KERAMISEN MATERIAALIEN KÄSITTELY
Ultraäänipuomistustekniikka voi auttaa valmistajia parantamaan kerättyjen keraamisten komponenttien suorituskykyä.
Uuden sukupolven puolustus- järjestelmien ohjuspylväistä lääketieteelliseen lantiotyön komponentteihin keraamisten materiaalien mekaaniset ominaisuudet tekevät niistä ihanteellisen monenlaisille sovelluksille. Keraamisilla materiaaleilla, kuten alumiinioksidilla (alumiinioksidilla) ja piinitridillä on monia hyödyllisiä ominaisuuksia: äärimmäinen sitkeys, kyky kestää korkeita lämpötiloja ja kemiallisen korroosionkestävyys, vain muutamia. Nämä ominaisuudet ja muut tekevät keramiikkaa houkutteleviksi suunnittelijoille, jotka tarvitsevat komponentteja, joilla on poikkeuksellinen kestävyys. Valitettavasti nämä samat ominaisuudet ovat myös valmistushaasteita, joita voi olla vaikea voittaa ilman sopivaa tekniikkaa.
Pehmeämmästä optisesta lasista valmistetut komponentit voidaan tehokkaasti valmistaa tietokoneella numeerisesti ohjattujen (CNC) työstökoneiden avulla käyttäen timantilla kyllästettyä pyörivää leikkuutyökalua. Kuitenkin kun tätä menetelmää käytetään keraamiin, leikkuuterät kuluvat paljon nopeammin, koska työkalu ja työkappale kestävät suurempia voimia materiaalin kovuuden takia. Tehostetun voiman kompensoimiseksi koneen käyttäjän on lisättävä työkalun karanopeutta pienentämällä samalla leikkuusyöttöarvoa (nopeus, jolla työkalu siirretään osaan). Viime kädessä tämä johtaa pitempiin kiertoajoihin ja vähemmän tehokkuuteen.
Ultrasonic Machining
Tekniikka, joka tunnetaan nimellä ultraääni-avusteinen työstö, voi auttaa ratkaisemaan haasteet perinteiseen CNC-työstöön. Ultrasonicin työstökeskukset * sisältävät tekniikan kustannustehokkaaseen koneen keraamisiin komponentteihin. Ultraäänikoneistus vaatii pyörivän työkalun ylös- ja alas-värähtelyn lisäämisen, mikä mahdollistaa näiden kovien materiaalien vapaamman leikkaamisen.
Värähtelyjen amplitudi on pieni (mikrometrit) mutta tehokas materiaalin poistamiseen, kun työkalu värähtelee ihanteellisella taajuudellaan. Kilohertzin (kHz) mitatun ihanteellisen taajuuden ylläpitäminen varmistaa, että kone toimii tehokkaimmin ja tuottaa ennakoitavissa olevia tuloksia.
Omaperäinen ohjelmisto ** määrittää ihanteellisen värähtelytaajuuden jokaiselle työkalulle suorittamalla taajuusleikkauksen alkuasetusten aikana. Taajuusleveys tunnistaa optimaalisen taajuuden (tyypillisesti välillä 20 - 40 kHz) analysoimalla työkalun koon, muodon ja massan. Kun ihanteellinen taajuus määritetään ja sykli alkaa, ohjelmisto säätää taajuuden automaattisesti, kun osaa on työstetty ylläpitämään huipputason työstösuorituskykyä. Taajuuden muutos voi vaihdella muutamasta hertzista satoihin hertsiin, riippuen työstöolosuhteiden muutoksesta, kun työkalu on kosketuksessa osan kanssa.
Kovan keraamisen materiaalin lisäkäsittelyprosesseilla on seuraavat edut:
Työkappaleen ja työkalun huomattavasti pienentyneet työstökoneen aikana, mikä mahdollistaa operaattoreiden vapauden kasvattaa jalostusnopeuksia ja leikkausnopeutta
Pienempi käyttöaika verrattuna tavallisiin hiomakoneisiin
Minimaalinen työkalun kuluminen ja pitempi työkalun käyttöikä ja työkalu vähentävät voimaa
Parannettu tarkkuus koneistetuista komponenteista johtuen ennustettavimmasta työkalun käyttöiästä
Vähennetyt työkalukustannukset
Pienempi karanopeus, erityisesti reikiä pienemmälle kuin .007 in.
Lisäksi ultraäänityöstöllä on parannettu pintalaatu verrattuna standardin CNC-hiontaan / jauhamiseen. Tämä on erityisen tärkeää, kun vaaditaan tarvittavat osaominaisuudet myöhemmässä kiillotusprosessissa. Mitä tarkempi osa pinnan muoto ja karheus ovat jauhatusprosessin jälkeen, sitä vähemmästä ajasta kestää kiillotus.
* Kuten OptiPro Systemsin kehittämä OptiSonic ™ -sarja. ** OptiPro Systemsin kehittämä IntelliSonic ™.
Testaus ja tulokset
Tarkat testit ovat osoittaneet, kuinka ultraäänikäsittelyn tekniikka voi lisätä keraamisten materiaalien valmistustehokkuutta. Joissakin tapauksissa kiertoaikoja vähennettiin 50% tai enemmän verrattuna tavanomaiseen CNC-työstöön. Viime aikoina on suoritettu kaksi testia, joilla arvioidaan ultrasonicin työstömahdollisuuksia eri leikkausskenaarioissa.
Ensimmäinen testi koski alumiinioksidin ultraäänikäsittelyä. Teknisen keramiikan alumiinioksidiperhe koostuu puhtausasteista. Korkeampi puhtaus alumiinioksidi on ihanteellinen vaativampiin sovelluksiin. 1 Ultrasonicin työstämisen mittaamiseksi ympyröityjä taskuja, joiden halkaisija oli 16 mm ja syvyys 50 mm, työstettiin alumiinioksidiksi. Lisäämällä ultraäänitutkimusta halkaisijaltaan 12,7 mm: n timanttityökaluun kara asetettiin 8,511 kierrosta minuutissa ja ohjelmoitu syöttötapa oli 1 650 mm / min. Jokainen tasku valmistui 6 minuutin ja 30 sekunnin välein. Vertailun vuoksi yksi näistä rei'istä koneistettiin tavanomaisella CNC-jyrsintäkoneella, joka kesti yhden tunnin ajan ja vaati työkalua vaihdettavaksi jokaisen reiän jälkeen liiallisesta kulumisesta. Ultraäänikoneessa käytetty timanttityökalu näytti hyvin vähän kulumista 12 reiän tuottamisen jälkeen.
Toinen testi tehtiin ultraäänikäsittelyn tehokkuuden määrittämiseksi piinitridillä. Piinitridillä on ainutlaatuinen raekarakenne, joka ei ainoastaan salli sen olevan erittäin kovalla sitkeydellä, vaan myös poikkeuksellisen korkealla lämmönkestävyydellä.2 Tässä kokeessa 4 mm: n timanttisydänporaus suoritettiin suora Z-akselinen syöttö osaan luomaan reikä, jonka syvyys on 13 mm. Ultraäänitutkimuksessa ydinporausparametreihin sisältyi karan kierrosnopeus 6,511 kierrosta minuutissa ja syöttönopeus 1 mm / min. Vaikka 1 mm / min syöttönopeus näyttää pieneltä, se on ihanteellinen piinitridin äärimmäisen kovuuden vuoksi. Näissä parametreissa reikiä täydentävä kokonaiskiertoaika oli 15 minuuttia, kolme kertaa nopeampi kuin standardin CNC-työstö.
Laajennetut ominaisuudet
Koska keraamisten komponenttien markkinat kasvavat edelleen, on tärkeää, että valmistajat varustetaan uusimmalla tekniikalla. Ultrasonic-työstökeskukset tarjoavat enemmän ominaisuuksia kuin standardit CNC-hionta- / jyrsinkoneet ja ovat ihanteellisia monenlaisiin sovelluksiin. Olipa tarvetta tarvita kevyesti painotettu osa, pitkät ytimet, pienet reiät tai monimutkaiset geometriset piirteet, lisäämällä ultraääni tärinää timanttihiomakoneella parantaa tehokkuutta ja lisää työkalun elämää. Ultraäänisten työstökeskusten valmistajat voivat kokea keraamisten komponenttien suuremman läpäisykyvyn samalla, kun vähemmän aikaa ja rahaa käytetään uusien työkalujen ostamiseen.
AUTOMATION ULTRASONIC-MACHININGin etsiminen viitteellesi?
Klikkaus AUTOMATION ULTRASONIC-MACHINING ymmärtää se!
