STROJEVI KREATIVIH KERAMIČKIH MATERIJALA
Tehnologija ultrazvučne obrade mogu pomoći proizvođačima u poboljšanju propusnosti za naprednim keramičkim komponentama.
Od nove generacije raketne kupole za obrambene sustave do dijelova kosti za implantate za medicinsku industriju, mehanička svojstva keramičkih materijala čine ih idealnim za širok raspon primjena. Keramički materijali kao što su aluminijev oksid (glinica) i silicijev nitrid imaju mnoge korisne osobine: ekstremna otpornost, sposobnost izdržavanja visokih temperatura i otpornost na kemijsku koroziju, samo da spomenemo nekoliko. Ova svojstva, i drugi, čine keramiku atraktivnom za dizajnere koji trebaju komponente s iznimnom izdržljivošću. Nažalost, ta ista svojstva također predstavljaju proizvodne izazove koji mogu biti teško prevladati bez odgovarajuće tehnologije.
Komponente izrađene od mekšeg optičkog stakla mogu se učinkovito proizvesti pomoću računalnih numerički upravljanih (CNC) alata za strojeve pomoću rotirajućeg alata za rezanje impregniranog dijamantima. Međutim, kada se ova metoda primjenjuje na keramiku, alati za rezanje troše mnogo brže jer alat i radni dio izdržavaju veće sile zbog tvrdoće materijala. Da bi se nadoknadila povećana sila, strojni operateri moraju povećati brzinu vretena alata dok smanjuju brzinu rezanja (brzina kojom se alat premješta u dio). U konačnici, to rezultira dužim vremenom ciklusa i manje učinkovitosti.
Ultrazvučno obradivanje
Strojna tehnika poznata kao ultrazvučna pomoć može prevladati izazove povezane s tradicionalnom CNC obradom. Ultrazvučni centri za obradu * ugrađuju tehnologiju za troškovno učinkovite keramičke komponente strojeva. Ultrazvučna obrada uključuje dodavanje up-and-down oscilacija rotirajućem alatu, što omogućuje slobodnije rezanje tih vrlo tvrdih materijala.
Amplituda oscilacija je mala (mikrometari), ali učinkovita u uklanjanju materijala kada alat oscilira na svojoj idealnoj frekvenciji. Održavanje idealne frekvencije, mjereno u kilohertzu (kHz), osigurava da stroj vrši najvišu učinkovitost i daje predvidljive rezultate.
Vlasnički softver ** određuje idealnu frekvenciju oscilacije svakog alata obavljanjem frekvencijskog pomaka tijekom početnog postavljanja. Brzina frekvencije identificira optimalnu frekvenciju (tipično između 20 i 40 kHz) analizom veličine, oblika i mase alata koji se koristi za taj posao. Nakon što se utvrdi idealna frekvencija i ciklus se pokreće, softver automatski podešava frekvenciju dok se dio obrađuje kako bi se održala vrhunska ultrazvučna obrada. Promjena frekvencije može se kretati od nekoliko hertz do stotina hertz, ovisno o promjeni strojnih uvjeta kada je alat u dodiru s dijelom.
Napredni procesi obrade tvrdih keramičkih materijala pružaju sljedeće prednosti:
Značajno smanjuje snage na izratku i alatu tijekom strojne obrade, što omogućava operaterima slobodu povećanja brzine obrade i rezanja brzina napajanja
Smanjena vremena ciklusa, u usporedbi sa standardnim strojevima za brušenje / glodanje
Minimalno trošenje alata i duži vijek alata uslijed smanjene sile na dijelu i alat
Povećana preciznost obrađenih komponenti zbog više predvidivog vijeka trajanja alata
Smanjeni troškovi alata
Smanjena brzina vretena, naročito za rupe koje su male kao .007 in.
Osim toga, ultrazvučna obrada pokazala je poboljšanu kvalitetu površine u usporedbi s standardnim CNC brušenjem / glodanjem. To je posebno važno kada je potreban sljedeći postupak poliranja kako bi se postigle potrebne specifikacije dijelova. Što je precizniji oblik površine i hrapavost dijela nakon postupka mljevenja, to će manje vremena da se polira.
* Kao što je OptiSonic ™ serija, koju je razvio OptiPro Systems. ** IntelliSonic ™, razvijen od strane tvrtke OptiPro Systems.
Ispitivanje i rezultati
Temeljito ispitivanje pokazalo je kako korištenje ultrazvučne tehnologije strojne obrade može povećati proizvodnu učinkovitost keramičkih materijala. U nekim slučajevima vrijeme ciklusa smanjeno je za 50% ili više u usporedbi s standardnom CNC obradom. Nedavno su provedena dva testiranja za procjenu sposobnosti ultrazvučne obrade u različitim scenarijima rezanja.
Prvi test uključuje ultrazvučnu obradbu glinice. Aluminijska obitelj tehničke keramike grupirana je prema razinama čistoće. Aluminij visoke čistoće idealan je za zahtjevnije primjene.1 Za mjerenje prednosti ultrazvučne obrade, kružni džepovi koji su imali promjer od 16 mm i dubine 50 mm su obrađeni u aluminij. Dodavanjem ultrazvučne pomoći dijamantnom alatu promjera 12,7 mm, vreteno je postavljeno na 8,511 o / min s programiranom brzinom napajanja od 1,650 mm / min. Svaki džep je završen u ciklusu od 6 min i 30 sec. Za usporedbu, obrada jedne od tih rupa pomoću uobičajenog CNC glodalice je trajala više od 1 sat i zahtijevala je zamjenu alata nakon svake rupice zbog prekomjernog trošenja. Alat za dijamant koji se koristio na ultrazvučnom stroju pokazao je vrlo malo trošenja nakon izrade 12 rupa.
Drugi je test učinjen kako bi se odredila učinkovitost ultrazvučne obrade na silicij nitridu. Silicij nitrid ima jedinstvenu strukturu zrna koja ne samo da omogućuje da ima iznimno veliku otpornost, već i iznimno visoku otpornost na toplinsku šok. U ovom testu, bušaća dijamantna jezgra od 4 mm izvodila je ravnu Z-osovinu u dio kako bi stvorila rupa s dubinom od 13 mm. Uz ultrazvučnu pomoć, osnovni parametri bušenja uključuju brzinu vretena od 6.511 o / min i brzinu napajanja od 1 mm / min. Premda je brzina napajanja od 1 mm / min mala, idealna je s obzirom na ekstremnu tvrdoću silicijevog nitrida. Na tim parametrima, ukupni ciklus vremena za završetak rupa bio je 15 minuta, tri puta brži od standardne CNC obrade.
Proširene mogućnosti
Budući da tržište za keramičke komponente nastavlja rasti, važno je da proizvođači imaju najnoviju tehnologiju. Ultrazvučni centri za obradu pružaju više mogućnosti nego standardni CNC strojevi za brušenje / glodanje i idealni su za različite primjene. Bez obzira potreba uključuje lagano ponderirani dio, dugačke jezgre, male rupe ili složene geometrijske značajke, dodavanje ultrazvučnih vibracija alatu dijamantnog mljevenja povećava učinkovitost i povećava životni vijek alata. Proizvođači koji koriste ultrazvučne centre za obradu mogu iskusiti veću propusnost keramičkih komponenti, istodobno trošeći manje vremena i novca za kupnju novih alata.
Da biste pronašli AUTOMATIZACIJU ULTRASNO MACHINING za vašu referencu?
Klik AUTOMATIZACIJSKA ULTRASNA MACHINING da to shvate!
