A KERAMI VEGYI ANYAGOK KÉSZÍTÉSE
Az ultrahangos megmunkálási technológia segítheti a gyártókat abban, hogy fejlessze a fejlett kerámia komponenseket.
A védelmi rendszerek és az orvosi ipar csípőimpulzus komponensei közül a következő generációs rakéták kupoláitól a kerámia anyagok mechanikai tulajdonságai ideális megoldást jelentenek a széles körű alkalmazások számára. A kerámia anyagok, mint például az alumínium-oxid (alumínium-oxid) és a szilícium-nitrid számos előnyös tulajdonsággal bírnak: extrém szívósság, magas hőmérsékleti ellenállóképesség és kémiai korrózióval szembeni ellenállás. Ezek a tulajdonságok és mások a kerámiát vonzóvá teszik a tervezők számára, akik rendkívüli tartósságú alkatrészeket igényelnek. Sajnos ugyanezek a tulajdonságok olyan gyártási kihívásokat is jelentenek, amelyek nehézsége nélkül leküzdeni a megfelelő technológiát.
A lágyabb optikai üvegből készült komponensek hatékonyan gyárthatók számítógépes numerikus vezérlésű (CNC) szerszámgépekkel, gyémántokkal impregnált forgó vágóeszközzel. Azonban, ha ezt a módszert alkalmazzuk kerámiákra, akkor a vágóeszközök sokkal gyorsabb ütemben viselkednek, mivel a szerszám és a munkadarab nagyobb erőket képes elviselni az anyag keménységének köszönhetően. A megnövekedett erő kompenzálása érdekében a gépkezelőknek növelniük kell a szerszámorsó sebességét, miközben csökkentik a vágási előtolás sebességét (a szerszám mozgatásának sebessége a részbe). Végül ez hosszabb ciklusidőt és kevesebb hatékonyságot eredményez.
Ultrahangos megmunkálás
Az ultrahanggal segített megmunkálásnak nevezett technika segíthet leküzdeni a hagyományos CNC megmunkálással kapcsolatos kihívásokat. Az ultrahangos megmunkáló központok * technológiát alkalmaznak a költséghatékony kerámia alkatrészek gyártásához. Az ultrahangos megmunkálás magában foglalja a forgó szerszámon felfelé és lefelé történő rezgést, ami lehetővé teszi az ilyen kemény anyagok szabadabb vágását.
Az oszcillációk amplitúdója kisméretű (mikrométer), de hatékonyan eltávolítja az anyagot, amikor a szerszám ideális frekvencián oszcillál. A kilohertz (kHz) mért ideális frekvencia fenntartása biztosítja, hogy a gép a legmagasabb hatékonysággal és előrelátható eredményeket produkáljon.
A saját szoftver ** határozza meg az ideális oszcillációs frekvenciát az egyes szerszámok számára a frekvencia sweep használatával a kezdeti beállítás során. A frekvencia sweep az optimális frekvenciát (tipikusan 20 és 40 kHz között) azonosítja a munkához használt eszköz méretének, alakjának és tömegének elemzésével. Miután az ideális frekvenciát meghatározták és a ciklus megkezdődött, a szoftver automatikusan beállítja a frekvenciát, miközben a munkadarabot megmunkálják, hogy a csúcs ultrahangos megmunkálási teljesítményét fenntartsák. A frekvenciaváltás néhány hertzertől több száz hertzerig terjedhet, attól függően, hogy a megmunkálási körülmények megváltoztak, amikor a szerszám érintkezik a részével.
A keménykerámia-alapú speciális megmunkálási folyamatok a következő előnyökkel járnak:
A megmunkálás során jelentősen csökkentette a munkadarabon és a szerszámon fellépő erőket, ami lehetővé teszi a kezelőknek, hogy növeljék a feldolgozási sebességet és a vágási sebességet
Csökkentett ciklusidők, összehasonlítva a szabványos őrlési / marógépekkel
Minimális szerszámkopás és hosszabb szerszám élettartam a szerszám és a szerszám kisebb erőinek köszönhetően
A megmunkált alkatrészek nagyobb pontossága a kiszámíthatóbb élettartam miatt
Csökkentett szerszámozási költségek
Csökkentett orsós fordulatszám, különösen olyan lyukaknál, mint a .007 in.
Emellett az ultrahangos megmunkálás jobb minõségû felületi minõséget mutatott a hagyományos CNC csiszoláshoz / maráshoz képest. Ez különösen akkor fontos, ha egy későbbi polírozási eljárásra van szükség a szükséges alkatrész-specifikációk eléréséhez. Minél pontosabb a rész felületének alakja és az érdesség az őrlési folyamat után, annál kevesebb időt vesz igénybe a polírozáshoz.
* Mint például az OptiPonic Systems által kifejlesztett OptiSonic ™ sorozat. ** Az IntelliSonic ™, amelyet az OptiPro Systems fejlesztett ki.
Vizsgálat és eredmények
Az alapos vizsgálatok azt mutatták, hogy az ultrahangos megmunkálási technológia növelheti a kerámia anyagok gyártási hatékonyságát. Bizonyos esetekben a ciklusidők 50% -kal vagy annál nagyobb mértékben csökkentek a hagyományos CNC megmunkáláshoz képest. A közelmúltban két vizsgálatot végeztek az ultrahangos megmunkálás képességének értékelésére különböző forgácsolási forgatókönyvekben.
Az első vizsgálat során az alumínium-oxid ultrahangos megmunkálását végezték. A műszaki kerámia alumínium-oxid családja a tisztasági szintek szerint csoportosítva van. A nagyobb tisztaságú alumínium-oxid ideális az igényesebb alkalmazásokhoz.1 Az ultrahangos megmunkálás előnyeinek mérésére kör alakú zsebeket, amelyek mindegyike átmérője 16 mm és mélysége 50 mm, alumínium-oxidra lett megmunkálva. 12,7 mm átmérőjű gyémántszerszámmal történő ultrahangos hozzáadással az orsót 8,511 fordulat / percre állították be, programozott előtolással 1,650 mm / perc. Minden zseb 6 perc és 30 másodperces ciklusidő alatt fejeződött be. Összehasonlításképpen, az egyik lyuk megmunkálása egy hagyományos CNC marógép alkalmazásával több mint 1 órát vett igénybe, és a szerszámot minden lyuk után cserélni kellett a túlzott kopás miatt. Az ultrahangos gépen használt gyémántszerszám nagyon kevés kopást mutatott 12 lyuk létrehozása után.
A második vizsgálatot a szilícium-nitrid ultrahangos megmunkálásának hatékonyságára határozták meg. A szilícium-nitridnek egyedülálló szemcsemérete van, amely nemcsak rendkívül nagy szívósságot, hanem kivételesen magas hőállóságot is biztosít.2 Ebben a vizsgálatban egy 4 mm-es gyémánt magfúró egyenes Z-tengelyes betáplálást hajtott végre a részbe, hogy egy lyuk, 13 mm mélységben. Az ultrahangos segítségnyújtással a magfúrás paraméterei tartalmaztak egy orsósebességet, amely 6,511 fordulat / perc volt, és egy adagolási sebesség 1 mm / perc volt. Bár az 1 mm / min előtolás alacsonynak tűnik, ideális a szilícium-nitrid rendkívüli keménysége miatt. Ezeknél a paramétereknél a lyuk befejezéséhez szükséges teljes ciklusidő 15 perc, háromszor gyorsabb, mint a hagyományos CNC megmunkálás.
Bővített képességek
Mivel a kerámiakomponensek piaca folyamatosan növekszik, fontos, hogy a gyártók fel vannak szerelve a legújabb technológiával. Az ultrahangos megmunkáló központok több lehetőséget nyújtanak, mint a hagyományos CNC őrlési / maró gépek, és ideálisak a különféle alkalmazásokhoz. Az igény egy könnyű súlyú részre, hosszú magokra, kis lyukakra vagy összetett geometriai tényezőkre vonatkozik, és ultrahangos vibrációt ad a gyémánt csiszoló eszközhöz, növeli a hatékonyságot és növeli az eszköz élettartamát. Az ultrahangos megmunkáló központokat használó gyártók nagyobb kerámia komponenseket tapasztalhatnak, miközben kevesebb időt és pénzt költenek az új eszközök megvásárlására.
Az AUTOMATION ULTRASONIC MACHINING megkeresése az Ön esetére?
Kattints AUTOMATION ULTRASONIC MACHINING megvalósítani!
