Zašto PCD alati zahtijevaju "ne-tradicionalne" metode obrade
Kada alati trebaju obraditi visoko abrazivne,-teške-mašinske materijale dok zadovoljavaju dugotrajni-trajni vijek trajanja i zahtjeve za stabilnu geometrijsku tačnost, polikristalni dijamantski (PCD) materijali se često biraju-tipične primjene uključuju kompozitne materijale,-legure obojenih metala} i legura ploča visokih performansi{5}{6} Međutim, ultra-visoka tvrdoća i odlična otpornost na habanje PCD-a ne samo da donose prednosti u performansama, već i značajno povećavaju poteškoću obrade, što otežava završetak visoko-kvalitetnog oblikovanja i ponovnog mljevenja samo kroz tradicionalne procese mljevenja. U tradicionalnim procesnim sistemima, obrada sa električnim pražnjenjem (EDM) ili obrada erozijom, kao i ciljani procesi mljevenja spojeva se obično oslanjaju na ovo -, ali ova vrsta metode često dolazi na račun ograničene efikasnosti obrade, komplikovanog tijeka procesa i nedovoljne mogućnosti obrade mikro-geometrije.
Kao alternativna tehnologija u nastajanju sa značajnim prednostima, laserska obrada se postepeno primjenjuje u ovoj industriji. Njegova osnovna prednost je u tome što može direktno generirati rezne ivice, strukture za lomljenje strugotine i složene fine geometrijske karakteristike uz visoku fleksibilnost procesa. Ovaj članak analizira primjenu galvanometara u laserskoj obradi PCD reznih alata, pokrivajući dvije ključne faze proizvodnje i ponovnog brušenja alata, te vodi ključne tehničke zahtjeve galvanometarskih sistema u praktične primjene zasnovane na tipičnim procesima PCD obrade. Na osnovu toga, ove potrebe su dalje mapirane na dvije vrste SCANLAB skenirajućih galvanometara koji se široko koriste u visoko{3}}preciznoj mikromašinskoj obradi i industrijskoj proizvodnji:
Pozicioniranje primjene lasera u proizvodnji i ponovnom brušenju PCD alata
Kada se spominje "laserska obrada" u području proizvodnje PCD alata, obično se odnosi na proces laserske ablacije, koji uklanja materijale isparavanjem ili prskanjem, umjesto topljenjem ili rezanjem u tradicionalnom smislu. U stvarnom procesu obrade alata, laserska tehnologija se uglavnom koristi u dvije ključne karike:
A) Proizvodnja novih alata
Direktno oblikovanje rezne ivice i geometrije lica i boka na lemljenim ili slojevitim PCD umetcima Visoka{0}}precizna obrada razbijača strugotine i struktura za ojačavanje rubova na ulošcima koji se mogu indeksirati ili rotirajućim alatima
Funkcionalna obrada mikrostrukture za poboljšanje performansi rezanja (kao što su anti-teksture protiv trenja, kontrolisane oblasti rubova, itd.)
B) Ponovno brusiti istrošeni alat
Precizno vratite profil rezne ivice uz zadržavanje referentne ravni alata nepromijenjenom
Rekonstruirajte mikro-geometrijske karakteristike (uključujući ivični luk, ivicu, negativnu ivicu i strukturu razbijača strugotine)
Omogućuje lokalizirane popravke kako bi se izbjeglo prekomjerno uklanjanje materijala uz optimizaciju ekonomičnosti alata
Tradicionalna obrada alata uglavnom se zasniva na alatnim mašinama za brušenje, koje se široko koriste u proizvodnji i ponovnom brušenju raznih vrsta alata (kao što su glodala, burgije, itd.). U više-procesnom okruženju paralelne proizvodnje alata, laserska obrada i tradicionalno brušenje obično imaju komplementaran odnos: proces brušenja je uglavnom prikladan za obradu materijala od cementnog karbida i brzoreznog čelika (HSS), kao i za oblikovanje djelomičnih geometrijskih oblika; dok je laserska obrada pogodnija za supertvrde materijale i scenarije primjene koji zahtijevaju visoku mikro-geometrijsku fleksibilnost.
Pozicioniranje primjene lasera u proizvodnji i ponovnom brušenju PCD alata
Kada se spominje "laserska obrada" u području proizvodnje PCD alata, obično se odnosi na proces laserske ablacije, koji uklanja materijale isparavanjem ili prskanjem, umjesto topljenjem ili rezanjem u tradicionalnom smislu. U stvarnom procesu obrade alata, laserska tehnologija se uglavnom koristi u dvije ključne karike:
A) Proizvodnja novih alata
Direktno oblikovanje rezne ivice i geometrije lica i boka na lemljenim ili slojevitim PCD umetcima Visoka{0}}precizna obrada razbijača strugotine i struktura za ojačavanje rubova na ulošcima koji se mogu indeksirati ili rotirajućim alatima
Funkcionalna obrada mikrostrukture za poboljšanje performansi rezanja (kao što su anti-teksture protiv trenja, kontrolisane oblasti rubova, itd.)
B) Ponovno brusiti istrošeni alat
Precizno vratite profil rezne ivice uz zadržavanje referentne ravni alata nepromijenjenom
Rekonstruirajte mikro-geometrijske karakteristike (uključujući ivični luk, ivicu, negativnu ivicu i strukturu razbijača strugotine)
Omogućuje lokalizirane popravke kako bi se izbjeglo prekomjerno uklanjanje materijala uz optimizaciju ekonomičnosti alata
Tradicionalna obrada alata uglavnom se zasniva na alatnim mašinama za brušenje, koje se široko koriste u proizvodnji i ponovnom brušenju raznih vrsta alata (kao što su glodala, burgije, itd.). U više-procesnom okruženju paralelne proizvodnje alata, laserska obrada i tradicionalno brušenje obično imaju komplementaran odnos: proces brušenja je uglavnom prikladan za obradu materijala od cementnog karbida i brzoreznog čelika (HSS), kao i za oblikovanje djelomičnih geometrijskih oblika; dok je laserska obrada pogodnija za supertvrde materijale i scenarije primjene koji zahtijevaju visoku mikro-geometrijsku fleksibilnost.
Procesni prozor PCD laserske obrade: kvalitet, efikasnost proizvodnje i kontrola rizika
Kvalitet PCD obrade se obično sveobuhvatno procjenjuje iz sljedećih ključnih dimenzija:
· Integritet sečiva (bez mikro čipova, konzistentna širina sečiva, kontrolisani radijus sečiva)
·Kvalitet površine grabljive i bočne strane (direktno utiče na nivo sile rezanja i habanje alata)
Geometrijska tačnost (uključujući ugaonu tačnost, karakteristike povezane{0}}kod iskakanja i kritičnu geometrijsku tačnost položaja)
Trenutno, značajan trend razvoja su laseri ultra kratkog impulsa (USP){0}}pikosekundni i femtosekundni laseri.
Upotreba tehnologije nastavlja da raste. U poređenju sa tradicionalnim metodama dugo-pulsne obrade, USP laser može značajno smanjiti toplotne efekte i postići bolji kvalitet površine i mogućnosti kontrole granica u obradi materijala visoke{2}}tvrdoće.
Tokom PCD laserske obrade, glavni faktori rizika uključuju:
·Zona{0}}zahvaćena toplotom (HAZ) i rizik od grafitizacije (usko povezan sa specifičnim procesom i može se efikasno suzbiti kroz strategiju impulsa, odabir talasne dužine i optimizaciju parametara procesa)
·Problem ponovnog taloženja krhotina (kada je efikasnost uklanjanja strugotine ili planiranje putanje skeniranja nedovoljno, to može dovesti do zatupljenja rubova ili pogoršanja hrapavosti obrađene površine)
· Greška u preciznosti postavljanja impulsa (posebno u uslovima visoke frekvencije ponavljanja, kada kontrola pokreta i lasersko okidanje nisu striktno sinhronizovani)
Upravo na ovoj kritičnoj karici performanse galvanometarskog sistema više nisu samo "stavka za poboljšanje performansi", već su direktno evoluirale u osnovno ograničenje koje utiče na kvalitet obrade i stabilnost procesa.
