STROJNI KERAMIČNI MATERIALI
Tehnologija ultrazvočne obdelave lahko proizvajalcem pomaga izboljšati prepustnost naprednih keramičnih komponent.
Od protipožarnih kupol naslednje generacije za obrambne sisteme do komponent vsadnih kolkov za medicinsko industrijo so mehanske lastnosti keramičnih materialov idealne za širok spekter uporabe. Keramični materiali, kot sta aluminijev oksid (aluminijev oksid) in silicijev nitrid, imajo številne koristne lastnosti: ekstremno žilavost, sposobnost vzdrževanja visokih temperatur in odpornost na kemično korozijo, samo da navedemo nekaj. Zaradi teh lastnosti in drugih je keramika privlačna za oblikovalce, ki potrebujejo komponente z izjemno vzdržljivostjo. Na žalost te iste lastnosti predstavljajo tudi proizvodne izzive, ki jih je težko premagati brez ustrezne tehnologije.
Komponente, izdelane iz mehkejšega optičnega stekla, lahko učinkovito izdelamo z računalniško numerično krmiljenim (CNC) obdelovalnim strojem z vrtljivim rezalnim orodjem, impregniranim z diamanti. Vendar pa pri uporabi te metode za keramiko orodja za rezanje uporabljajo veliko hitreje, ker orodje in obdelovancev prinesejo večje sile zaradi trdote materiala. Za izravnavo povečane sile morajo strojniki povečati hitrost vretena orodja in zmanjšati hitrost rezanja rezanja (hitrost, s katero se orodje premakne v del). Navsezadnje je to posledica daljših ciklov in manj učinkovitosti.
Ultrazvočna obdelava
Tehnika, znana kot obdelava z ultrazvočno obdelavo, lahko pomaga premagati izzive, povezane s tradicionalno CNC obdelavo. Ultrazvočni obdelovalni centri * vključujejo tehnologijo v stroškovno učinkovite strojne keramične komponente. Ultrazvočna obdelava vključuje dodajanje navzgor in navzdol nihanje na vrtljivo orodje, kar omogoča bolj svobodno rezanje teh zelo trdih materialov.
Amplituda oscilacij je majhna (mikrometra), vendar je učinkovita pri odstranjevanju materiala, ko se orodje oscilira na idealni frekvenci. Ohranjanje idealne frekvence, izmerjene v kilohertz (kHz), zagotavlja, da naprava deluje na najvišji izkoristek in zagotavlja predvidljive rezultate.
Zaščitena programska oprema ** določi idealno oscilacijsko frekvenco za vsako orodje s frekvenčnim pomikom med začetno nastavitvijo. Frekvenčni pomik opredeljuje optimalno frekvenco (običajno med 20 in 40 kHz) z analizo velikosti, oblike in mase orodja, ki se uporablja za delo. Ko se določi idealna frekvenca in se začne cikel, programska oprema samodejno prilagodi frekvenco, medtem ko se obdeluje del, da se ohrani vrhunska ultrazvočna obdelava. Sprememba frekvence se lahko giblje od nekaj hertz do sto hertzov, odvisno od spremembe pogojev obdelave, ko je orodje v stiku z delom.
Napredni postopki obdelave trdih keramičnih materialov zagotavljajo naslednje prednosti:
Znatno zmanjšane sile na obdelovancu in orodju med obdelavo, ki operaterjem omogoča svobodo povečanja hitrosti obdelave in rezanja krme
Zmanjšani časi cikla v primerjavi s standardnimi stroji za mletje / rezkanje
Minimalna obraba orodja in daljša življenjska doba orodja zaradi zmanjšane sile na delu in orodju
Večja natančnost obdelovancev zaradi bolj predvidljive življenjske dobe orodja
Zmanjšani stroški orodij
Zmanjšane hitrosti vretena, zlasti za luknje, ki so majhne kot .007 in.
Poleg tega je ultrazvočna obdelava pokazala izboljšano kakovost površine v primerjavi s standardnim CNC mletjem / mletjem. To je še posebej pomembno, če je potreben naknadni postopek poliranja za doseganje potrebnih specifikacij. Natančnejša je oblika površine in grobost, ki je po postopku mletja, manj časa bo potrebno polirati.
* Kot je serija OptiSonic ™, ki jo je razvil OptiPro Systems. ** IntelliSonic ™, ki ga je razvil OptiPro Systems.
Testiranje in rezultati
Temeljito testiranje je pokazalo, kako uporaba ultrazvočne obdelovalne tehnologije lahko poveča učinkovitost proizvodnje keramičnih materialov. V nekaterih primerih so se ciklični časi zmanjšali za 50% ali več v primerjavi s standardno CNC obdelavo. Pred kratkim smo izvedli dva testa za oceno zmogljivosti ultrazvočne obdelave v različnih rezalnih scenarijih.
Prvi test je vključeval ultrazvočno obdelavo glinice. Družina tehnične keramike iz skupine glinice je razvrščena glede na ravni čistosti. Visoko čistoča glinice je idealna za zahtevnejše aplikacije.1 Za merjenje koristi ultrazvočne obdelave so bili obdelani krožni žepi s premerom 16 mm in globino 50 mm v aluminijev oksid. Z dodajanjem ultrazvočne pomoči orodju z diamantom s premerom 12,7 mm je bilo vreteno nastavljeno na 8,511 obratov na minuto s programiranim pretokom 1,650 mm / min. Vsak žep je bil zaključen v času 6 minut in 30 sekund. Za primerjavo je obdelava ene od teh lukenj s konvencionalnim CNC rezkalnim strojem trajala več kot 1 uro in zahtevala zamenjavo orodja po vsaki luknji zaradi prevelike obrabe. Diamantno orodje, ki se uporablja na ultrazvočnem stroju, je pokazalo zelo majhno obrabo po izdelavi 12 lukenj.
Drugi test je bil opravljen za določitev učinkovitosti ultrazvočne obdelave na silicijevem nitridu. Silikonski nitrid ima edinstveno zrnato strukturo, ki ne samo, da omogoča izjemno visoko žilavost, temveč tudi izjemno visoko odpornost na toplotni šok.2 V tem testu je 4-mm diamantni jedrni vijak izvedel ravno Z-osjo v del, da bi ustvaril luknja s globino 13 mm. Z ultrazvočno pomočjo so parametri vrtanja jedra vključevali vrtilno frekvenco vretena 6,511 RPM in hitrost pomika 1 mm / min. Čeprav se zdi, da je hitrost krme 1 mm / min majhna, je idealna glede na ekstremno trdoto silicijevega nitrida. Pri teh parametrih je bil skupni čas cikla za dokončanje luknje 15 minut, trikrat hitrejši od običajne CNC obdelave.
Razširjene zmogljivosti
Ker trg keramičnih komponent še naprej raste, je pomembno, da so proizvajalci opremljeni z najnovejšo tehnologijo. Ultrazvočni obdelovalni centri zagotavljajo več zmogljivosti kot standardni stroji za brušenje / rezkanje CNC in so idealni za različne namene. Ali potreba vključuje svetlobni del, dolga jedra, majhne luknje ali zapletene geometrijske značilnosti, ki dodajajo ultrazvočne vibracije orodju za brusenje diamantov, izboljša učinkovitost in podaljša življenjsko dobo orodja. Proizvajalci, ki uporabljajo ultrazvočne obdelovalne centre, lahko občutijo večjo količino keramičnih komponent, medtem ko porabijo manj časa in denarja za nakup novih orodij.
Če želite poiskati AUTOMATION ULTRASONIC MACHINING za vašo referenco?
Kliknite AVTOMATIZACIJA ULTRAZVONSKEGA STROJA da se zavedaš!
