세라믹 재료를 가공하는 가장 좋은 방법

초음파 가공 기술은 제조업체가 고급 세라믹 구성 요소의 처리량을 향상시킬 수 있습니다.

차세대부터 방위 시스템을위한 미사일 돔 의료 산업을위한 임플란트 구성 요소, 세라믹 재료의 기계적 특성 광범위한 응용 프로그램에 이상적입니다. 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 재료 (알루미나) 실리콘 질화물은 많은 유익한 자질을 가지고 있습니다 : 극한의 인성, 고온을 견딜 수있는 능력, 그리고 화학적 부식에 대한 저항력이 있습니다. 이들 속성 및 기타, 도자기가 내구성이있는 구성 요소가 필요한 디자이너에게 매력적인 도자기를 만듭니다. 불행히도, 그 사람들 동일한 특성은 적절한 기술없이 극복하기가 어려울 수있는 제조 과제를 제시합니다.

부드러운 광학 유리로 제조 된 구성 요소는 컴퓨터 수치 제어 (CNC) (CNC)로 효과적으로 제조 될 수 있습니다. 다이아몬드가 함침 된 회전 절삭 공구를 사용하는 공작 기계. 그러나 언제 이 방법을 도자기에 적용, 절단 도구웨어 훨씬 더 빠른 속도로 착용하십시오 이후 공구와 공작물은 재료의 경도로 인해 더 큰 힘을 견뎌냅니다. to 증가 된 힘을 보상하고, 기계 작업자는 공구 스핀들 속도를 증가시키면서 절삭 이송 속도를 감소시켜야합니다 (공구가 공구가 옮겨짐)을 감소시켜야합니다. 궁극적으로 이것은 사이클 시간이 길어지고 효율성이 적습니다.

초음파 가공

초음파 지원 가공은 전통과 관련된 도전 과제를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다 CNC 가공. 초음파 가공 센터 ​​* 비용 효율적으로 기술을 통합 기계 세라믹 구성 요소. 초음파 가공에는 회전하는 도구로 진동, 자유로운 절단을 허용하는 매우 단단한 재료.

진동의 진폭은 작습니다 (마이크로 미터) 그러나 재료 제거 효과 언제 공구가 이상적인 주파수에서 진동합니다. Kilohertz (KHz)에서 측정 한 이상적인 주파수를 유지하면서 기계가 최고 효율로 수행되고 예측 가능한 결과를 생성합니다.

소프트웨어 ** 주파수 스위프를 수행하여 각 도구에 대한 이상적인 발진 주파수를 결정합니다. 초기 설정. 주파수 스윕은 최적의 주파수를 식별합니다 (일반적으로 20 ~ 40 KHz) 작업에 활용되는 공구의 크기, 모양 및 질량을 분석함으로써 이상적인 주파수가 결정되면 사이클이 시작되면 피크 초음파 가공 성능을 유지하기 위해 부품이 가공되는 동안 소프트웨어가 자동으로 조정됩니다. 주파수의 변화는 가공 조건의 변화에 ​​따라 몇 가지 헤르츠에서 수백 개의 헤르츠에서 수백 개의 헤르츠까지 다양합니다. 이 공구는 부분과 접촉합니다.

하드 세라믹 재료를위한 고급 가공 공정은 다음과 같은 이점을 제공합니다 :

공작물과 공구의 힘이 크게 감소 기간 운영자가 가공 속도를 높이고 공급 속도를 절단 할 수있는 자유를 허용하는 가공

표준 연삭 / 밀링과 비교하여 사이클 시간이 감소 기계

부품 및 도구의 힘이 감소 된 결과로 최소한의 공구 마모 및 더 긴 공구 수명

더 예측 가능한 공구 수명으로 가공 된 구성 요소의 정밀도가 증가했습니다.

툴링 비용 절감

스핀들 속도 감소, 특히 작게 구멍에 대한 007 in.

또한 초음파 가공은 표준 CNC와 비교하여 표면 품질을 향상 시켰습니다. 밀링 / 밀링. 이 특히 중요합니다 언제 필요한 부분을 달성하기 위해서는 후속 연마 공정이 필요합니다. 더 정확한 부분 표면 모양과 거칠기는 갈기 과정 이후, 짧은 시간이 짧을 수 있습니다.

테스트 및 결과

철저한 테스트가 나타납니다 방법 초음파 가공 기술을 사용하면 세라믹 재료의 제조 효율을 높일 수 있습니다. 어떤 경우에는 사이클 시간이 50 % 감소되었습니다 또는 그 이상 언제 표준과 비교 CNC 가공. 두 가지 테스트가 최근에 다른 절단 시나리오에서 초음파 가공의 능력을 평가하기 위해 수행되었습니다.

첫 번째 테스트는 알루미나의 초음파 가공을 포함했습니다. Alumina 기술 도자기의 가족은 순도 수준에 따라 그룹화됩니다. 더 높은 순도 알루미나는 더 까다로운 애플리케이션에 이상적입니다 1 to 각각 16mm의 직경을 가공하고 깊이가 50mm의 깊이가 가공 된 초음파 가공, 원형 포켓의 이점을 측정 하였다. 12.7mm에 초음파 지원을 추가함으로써 직경 다이아몬드 공구, 스핀들은 1,650 mm / min의 프로그래밍 된 이송 속도로 8,511 rpm으로 설정되었습니다. 각 포켓은 6 분 및 30 초의 사이클 시간으로 완료되었습니다. 비교하여 이들 중 하나를 가공하십시오 기존의 구멍 CNC 밀링 머신은 1 시간 이상이었고 과도한 마모로 인해 각 구멍 후에 공구를 교체해야합니다. 초음파 기계에 사용되는 다이아몬드 공구는 12 구멍을 생산 한 후 매우 작은 마모를 보였습니다.

두 번째 테스트는 실리콘의 초음파 가공의 효과를 결정하기 위해 수행되었습니다. 실리콘 질화물은 매우 높은 인성을 가질뿐만 아니라 매우 높은 열충격 저항성을 초래할 수있는 독특한 곡물 구조를 가지고 있습니다 2 이 테스트에서는 4mm 다이아몬드 코어 드릴은 깊이 13 mm로 구멍을 생성하기 위해 직선 z 축 공급을 수행했습니다. 초음파 보조를 사용하면 코어 드릴링 파라미터가 6,511 rpm의 스핀들 속도와 1 mm / min의 공급 속도가 포함되었습니다. 비록 A 1 mm / min 이송 속도가 작고 실리콘의 극단적 인 경도가있는 것이 이상적입니다. 이들 매개 변수, 구멍을 완성하는 총 사이클 시간은 15 분, 3 배 빠르게 표준 CNC 가공.

확장 된 기능

세라믹 구성 요소의 시장이 계속 자라면서 제조업체가 최신 기술을 갖추고있는 것이 중요합니다. 초음파 가공 센터는 더 많은 기능을 제공합니다 표준 CNC 연삭 / 밀링 기계는 다양한 응용 프로그램에 이상적입니다. 여부 필요성은 가벼운 가중치를 포함합니다 파트, 긴 코어, 작은 구멍 또는 복잡한 기하학적 특징, 다이아몬드 연삭 공구에 초음파 진동을 첨가하면 효율성이 향상되고 공구가 증가합니다. 초음파 머시닝 센터를 사용하는 제조업체는 세라믹 구성 요소의 더 큰 처리량을 경험할 수 있으며 새로운 시간과 돈을 구매하는 데 많은 돈을 구매할 수 있습니다.

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