МЕХАНІЧНА КУРОРОВА КЕРАМІЧНА МАТЕРІАЛИ
Ультразвукова технологія обробки може допомогти виробникам підвищити пропускну здатність для сучасних керамічних компонентів.
З ракетних купол наступного покоління для систем захисту до компонентів імплантатів хірургії в медичній промисловості механічні властивості керамічних матеріалів роблять їх ідеальними для широкого кола застосувань. Керамічні матеріали, такі як оксид алюмінію (алюміній) та нітрид кремнію, мають багато корисних властивостей: надзвичайну в'язкість, здатність протистояти високій температурі та стійкість до хімічної корозії, просто назвати декілька. Ці властивості та інші, роблять кераміку привабливою для дизайнерів, яким потрібні компоненти з винятковою довговічністю. На жаль, ці ті самі властивості також мають виробничі труднощі, які важко подолати без відповідної технології.
Компоненти, виготовлені з м'якого оптичного скла, можуть бути ефективно виготовлені з комп'ютером із ЧПУ з використанням обертового ріжучого інструменту, просоченого алмазами. Проте при застосуванні цього способу до кераміки ріжучі інструменти носять набагато швидше, оскільки інструмент та деталь витримують більші сили внаслідок твердості матеріалу. Щоб компенсувати збільшену силу, машинні оператори повинні збільшувати швидкість обертання шпинделя, зменшуючи швидкість подачі різання (швидкість, з якою інструмент переміщається в частину). Зрештою, це призводить до збільшення циклу роботи та меншої ефективності.
Ультразвукова обробка
Техніка, відома як обробка з ультразвуковим приводом, може допомогти вирішити проблеми, пов'язані з традиційною обробкою з ЧПУ. Ультразвукові обробні центри * включають технології для економічно ефективного використання керамічних компонентів машин. Ультразвукова механічна обробка включає в себе додавання вгору-вниз коливань до обертального інструменту, що дозволяє більш вільно різати ці дуже жорсткі матеріали.
Амплітуда коливань невелика (мікрометри), але ефективна при видаленні матеріалу, коли інструмент коливається на ідеальній частоті. Підтримка ідеальної частоти, вимірюється в кілогерцах (кГц), гарантує, що апарат працює найвищою ефективністю та забезпечує передбачувані результати.
Власне програмне забезпечення ** визначає ідеальну частоту коливань для кожного інструменту, виконуючи частотну розгортку під час початкової настройки. Частота розгортки визначає оптимальну частоту (зазвичай від 20 до 40 кГц), аналізуючи розмір, форму та масу інструмента, який використовується для роботи. Після того як визначається ідеальна частота і починається цикл, програмне забезпечення автоматично регулює частоту під час обробки деталі, щоб підтримувати максимальну продуктивність ультразвукової обробки. Зміна частоти може коливатися від декількох герц до сотень герц, залежно від зміни умов обробки, коли інструмент контактує з деталлю.
Розширені процеси обробки твердих керамічних матеріалів надають такі переваги:
Значно знижується сила на оброблюваній деталі та інструменті під час обробки, що дозволяє операторам підвищити швидкість обробки та скоротити швидкість подачі
Скорочення циклу, порівняно зі стандартними шліфувальними / фрезерними верстатами
Мінімальний знос інструменту та більш тривалий термін служби в результаті зменшення сили на частині та інструменті
Підвищена точність оброблених компонентів завдяки більш передбачуваному інструменту життя
Знижені витрати на інструмент
Зменшена швидкість шпинделя, особливо для отворів малий, як 0,007 дюйма.
Крім того, ультразвукова обробка показала поліпшену якість поверхні у порівнянні зі стандартним шліфуванням / фрезеруванням з ЧПУ. Це особливо важливо, коли для досягнення необхідних специфікацій деталей необхідний наступний процес шліфування. Чим точніша форма поверхні деталі та шорсткість після процесу шліфування, тим менше часу на полірування.
* Такі, як OptiSonic ™ серії, розроблені OptiPro Systems. ** IntelliSonic ™, розроблений OptiPro Systems.
Тестування та результати
Ретельне тестування показало, як використання технології обробки ультразвукової обробки може підвищити ефективність виробництва керамічних матеріалів. У деяких випадках час циклу був зменшений на 50% і більше, ніж у стандартній обробці з ЧПУ. Нещодавно було проведено два тести для оцінки можливостей ультразвукової обробки в різних сценаріях різання.
Перший випробування включав ультразвукову обробку глинозему. Сімейство глинозему технічної кераміки згруповано за рівнями чистоти. Висока чистота глинозему ідеально підходить для більш вимогливих застосувань.1 Для вимірювання переваги ультразвукової механічної обробки, кругові кишені, кожен з діаметром 16 мм і глибиною 50 мм, були оброблені в глинозем. Додавши ультразвукову допомогу алмазному інструменту діаметром 12,7 мм, шпиндель був встановлений на 8 5111 обертів на хвилину із запрограмованою швидкістю подачі 1650 мм / хв. Кожна кишеня була завершена в циклі часу 6 хв та 30 сек. Для порівняння, обробка однієї з цих отворів за допомогою звичайного фрезерного стану з ЧПУ займає більше 1 години і вимагає заміни інструменту після кожного отвору внаслідок надмірного зносу. Алмазний інструмент, що використовується на ультразвуковій машині, показав дуже мало зносу після випуску 12 отворів.
Другий тест проводився для визначення ефективності обробки ультразвуку на нітриді кремнію. Нітрид кремнію має унікальну структуру зерна, яка не тільки дозволяє мати надзвичайно високу в'язкість, але й виключно високу стійкість до теплового удару.2 У цьому тесті 4-мм алмазний дриль керує частиною прямої осі Z для створення отвір з глибиною 13 мм. Завдяки ультразвуковій допомозі параметри свердління серцевини включали швидкість шпинделя 6,511 обертів на хвилину і швидкість подачі 1 мм / хв. Незважаючи на те, що швидкість подачі 1 мм / хв виглядає малою, це ідеально підходить для екстремальної твердості нітриду кремнію. За цими параметрами загальний час циклу для завершення отвору становив 15 хвилин, у три рази швидше, ніж стандартна обробка з ЧПУ.
Розширені можливості
Оскільки ринок керамічних компонентів продовжує зростати, важливо, щоб виробники були обладнані найсучаснішими технологіями. Ультразвукові обробні центри забезпечують більше можливостей, ніж стандартні шліфувальні та фрезерні верстати з ЧПУ, а також ідеально підходять для різних застосувань. Необхідність включати в себе світлорозмірну частину, довгі ядра, малі отвори або складні геометричні характеристики, додавання ультразвукової вібрації до алмазного шліфувального інструменту підвищує ефективність та збільшує термін служби інструменту. Виробники, які використовують ультразвукові обробні центри, можуть відчувати більшу пропускну здатність керамічних компонентів, витрачаючи менше часу та грошей на придбання нових інструментів.
Щоб знайти АВТОМАТИЧНЕ УЛЬТРАЗВУКОВЕ ОБМЕЖЕННЯ для довідки?
Натисніть АВТОМАТИЧНА УЛЬТРАЗВУКОВА МАШИНА усвідомити це!
