SERAMİK MALZEMELERİ İŞLEME
Ultrasonik işleme teknolojisi, üreticilerin gelişmiş seramik bileşenleri için üretimi artırmasına yardımcı olabilir.
Savunma sistemleri için yeni nesil füze kubbelerinden medikal endüstrisi için kalça implantı bileşenlerine kadar, seramik malzemelerin mekanik özellikleri onları çok çeşitli uygulamalar için ideal kılar. Alüminyum oksit (alümina) ve silisyum nitrür gibi seramik malzemeler birçok yararlı özelliğe sahiptir: aşırı sertlik, yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyeti ve kimyasal korozyona karşı direnç, sadece birkaçını belirtmek için. Bu özellikler ve diğerleri, seramikleri olağanüstü dayanıklılıkla bileşenlere ihtiyaç duyan tasarımcılara çekici kılar. Ne yazık ki, aynı özellikler, uygun teknoloji olmadan üstesinden gelinmesi zor olan imalat zorluklarını da ortaya koymaktadır.
Daha yumuşak optik camdan üretilen parçalar, elmasla emprenye edilmiş bir döner kesme aleti kullanılarak bilgisayarla sayısal olarak kontrol edilen (CNC) takım tezgahları ile etkili bir şekilde üretilebilir. Bununla birlikte, bu yöntemin seramiğe uygulanması durumunda, takım ve iş parçası malzemenin sertliğinden dolayı daha büyük kuvvetlere maruz kaldığından kesici takımlar çok daha hızlı bir oranda aşınırlar. Artırılmış gücü telafi etmek için, makine operatörleri takım besleme mili hızını arttırmalı ve kesme besleme hızını azaltmalıdır (takımın parçaya hareket ettiği hız). Sonuçta, bu daha uzun çevrim süreleri ve daha az verimlilik ile sonuçlanır.
Ultrasonik İşleme
Ultrasonik destekli işleme olarak bilinen bir teknik, geleneksel CNC işleme ile ilgili zorlukların üstesinden gelmeye yardımcı olabilir. Ultrasonik işleme merkezleri *, uygun maliyetli seramik bileşenlerine teknoloji katmaktadır. Ultrasonik işleme, bu çok sert malzemelerin daha kolay kesilmesini sağlayan döner alete bir yukarı-aşağı salınım eklemeyi içerir.
Salınımların genliği küçüktür (mikrometrelerdir), ancak alet ideal frekansında titreşirken materyali çıkarmada etkilidir. Kilovertz (kHz) cinsinden ölçülen ideal frekansın korunması, makinenin en yüksek verimde çalışmasını ve öngörülebilir sonuçlar üretmesini sağlar.
Özel yazılım **, ilk kurulum sırasında bir frekans taraması yapılarak her bir takım için ideal salınım frekansını belirler. Frekans taraması, iş için kullanılan takımın boyutunu, şeklini ve kütlesini analiz ederek optimum frekansı (tipik olarak 20 ile 40 kHz arasında) tanımlar. İdeal frekans belirlendikten ve döngü başladıktan sonra yazılım, en üst düzey ultrasonik işleme performansını korumak için parça işlenirken frekansı otomatik olarak ayarlar. Sıklıktaki değişim, alet parçaya temas ettiğinde işleme koşullarındaki değişime bağlı olarak, birkaç hertz ile yüzlerce hertz arasında değişebilir.
Sert seramik malzemeler için gelişmiş işleme süreçleri aşağıdaki avantajları sağlar:
İşleme sırasında iş parçasının ve takımın üzerindeki önemli ölçüde azaltılmış kuvvetler, bu da operatörlere işlem hızlarını artırma ve besleme hızlarını azaltma özgürlüğü sağlar.
Standart taşlama / freze makinelerine kıyasla daha düşük çevrim süreleri
Parça ve alet üzerindeki azaltılmış kuvvet nedeniyle minimum takım aşınması ve daha uzun takım ömrü
Daha öngörülebilir takım ömrü nedeniyle işlenmiş bileşenlerin artan hassasiyeti
Azaltılmış takım maliyetleri
Azaltılmış iş mili hızları, özellikle .007 in kadar küçük delikler için.
Ek olarak, ultrasonik işleme standart CNC taşlama / frezeleme ile karşılaştırıldığında daha iyi yüzey kalitesi göstermiştir. Bu, gerekli parça spesifikasyonlarını elde etmek için sonraki bir parlatma işlemi gerektiğinde özellikle önemlidir. Parçanın yüzey şekli ve pürüzlülüğü öğütme işleminden sonra ne kadar hassas olursa, lehçe ne kadar az zaman alır.
* OptiPro Systems tarafından geliştirilen OptiSonic ™ serisi gibi. ** OptiPro Systems tarafından geliştirilen IntelliSonic ™.
Test ve Sonuçlar
Kapsamlı testler, ultrasonik işleme teknolojisinin kullanımının seramik malzemelerin üretim verimliliğini nasıl artırabildiğini göstermiştir. Bazı durumlarda, çevrim süreleri standart CNC ile işleme göre% 50 veya daha fazla azalmıştır. Farklı kesme senaryolarında ultrasonik işlemenin yeteneklerini değerlendirmek için yakın zamanda iki test yapılmıştır.
İlk test, alüminanın ultrasonik işlemesini içeriyordu. Alümina teknik seramik ailesi saflık seviyelerine göre gruplandırılmıştır. Daha yüksek saflıkta alümina daha zorlu uygulamalar için idealdir.1 Ultrasonik işlemenin yararını ölçmek için, her biri 16 mm çapında ve 50 mm derinlikte dairesel cepler alümina içine işlenmiştir. 12.7 mm çapındaki bir elmas aletine ultrasonik yardım eklenerek, iş mili 1,650 mm / dak programlanmış besleme hızı ile 8,511 RPM'ye ayarlandı. Her bir cep 6 dakikalık ve 30 saniyelik bir döngü zamanında tamamlandı. Karşılaştırma yapmak gerekirse, bu deliklerden biri geleneksel bir CNC freze makinesini kullanarak işleyerek 1 saatten fazla sürdü ve aşırı yıpranma nedeniyle her bir delikten sonra aletin değiştirilmesi gerekiyordu. Ultrasonik makinede kullanılan elmas alet, 12 delik üretildikten sonra çok az aşınma gösterdi.
İkinci test, silikon nitrür üzerinde ultrasonik işlemenin etkinliğini belirlemek için yapıldı. Silisyum nitrür benzersiz bir tane yapısına sahiptir ve bu da son derece yüksek tokluğa sahip olmasına izin vermez aynı zamanda son derece yüksek termal şok direncine de sahiptir.2 Bu testte, 4 mm'lik bir elmas çekirdek matkap, bir parça oluşturmak için düz bir Z ekseni beslemesi gerçekleştirir. 13 mm derinliğe sahip delik. Ultrasonik destekle, çekirdek delme parametreleri 6,511 RPM'lik bir iğ hızını ve 1 mm / dak'lık bir besleme hızını içermiştir. 1 mm / dak besleme hızı küçük görünse de, silisyum nitrürün aşırı sertliği göz önüne alındığında idealdir. Bu parametrelerde, deliğin tamamlanması için toplam döngü süresi, standart CNC işlemeden üç kat daha hızlıydı.
Genişletilmiş Yetenekler
Seramik bileşenleri pazarı büyümeye devam ederken, üreticilerin en son teknoloji ile donatılmış olması önemlidir. Ultrasonik işleme merkezleri standart CNC taşlama / freze makinelerine göre daha fazla özellik sunar ve çeşitli uygulamalar için idealdir. İhtiyaç ister hafif ağırlıklı bir parça, uzun nüanslar, küçük delikler, ister karmaşık geometrik özellikler içeriyor olsun, bir elmas taşlama aletine ultrasonik titreşim ekleyerek verimliliği artırır ve takım ömrünü uzatır. Ultrasonik işleme merkezleri kullanan üreticiler, daha az zaman harcayarak ve yeni araçlar satın alarak, daha fazla seramik bileşeni üretebilir.
OTOMASYON ULTRASONİK İŞLEME bulmak için senin referansın için?
Click OTOMASYON ULTRASONİK İŞLEME farkına varmak için!
