MAŠINING TOUGH CERAMIC MATERIALS
Tehnologija ultrazvučne obrade može pomoći proizvođačima da povećaju propusnost za napredne keramičke komponente.
Od sledećih generacija raketnih kupola za odbrambene sisteme do komada implantata za medicinsku industriju, mehanička svojstva keramičkih materijala čine ih idealnim za širok spektar primjena. Keramički materijali kao što su aluminijum oksid (aluminijum) i silicijum nitrid poseduju mnoge korisne osobine: ekstremnu žilavost, sposobnost izdržavanja visokih temperatura i otpornost na hemijsku koroziju, samo da imenujemo nekoliko. Ove osobine i druge, čini keramiku atraktivnim za dizajnere kojima su potrebne komponente sa izuzetnom izdržljivošću. Nažalost, ova ista svojstva takođe predstavljaju izazove proizvodnje koji se teško mogu prevazići bez odgovarajuće tehnologije.
Komponente napravljene od mekšeg optičkog stakla mogu se efikasno proizvoditi pomoću alatnih mašina sa numeričkim upravljanjem (CNC) pomoću rotirajućeg alata za rezanje impregniranog dijamantima. Međutim, pri primjeni ove metode na keramiku, alati za rezanje nose mnogo veću brzinu, jer alat i radni predmet izdržavaju veće sile zbog tvrdoće materijala. Da bi se nadoknadila povećana sila, operateri mašine moraju povećati brzinu vretena vretena dok se smanjuje brzina sječe rezanja (brzina kojom se alat pomjera u dijelu). Na kraju, to dovodi do dužeg ciklusa i manje efikasnosti.
Ultrazvučna obrada
Tehnika poznata kao mašinska obrada pomoću ultrazvuka može pomoći u prevazilaženju izazova vezanih za tradicionalnu CNC mašinsku obradu. Ultrazvučni centri za obradu * uključuju tehnologiju u troškovno efikasne mašine keramičke komponente. Ultrazvučna obrada uključuje dodavanje up-and-down oscilovanja na rotirajuće alate, što omogućava slobodnije sečenje ovih vrlo tvrdih materijala.
Amplituda oscilacija je mala (mikrometra), ali efikasna u uklanjanju materijala kada alat oscilira na svojoj idealnoj frekvenciji. Održavanje idealne frekvencije, mereno u kilohertz (kHz), osigurava da mašina radi na najvišoj efikasnosti i proizvodi predvidljive rezultate.
Zaštićeni softver ** određuje idealnu frekvenciju oscilovanja za svaki alat obavljanjem frekventnog pomaka tokom početne postavke. Frekventno pomeranje identifikuje optimalnu frekvenciju (obično između 20 i 40 kHz) analizom veličine, oblika i mase alata koji se koristi za posao. Kada se odredi idealna frekvencija i počne ciklus, softver automatski podešava frekvenciju dok se deo obrađuje kako bi se održala vrhunska performansa ultrazvučne obrade. Promena frekvencije može se kretati od nekoliko hertza do stotina hertza, u zavisnosti od promjene uslova obrade kada je alat u kontaktu sa dijelom.
Napredni procesi obrade za tvrde keramičke materijale pružaju sledeće prednosti:
Značajno smanjene sile na radnom komadu i alatu tokom obrade, što omogućava operaterima slobodu da povećaju brzinu obrade i smanjuju brzinu feedinga
Smanjeno vreme ciklusa, u poređenju sa standardnim mašinama za brušenje / glodanje
Minimalno habanje alata i duži vijek trajanja alata kao rezultat smanjene sile na dijelu i alatu
Povećana preciznost mašinskih komponenti zahvaljujući boljom predvidljivom trajanju alata
Smanjeni troškovi alata
Redukovane brzine vretena, posebno za rupe manjih od .007 in.
Pored toga, ultrazvučna obrada pokazala je poboljšani kvalitet površine u poređenju sa standardnim CNC brusom / glodanjem. Ovo je posebno važno kada je potreban naknadni postupak poliranja za postizanje potrebnih specifikacija dijelova. Što je precizniji oblik površine i hrapavost delova nakon procesa obrade, to će manje vremena trajati za poliranje.
* Kao što je OptiSonic ™ serija, koju je razvio OptiPro Systems. ** IntelliSonic ™, koji je razvio OptiPro Systems.
Testiranje i rezultati
Temeljito testiranje pokazalo je kako korišćenje ultrazvučne tehnologije obrade može povećati efikasnost proizvodnje keramičkih materijala. U nekim slučajevima, vreme ciklusa je smanjeno za 50% ili više u odnosu na standardnu CNC mašinsku obradu. Nedavno su izvršena dva testa kako bi se procijenile mogućnosti ultrazvučne obrade u različitim scenarijima rezanja.
Prvi test uključuje ultrazvučnu obradu glinice. Porodica tehničke keramike iz glinice je grupisana u skladu sa nivoom čistoće. Aluminijum višeg čistoća je idealan za zahtjevnije primjene.1 Za merenje koristi ultrazvučne obrade, u aluminijum su obrađeni kružni džepovi od kojih je svaki imao prečnik od 16 mm i dubinu od 50 mm. Dodavanjem ultrazvučne pomoći dijamantskom alatu prečnika 12,7 mm, vreteno je postavljeno na 8.511 obrtaja u minuti sa programiranom brzinom od 1650 mm / min. Svaki džep je završen u ciklusu od 6 minuta i 30 sekundi. Poređenja radi, obrada jedne od ovih rupa korišćenjem konvencionalne CNC glodalice preuzela je 1 sat i zahtevala je zamenu alata nakon svake rupe zbog prevelikog habanja. Dijamantski alat koji se koristi na ultrazvučnoj mašini pokazao je vrlo malo habanja nakon proizvodnje 12 rupa.
Drugi test je uradjen kako bi se utvrdila efikasnost ultrazvučne obrade na silicijum nitridu. Silicijum nitrid ima jedinstvenu strukturu zrna, koja ne samo da dozvoljava da ima izuzetno visoku žilavost, već i izuzetno visoku otpornost na toplotni udar. U ovom testu, 4-mm dijamantska bušilica jezgra izvršila je pravu Z-osu u dijelu kako bi kreirala rupa sa dubinom od 13 mm. Pomoću ultrazvučne pomoći parametri bušenja jezgra uključili su brzinu vretena od 6,511 obrtaja u minuti i brzinu od 1 mm / min. Iako je brzina feedinga 1 mm / min izgleda mala, idealno je uzimajući u obzir ekstremnu tvrdoću silicijum nitrida. Pri ovim parametrima, ukupno vreme ciklusa za dovršavanje rupe iznosilo je 15 minuta, tri puta brže od standardne CNC obrade.
Proširene mogućnosti
Kako tržište keramičkih komponenti nastavlja da raste, važno je da su proizvođači opremljeni najsavremenijom tehnologijom. Ultrazvučni obradni centri pružaju više mogućnosti od standardnih CNC mašina za glodanje / glodanje i idealni su za različite primjene. Da li potreba uključuje dijelove sa laganim udelom, dugačka jezgra, male rupe ili kompleksne geometrijske karakteristike, dodajući ultrazvučne vibracije alatima za dijamantsko brušenje povećava efikasnost i produžava životni vek alata. Proizvođači koji koriste ultrazvučne centre za obradu mogu doživjeti veći protok keramičkih komponenti, a trošiti manje vremena i novca kupujući nove alate.
Da biste pronašli AUTOMATION ULTRASONIC MACHINING za vašu referencu?
Kliknite AUTOMATSKA ULTRAZONSKA MACHINING da to shvatim!
