La mejor manera para el mecanizado de materiales cerámicos.

La tecnología de mecanizado ultrasónica puede ayudar a los fabricantes mejorar el rendimiento de los componentes avanzados de cerámica

De la siguiente generación Cúpulas de misiles para sistemas de defensa a los componentes de implantes HIP para la industria médica, las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos hacen Ideal para una amplia gama de aplicaciones. Materiales de cerámica tales como óxido de aluminio (Alúmina) y el nitruro de silicio posee muchos cualidades beneficiosas: Dureza extrema, la capacidad de soportar altas temperaturas y resistencia a la corrosión química, solo para nombrar a Pocos. Estos Propiedades, y otras, hacen que la cerámica sea atractiva para los diseñadores que necesitan componentes con excepcional durabilidad. Desafortunadamente, aquellos Las mismas propiedades también presentan desafíos de fabricación que pueden ser difíciles de superar sin la tecnología apropiada.

Los componentes hechos de vidrio óptico más suave pueden fabricarse de manera efectiva con computadora controlada numérica (CNC) Máquinas herramienta utilizando una herramienta de corte giratoria impregnada con Diamantes. Sin embargo, cuando Aplicando este método a la cerámica, las herramientas de corte se usan a una velocidad mucho más rápida ya que La herramienta y la pieza de trabajo soportan fuerzas mayores debido a la dureza del material A Compensar la fuerza incrementada, los operadores de máquinas deben aumentar la velocidad del husillo de la herramienta mientras disminuyen la velocidad de alimentación de corte (la velocidad en la que se mueve la herramienta en la parte). En última instancia, esto resulta en tiempos de ciclo más largos y menos eficiencia.

mecanizado ultrasónico

una técnica conocida como Asistencia ultrasónica El mecanizado puede ayudar a superar los desafíos asociados con el CNC tradicional Mecanizado. mecanizado ultrasónico Centros * incorporar tecnología a de manera rentable Máquina cerámica Componentes. El mecanizado ultrasónico implica agregar un arriba y abajo Oscilación a la herramienta giratoria, que permite un corte más libre de estos Muy duro Materiales.

La amplitud de las oscilaciones es pequeña (micrómetros) pero eficaz para eliminar material cuando La herramienta está oscilando en su forma ideal Frecuencia. Mantener la frecuencia ideal, medida en kilohertz (kHz), garantiza que la máquina se realice a la mayor eficiencia y producir resultados predecibles.

Propietario Software ** Determina la frecuencia de oscilación ideal para cada herramienta realizando un barrido de frecuencia Durante la inicial configuración. El barrido de frecuencia identifica la frecuencia óptima (típicamente entre 20 y 40 kHz) Al analizar el tamaño, la forma y la masa de la herramienta que se utiliza para el trabajo Una vez que se determina la frecuencia ideal y comienza el ciclo, el software ajusta automáticamente la frecuencia mientras la pieza se está mecanizando para mantener el mecanizado ultrasónico pico rendimiento. El cambio en la frecuencia puede variar desde unos pocos hertz a cientos de hertz, dependiendo del cambio en las condiciones de mecanizado cuando La herramienta está en contacto con la parte

Los procesos de mecanizado avanzados para materiales cerámicos duros proporcionan lo siguiente Beneficios:

Fuerzas significativamente reducidas en la pieza de trabajo y la herramienta Durante Mecanizado, que permite a los operadores la libertad de aumentar las velocidades de procesamiento y cortar las tasas de alimentación.

Tiempos reducidos del ciclo, en comparación con el estándar Grinding / Milling máquinas

Desgaste mínimo de la herramienta y la vida útil más larga de la herramienta como resultado de la fuerza reducida en la parte y la herramienta

Mayor precisión de los componentes mecanizados debido a una vida útil más predecible.

Costos de herramientas reducidas

Velocidades reducidas del husillo, especialmente para los agujeros tan pequeños como 007 en.

Además, el mecanizado ultrasónico ha mostrado una calidad de superficie mejorada en comparación con el estándar CNC Grinding / fresado. Este es especialmente importante cuando Se requiere un proceso de pulido posterior para lograr la parte necesaria Especificaciones. Cuanto más precisa sea el parte La forma de la superficie y la rugosidad están después del proceso de molienda, menos tiempo llevará a Polaco.

Pruebas y resultados

Se ha mostrado pruebas exhaustivas. How El uso de la tecnología de mecanizado ultrasónico puede aumentar la eficiencia de la fabricación de los materiales de cerámica. En algunos casos, los tiempos de ciclo se redujeron en 50% o más cuando comparado con el estándar CNC Mecanizado. Se realizaron recientemente dos pruebas para evaluar las capacidades del mecanizado ultrasónico en diferentes escenarios.

La primera prueba involucró el mecanizado ultrasónico de Alúmina. La familia de cerámica técnica de alúmina se agrupa de acuerdo con la pureza niveles. La alúmina de mayor pureza es ideal para aplicaciones más exigentes.1 A Mida el beneficio del mecanizado ultrasónico, los bolsillos circulares que cada uno tenían un diámetro de 16 mm y una profundidad de 50 mm se mecanizaron en Alúmina. Al agregar asistencia ultrasónica a A 12.7-mm Herramienta de diamante de diámetro, el husillo se ajustó a 8,511 rpm con una velocidad de alimentación programada de 1,650 MM / Min. Cada bolsillo se completó en un tiempo de ciclo de 6 min y 30 Sec. en comparación, mecanizado uno de estos agujeros usando un CNC convencional La fresadora tomó más de 1 hora y requirió que la herramienta se reemplace después de cada orificio debido a un exceso de desgaste. La herramienta de diamante utilizada en la máquina ultrasónica mostró muy poco desgaste después de producir 12 hoyos.

La segunda prueba se realizó para determinar la efectividad del mecanizado ultrasónico en silicio nitruro. El nitruro de silicio tiene una estructura de grano única que no solo permite que tenga una tenacidad extremadamente alta, sino también un shock térmico excepcionalmente alto Resistencia.2 En esta prueba, A 4-MM El taladro de núcleo de diamante realizó una alimentación de eje Z recta en la parte para crear un agujero con una profundidad de 13 mm. Con asistencia ultrasónica, los parámetros de perforación de núcleo incluyeron una velocidad de husillo de 6,511 rpm y una velocidad de alimentación de 1 mm / Min. Aunque A 1 MM / MIN La tasa de alimentación parece pequeña, es ideal dada la dureza extrema de la silicona nitruro. en estos Los parámetros, el tiempo total de ciclo para completar el agujero fue de 15 min, tres veces más rápido que Estándar CNC CNC Mecanizado.

Capacidades ampliadas

A medida que el mercado de los componentes cerámicos sigue creciendo, es importante que los fabricantes estén equipados con la última tecnología. Los centros de mecanizado ultrasonidos proporcionan más capacidades que Estándar CNC CNC Grinding / fresado Máquinas y son ideales para una variedad de aplicaciones. Si La necesidad implica un ponderado a la luz Parte, núcleos largos, pequeños orificios, o características geométricas complejas, que agregan vibraciones ultrasónicas a una herramienta de molienda de diamantes, mejora la eficiencia y aumenta la herramienta. Los fabricantes que utilizan centros de mecanizado ultrasonidos pueden experimentar un mayor rendimiento de los componentes cerámicos al tiempo que se gasta menos tiempo y dinero comprando nuevas herramientas.

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