Kodėl PCD įrankiams reikalingi „ne{0}}tradiciniai“ apdirbimo metodai
Kai įrankiais reikia apdoroti labai abrazyvias, sunkiai{0}}apdirbamas{1}}medžiagas, laikantis ilgalaikio-tarnavimo ir stabilaus geometrinio tikslumo reikalavimų, dažnai pasirenkamos polikristalinio deimantų (PCD) medžiagos-įprastos taikymas: kompozitinės medžiagos, ne{4}}juodųjų metalų lydiniai ir aukštos formos {5} medienos lydiniai. Tačiau itin -didelis PCD kietumas ir puikus atsparumas dėvėjimuisi ne tik suteikia našumo pranašumų, bet ir žymiai apsunkina apdorojimą, todėl sudėtinga kokybiškai formuoti ir šlifuoti tik taikant tradicinius šlifavimo procesus. Tradicinėse procesų sistemose dažniausiai naudojamas elektros išlydžio apdirbimas (EDM) arba erozinis apdirbimas, taip pat tiksliniai mišinio šlifavimo procesai, - tačiau tokio tipo metodai dažnai yra riboto apdorojimo efektyvumo, sudėtingo proceso srauto ir nepakankamų mikro-geometrijos apdorojimo galimybių sąskaita.
Lazerinis apdorojimas, kaip atsirandanti alternatyvi technologija, turinti didelių pranašumų, šioje pramonėje palaipsniui taikomas. Pagrindinis jo pranašumas yra tai, kad jis gali tiesiogiai generuoti pjovimo briaunas, drožlių pertraukimo struktūras ir sudėtingas smulkias geometrines savybes, pasižyminčias dideliu proceso lankstumu. Šiame straipsnyje analizuojamas galvanometrų taikymas apdorojant PCD pjovimo įrankius lazeriu, apimantis du pagrindinius įrankių gamybos ir šlifavimo etapus, ir pateikiami pagrindiniai galvanometrų sistemų techniniai reikalavimai praktiniam pritaikymui, remiantis tipiniais PCD apdorojimo procesais. Remiantis tuo, šie poreikiai toliau susieti su dviejų tipų SCANLAB skenuojančiais galvanometrais, plačiai naudojamiems didelio-tikslumo mikroapdirbimo ir pramoninės gamybos srityse:
Lazerio pritaikymo pozicionavimas PCD įrankių gamyboje ir šlifuojant
Kai PCD įrankių gamybos srityje minimas „apdirbimas lazeriu“, tai paprastai reiškia lazerio abliacijos procesą, kurio metu medžiagos pašalinamos išgarinant ar purškiant, o ne lydant ar pjaustant tradicine prasme. Faktiniame įrankių apdorojimo procese lazerinė technologija daugiausia naudojama dviem pagrindinėms grandims:
A) Naujų įrankių gamyba
Tiesioginis pjovimo briaunos ir grėblio paviršiaus bei šonų geometrijos formavimas ant lituotų arba sluoksniuotų PCD įdėklų Didelio{0}}tikslumo drožlių ir kraštų stiprinimo konstrukcijų apdirbimas ant indeksuojamų įdėklų arba besisukančių įrankių
Funkcinis mikrostruktūrų apdorojimas, siekiant pagerinti pjovimo našumą (pvz., anti-trinties tekstūros, kontroliuojamos kraštų sritys ir kt.)
B) Peršlifuokite susidėvėjusius įrankius
Tiksliai atkurkite pjovimo briaunos profilį, nepakeisdami įrankio atskaitos taško plokštumos
Atkurti mikro{0}}geometrines ypatybes (įskaitant briaunos lanką, nusklembimą, neigiamą nuožulną ir drožlių pertraukiklio struktūrą)
Įgalina vietinį remontą, kad būtų išvengta pernelyg didelio medžiagų pašalinimo ir optimizuojamas įrankio ekonomiškumas
Tradicinis įrankių apdirbimas daugiausia grindžiamas šlifavimo staklėmis, kurios plačiai naudojamos įvairių tipų įrankių (pvz., frezų, grąžtų ir kt.) gamyboje ir perdirbimui. Kelių-procesų lygiagrečių įrankių gamybos aplinkoje apdirbimas lazeriu ir tradicinis šlifavimas paprastai yra vienas kitą papildantys: šlifavimo procesas daugiausia tinka cementuoto karbido ir greitaeigio plieno (HSS) medžiagų apdorojimui, taip pat dalinių geometrinių formų formavimui; o apdorojimas lazeriu labiau tinka ypač kietoms medžiagoms ir pritaikymo scenarijams, kuriems reikalingas didelis mikro-geometrinis lankstumas.
Lazerio pritaikymo pozicionavimas PCD įrankių gamyboje ir šlifuojant
Kai PCD įrankių gamybos srityje minimas „apdirbimas lazeriu“, tai paprastai reiškia lazerio abliacijos procesą, kurio metu medžiagos pašalinamos išgarinant ar purškiant, o ne lydant ar pjaustant tradicine prasme. Faktiniame įrankių apdorojimo procese lazerinė technologija daugiausia naudojama dviem pagrindinėms grandims:
A) Naujų įrankių gamyba
Tiesioginis pjovimo briaunos ir grėblio paviršiaus bei šonų geometrijos formavimas ant lituotų arba sluoksniuotų PCD įdėklų Didelio{0}}tikslumo drožlių ir kraštų stiprinimo konstrukcijų apdirbimas ant indeksuojamų įdėklų arba besisukančių įrankių
Funkcinis mikrostruktūrų apdorojimas, siekiant pagerinti pjovimo našumą (pvz., anti-trinties tekstūros, kontroliuojamos kraštų sritys ir kt.)
B) Peršlifuokite susidėvėjusius įrankius
Tiksliai atkurkite pjovimo briaunos profilį, nepakeisdami įrankio atskaitos taško plokštumos
Atkurti mikro{0}}geometrines ypatybes (įskaitant briaunos lanką, nusklembimą, neigiamą nuožulną ir drožlių pertraukiklio struktūrą)
Įgalina vietinį remontą, kad būtų išvengta pernelyg didelio medžiagų pašalinimo ir optimizuojamas įrankio ekonomiškumas
Tradicinis įrankių apdirbimas daugiausia grindžiamas šlifavimo staklėmis, kurios plačiai naudojamos įvairių tipų įrankių (pvz., frezų, grąžtų ir kt.) gamyboje ir perdirbimui. Kelių-procesų lygiagrečių įrankių gamybos aplinkoje apdirbimas lazeriu ir tradicinis šlifavimas paprastai yra vienas kitą papildantys: šlifavimo procesas daugiausia tinka cementuoto karbido ir greitaeigio plieno (HSS) medžiagų apdorojimui, taip pat dalinių geometrinių formų formavimui; o apdorojimas lazeriu labiau tinka ypač kietoms medžiagoms ir pritaikymo scenarijams, kuriems reikalingas didelis mikro-geometrinis lankstumas.
PCD lazerinio apdorojimo proceso langas: kokybė, gamybos efektyvumas ir rizikos kontrolė
PCD apdorojimo kokybė paprastai yra visapusiškai vertinama pagal šiuos pagrindinius aspektus:
· Ašmenų vientisumas (nėra mikro drožlių, vienodas ašmenų plotis, reguliuojamas ašmenų spindulys)
· Grėblio paviršiaus ir šono paviršiaus kokybė (tiesiogiai veikia pjovimo jėgos lygį ir įrankio nusidėvėjimą)
Geometrinis tikslumas (įskaitant kampinį tikslumą, su bėgimu{0}}susijusias funkcijas ir kritinės geometrinės padėties tikslumą)
Šiuo metu reikšminga plėtros tendencija yra ultratrumpųjų impulsų (USP) lazeriai{0}}pikosekundžių ir femtosekundžių lazeriai.
Technologijų naudojimas ir toliau auga. Palyginti su tradiciniais ilgo{1}impulsinio apdorojimo metodais, USP lazeris gali žymiai sumažinti šiluminį poveikį ir pasiekti geresnę paviršiaus kokybę bei ribų valdymo galimybes apdorojant didelio-kietumo medžiagas.
Apdorojant PCD lazeriu, pagrindiniai rizikos veiksniai yra šie:
· Šilumos{0}}paveikta zona (HAZ) ir grafitizacijos rizika (glaudžiai susijusi su konkrečiu procesu ir gali būti veiksmingai slopinama taikant impulsų strategiją, bangos ilgio parinkimą ir proceso parametrų optimizavimą)
· Nuolaužų pakartotinio nusodinimo problema (kai drožlių pašalinimo efektyvumas arba nuskaitymo kelio planavimas yra nepakankamas, tai gali sukelti briaunų atbunkimą arba apdirbto paviršiaus šiurkštumo pablogėjimą)
· Impulsų išdėstymo tikslumo klaida (ypač esant didelio pasikartojimo dažnio sąlygoms, kai judesio valdymas ir lazerio paleidimas nėra griežtai sinchronizuoti)
Būtent šioje kritinėje grandyje galvanometro sistemos veikimas nebėra tik „našumo gerinimo elementas“, bet tiesiogiai tapo pagrindiniu apribojimu, turinčiu įtakos apdorojimo kokybei ir proceso stabilumui.
