Prečo nástroje PCD vyžadujú „ne-tradičné“ metódy obrábania
Keď nástroje potrebujú spracovať vysoko abrazívne, ťažko{0}}ťažko{1}}obrobiteľné materiály a zároveň spĺňať požiadavky na dlhodobú-životnosť a stabilnú geometrickú presnosť, často sa volia materiály z polykryštalického diamantu (PCD),-typické aplikácie zahŕňajú kompozitné materiály, -zliatiny neželezných kovov a vysokovýkonné panely na báze dreva-. Ultra-vysoká tvrdosť a vynikajúca odolnosť PCD proti opotrebeniu však prináša nielen výkonnostné výhody, ale tiež výrazne zvyšuje náročnosť spracovania, čo sťažuje dokončenie vysoko{9}}kvalitného tvarovania a prebrusovania iba prostredníctvom tradičných procesov brúsenia. V tradičných procesných systémoch sa zvyčajne spolieha na obrábanie elektrickým výbojom (EDM) alebo erózne obrábanie, ako aj na cielené procesy mletia zmesí, aby sa to vykompenzovalo -, ale tento typ metódy často prichádza na úkor obmedzenej efektívnosti spracovania, komplikovaného toku procesu a nedostatočných možností spracovania mikro{12}}geometrie.
Ako vznikajúca alternatívna technológia s významnými výhodami sa v tomto odvetví postupne uplatňuje laserové spracovanie. Jeho hlavnou výhodou je, že dokáže priamo generovať rezné hrany, štruktúry lámača triesok a zložité jemné geometrické prvky s vysokou flexibilitou procesu. Tento článok analyzuje aplikáciu galvanometrov pri laserovom spracovaní PCD rezných nástrojov, pokrýva dve kľúčové etapy výroby nástrojov a prebrusovania a usmerňuje kľúčové technické požiadavky galvanometrických systémov v praktických aplikáciách založených na typických procesoch spracovania PCD. Na tomto základe sú tieto potreby ďalej mapované na dva typy skenovacích galvanometrov SCANLAB, ktoré sa široko používajú vo vysoko presnom mikroobrábaní a priemyselnej výrobe:
Aplikačné polohovanie lasera pri výrobe a prebrusovaní PCD nástrojov
Keď sa v oblasti výroby nástrojov PCD spomína „laserové spracovanie“, zvyčajne sa to týka procesu laserovej ablácie, ktorý odstraňuje materiály odparovaním alebo rozprašovaním, a nie tavením alebo rezaním v tradičnom zmysle. V skutočnom procese spracovania nástrojov sa laserová technológia používa hlavne v dvoch kľúčových prepojeniach:
A) Výroba nového nástroja
Priame tvarovanie reznej hrany a geometrie čela a boku na spájkovaných alebo vrstvených PCD doštičkách Vysoko{0}}precízne obrábanie lámačov triesky a štruktúr zosilňovania hrán na vymeniteľných doštičkách alebo rotačných nástrojoch
Funkčné spracovanie mikroštruktúry na zlepšenie rezného výkonu (ako sú anti{0}}trecie textúry, kontrolované oblasti hrán atď.)
B) Prebrúste opotrebované nástroje
Presne obnovte profil reznej hrany pri zachovaní základnej roviny nástroja bez zmeny
Rekonštruovať mikro-geometrické prvky (vrátane okrajového oblúka, skosenia, negatívneho skosenia a štruktúry lámača triesok)
Umožňuje lokalizované opravy, aby sa zabránilo nadmernému úberu materiálu a zároveň optimalizovala ekonomika nástroja
Tradičné spracovanie nástrojov je založené najmä na brúsnych strojoch, ktoré sú široko používané pri výrobe a prebrusovaní rôznych typov nástrojov (ako sú frézy, vrtáky atď.). V prostredí paralelnej výroby nástrojov s viacerými procesmi sa laserové spracovanie a tradičné brúsenie zvyčajne navzájom dopĺňajú: proces brúsenia je vhodný najmä na spracovanie materiálov zo slinutého karbidu a rýchloreznej ocele (HSS), ako aj na tvarovanie čiastkových geometrických tvarov; zatiaľ čo laserové spracovanie je vhodnejšie pre supertvrdé materiály a aplikačné scenáre, ktoré vyžadujú vysokú mikro-geometrickú flexibilitu.
Aplikačné polohovanie lasera pri výrobe a prebrusovaní PCD nástrojov
Keď sa v oblasti výroby nástrojov PCD spomína „laserové spracovanie“, zvyčajne sa to týka procesu laserovej ablácie, ktorý odstraňuje materiály odparovaním alebo rozprašovaním, a nie tavením alebo rezaním v tradičnom zmysle. V skutočnom procese spracovania nástrojov sa laserová technológia používa hlavne v dvoch kľúčových prepojeniach:
A) Výroba nového nástroja
Priame tvarovanie reznej hrany a geometrie čela a boku na spájkovaných alebo vrstvených PCD doštičkách Vysoko{0}}precízne obrábanie lámačov triesky a štruktúr zosilňovania hrán na vymeniteľných doštičkách alebo rotačných nástrojoch
Funkčné spracovanie mikroštruktúry na zlepšenie rezného výkonu (ako sú anti{0}}trecie textúry, kontrolované oblasti hrán atď.)
B) Prebrúste opotrebované nástroje
Presne obnovte profil reznej hrany pri zachovaní základnej roviny nástroja bez zmeny
Rekonštruovať mikro-geometrické prvky (vrátane okrajového oblúka, skosenia, negatívneho skosenia a štruktúry lámača triesok)
Umožňuje lokalizované opravy, aby sa zabránilo nadmernému úberu materiálu a zároveň optimalizovala ekonomika nástroja
Tradičné spracovanie nástrojov je založené najmä na brúsnych strojoch, ktoré sú široko používané pri výrobe a prebrusovaní rôznych typov nástrojov (ako sú frézy, vrtáky atď.). V prostredí paralelnej výroby nástrojov s viacerými procesmi sa laserové spracovanie a tradičné brúsenie zvyčajne navzájom dopĺňajú: proces brúsenia je vhodný najmä na spracovanie materiálov zo slinutého karbidu a rýchloreznej ocele (HSS), ako aj na tvarovanie čiastkových geometrických tvarov; zatiaľ čo laserové spracovanie je vhodnejšie pre supertvrdé materiály a aplikačné scenáre, ktoré vyžadujú vysokú mikro-geometrickú flexibilitu.
Okno procesu spracovania PCD laserom: kvalita, efektívnosť výroby a kontrola rizík
Kvalita spracovania PCD sa zvyčajne komplexne hodnotí z nasledujúcich kľúčových dimenzií:
· Integrita čepele (žiadne mikročipy, konzistentná šírka čepele, ovládateľný polomer čepele)
·Kvalita povrchu čela a boku (priamo ovplyvňuje úroveň reznej sily a opotrebovanie nástroja)
Geometrická presnosť (vrátane uhlovej presnosti, funkcií súvisiacich s hádzaním-a kritickej presnosti geometrickej polohy)
V súčasnosti sú významným vývojovým trendom lasery s ultrakrátkym pulzom (USP)-pikosekundové a femtosekundové lasery.
Využívanie technológií stále rastie. V porovnaní s tradičnými metódami spracovania s dlhými{1}impulzmi môže USP laser výrazne znížiť tepelné účinky a dosiahnuť lepšiu kvalitu povrchu a možnosti kontroly hraníc pri spracovaní materiálov s vysokou-tvrdosťou.
Počas spracovania PCD laserom patria medzi hlavné rizikové faktory:
·Teplo-ovplyvnená zóna (HAZ) a riziko grafitizácie (úzko súvisí s konkrétnym procesom a možno ho účinne potlačiť pomocou pulznej stratégie, výberu vlnovej dĺžky a optimalizácie parametrov procesu)
· Problém opätovného ukladania úlomkov (keď účinnosť odstraňovania triesok alebo plánovanie dráhy skenovania je nedostatočné, môže to viesť k otupeniu hrán alebo zhoršeniu drsnosti obrobeného povrchu)
· Chyba presnosti umiestnenia impulzu (najmä pri podmienkach vysokej frekvencie opakovania, keď ovládanie pohybu a spúšťanie laserom nie sú striktne synchronizované)
Práve v tomto kritickom spojení výkon systému galvanometra už nie je len „položkou na zlepšenie výkonu“, ale priamo sa vyvinul do základného obmedzenia ovplyvňujúceho kvalitu spracovania a stabilitu procesu.
