu.

Obrábění keramikou funguje jinak.
Při vysokorychlostním obrábění žáruvzdorných superslitin a litin může být vztah mezi teplem a řezným výkonem velmi odlišný od toho, na co je většina obráběčů zvyklá.

Slitiny na bázi niklu si při standardní teplotě zachovávají mimořádně vysokou pevnost. Se zvyšující se teplotou však materiál začíná měknout. Přibližně při 800 °C se jeho odpor proti deformaci výrazně snižuje, což usnadňuje jeho obrábění.

Keramické řezné materiály si zároveň zachovávají svou tvrdost a odolnost proti opotřebení při teplotách, při kterých by běžné druhy slinutého karbidu rychle ztrácely své vlastnosti.
Vzniká tak neobvyklá výhoda: se zvyšující se teplotou v oblasti řezu se materiál stává snáze obrobitelným, zatímco keramická řezná hrana si zachovává svou pevnost.
Výsledkem jsou nižší řezné síly, vyšší úběr materiálu a vyšší produktivita.

Proto mohou doporučené řezné rychlosti pro keramické nástroje působit překvapivě vysokým dojmem. Cílem není pouze rychleji odebírat materiál. Cílem je vytvořit tepelné podmínky, které umožní efektivní
průběh procesu.

Cena přílišné opatrnosti
Porozumět teorii je jedna věc.
Použít ji v praxi je věc druhá.
Při zavádění keramických nástrojů do výroby mnoho uživatelů při první zkoušce instinktivně sníží doporučenou řeznou rychlost.
Zdá se to jako rozumné preventivní opatření.
Bohužel to často vede k opačnému výsledku.
Při nižších řezných rychlostech nemusí teplota v oblasti řezu nikdy dosáhnout úrovně potřebné k využití tepelného změkčení materiálu. Materiál zůstává obtížně obrobitelný, řezné síly rostou a produktivita klesá.
Například při jednom hrubovacím frézování slitiny Inconel 718 vedlo zvýšení řezné rychlosti z přibližně 400 m/min na více než 1 000 m/min k výraznému zkrácení doby obrábění a současně k nižšímu opotřebení než při nižších řezných rychlostech.

Pro uživatele přecházející ze slinutého karbidu na keramiku je to často okamžik, kdy se očekávání konečně začnou shodovat s realitou.

Nejde jen o rychlost
To samozřejmě neznamená, že obrábění keramikou spočívá pouze ve zvýšení otáček vřetena a doufání v nejlepší výsledek.

Stejně jako každá pokročilá technologie řezných nástrojů vyžaduje i keramika správné aplikační podmínky.

Tuhost je zásadní. Stabilní upnutí obrobku, bezpečné upnutí nástroje, minimální vyložení a sestava bez vibrací přispívají ke spolehlivému výkonu. Při frézování pomáhají plynulé dráhy nástroje a omezení přerušovaného řezu minimalizovat rázové zatížení řezné hrany. Při soustružení umožňuje stabilní záběr a konstantní řezné podmínky plně využít potenciál keramických materiálů.

Další častá otázka se týká chlazení. Při frézování se keramickými nástroji obvykle obrábí za sucha. Vysokéteploty vznikající při obrábění jsou součástí procesu a přerušované přivádění chladicí kapaliny může způsobit tepelný šok, který může poškodit řeznou hranu. Při soustružení lze naopak chladicí kapalinu často úspěšně použít, protože řezná hrana zůstává v nepřetržitém záběru, čímž se předchází opakovaným cyklům zahřívání a ochlazování typickým pro frézování.

Zásadní rozdíl spočívá v tom, že na rozdíl od slinutého karbidu by řezná rychlost měla být při vzniku problémů jen zřídka prvním parametrem, který se sníží.

Mnohem častěji spočívá řešení ve zlepšení stability procesu než v jeho zpomalení.

Přehodnoťme, co víme o řezné rychlosti
Největší výzvou při obrábění keramikou často není stroj, destička ani samotný obráběný materiál.
Je jí změna návyků vybudovaných během let úspěšného obrábění slinutým karbidem.
Jedním z nejčastějších omylů je považovat keramické destičky pouze za další druh slinutého karbidu.
Nejsou.

Keramika představuje odlišnou technologii řezných materiálů, která je navržena tak, aby pracovala podle jiných principů a ve zcela odlišném výkonnostním rozsahu.

Díky desítkám let zkušeností s vývojem keramických řezných materiálů nabízí značka NTK Cutting Tools komplexní portfolio řešení pro obrábění žáruvzdorných superslitin i litiny. Od materiálů SiAlON pro
vysokorychlostní hrubování HRSA až po keramická řešení optimalizovaná pro šedou a tvárnou litinu umožňují tyto technologie výrobcům dosahovat úrovně produktivity, které často nelze dosáhnout konvenčními nástroji ze slinutého karbidu.

Až vám příště bude doporučená řezná rychlost pro keramickou destičku připadat překvapivě agresivní, odolejte pokušení zacházet s ní jako se slinutým karbidem.

Doporučená rychlost není tak vysoká pouze proto, že ji destička dokáže vydržet.

Je tak vysoká proto, že právě v tomto rozsahu začíná tato technologie skutečně fungovat.

Související řešení NTK
Keramická řešení pro HRSA
Keramická řešení pro litinu

Ceramics Milling

Ceramics Milling brazed

Ceramics Turning 1

Ceramics Turning 2

O společnosti NTK Cutting Tools
NTK Cutting Tools, člen skupiny IMC, je globálním dodavatelem pokročilých řešení řezných nástrojů pro průmysl obrábění kovů. Společnost je uznávána pro své odborné znalosti v oblasti keramických nástrojů pro obrábění při vysokých teplotách a jako specialista na aplikace miniaturního obrábění a švýcarského typu soustružení, kde jsou přesnost a stabilita procesu klíčové. Díky široké nabídce řešení řezných nástrojů pomáhá NTK výrobcům zvyšovat produktivitu, zajišťovat stabilitu procesů a zlepšovat efektivitu využití zdrojů v náročných odvětvích, včetně leteckého, automobilového, zdravotnického, elektronického a strojírenského průmyslu.
Více informací naleznete na: https://ntkcuttingtools.com