Miksi PCD-työkalut vaativat "ei--perinteisiä" koneistusmenetelmiä
Kun työkalujen on työstettävä erittäin hankaavia, vaikeasti{0}}työstettäviä-materiaaleja, jotka täyttävät pitkän-käyttöiän ja vakaan geometrisen tarkkuusvaatimukset, monikiteisiä timanttimateriaaleja (PCD) valitaan usein-tyypillisiin sovelluksiin kuuluvat komposiittimateriaalit, ei-{4}}rautametalliseokset ja korkeamuotoiset{5}-puupaneelit. PCD:n erittäin-korkea kovuus ja erinomainen kulutuskestävyys eivät kuitenkaan tuo ainoastaan etuja suorituskykyyn, vaan myös lisäävät merkittävästi käsittelyn vaikeutta, mikä vaikeuttaa korkealaatuista-muovausta ja uudelleenhiontaa vain perinteisillä hiontamenetelmillä. Perinteisissä prosessijärjestelmissä sähköpurkauskoneistuksen (EDM) tai eroosiokoneistuksen sekä kohdistettujen seoshiontaprosesseja luotetaan yleensä tämän korjaamiseksi -, mutta tämäntyyppiset menetelmät ovat usein rajallisen käsittelytehokkuuden, monimutkaisen prosessin kulun ja riittämättömien mikro-geometrian prosessointiominaisuuksien kustannuksella.
Laserkäsittelyä aletaan vähitellen soveltaa tällä alalla nousevana vaihtoehtoisena teknologiana, jolla on merkittäviä etuja. Sen ydinetu on, että se pystyy suoraan luomaan leikkaussärmiä, lastunmurtajarakenteita ja monimutkaisia hienoja geometrisia piirteitä suurella prosessijoustavuudella. Tässä artikkelissa analysoidaan galvanometrien käyttöä PCD-leikkaustyökalujen laserprosessoinnissa kattaen työkalun valmistuksen ja uudelleenhiontamisen kaksi keskeistä vaihetta ja opastetaan galvanometrijärjestelmien tärkeimmät tekniset vaatimukset käytännön sovelluksissa, jotka perustuvat tyypillisiin PCD-käsittelyprosesseihin. Tältä pohjalta nämä tarpeet kartoitetaan edelleen kahdelle SCANLAB-skannaavalle galvanometrityypille, joita käytetään laajalti-tarkkuusmikrokoneistuksessa ja teollisessa tuotannossa:
Laserin sovelluspaikoitus PCD-työkalujen valmistuksessa ja uudelleenhionnassa
Kun "laserkäsittely" mainitaan PCD-työkalujen valmistuksen alalla, se tarkoittaa yleensä laserablaatioprosessia, joka poistaa materiaalit höyrystämällä tai ruiskuttamalla sen sijaan, että se sulaa tai leikkaa perinteisessä mielessä. Varsinaisessa työkalunkäsittelyprosessissa lasertekniikkaa käytetään pääasiassa kahdessa avainlinkissä:
A) Uusien työkalujen valmistus
Suoraan leikkuureunan ja karan pinnan ja kyljen geometrian muotoilu juotetuissa tai kerrostetuissa PCD-terissä Erittäin{0}}tarkka lastunmurtajien ja reunavahvistusrakenteiden koneistus kääntöterillä tai pyörivillä työkaluilla
Toiminnallinen mikrorakenteen käsittely leikkaussuorituskyvyn parantamiseksi (kuten kitkanesto{0}}tekstuurit, kontrolloidut reuna-alueet jne.)
B) Hio kuluneet työkalut uudelleen
Palauta teräprofiili tarkasti ja pidä työkalun peruspiste ennallaan
Rekonstruoi mikro{0}}geometriset ominaisuudet (mukaan lukien reunakaari, viiste, negatiivinen viiste ja lastunkatkaisurakenne)
Mahdollistaa paikalliset korjaukset, jotta vältetään liiallinen materiaalin poisto ja optimoidaan työkalun taloudellisuus
Perinteinen työkalujen käsittely perustuu pääosin hiomakoneisiin, joita käytetään laajalti erilaisten työkalujen valmistuksessa ja hionnassa (kuten jyrsimet, poranterät jne.). Moni-prosessin rinnakkaistyökalujen valmistusympäristössä laserprosessoinnilla ja perinteisellä hiomalla on yleensä toisiaan täydentävä suhde: hiontaprosessi soveltuu pääasiassa kovametalli- ja nopean -nopean teräksen (HSS) materiaalien käsittelyyn sekä osittaisten geometristen muotojen muodostamiseen. laserprosessointi soveltuu paremmin erittäin koville materiaaleille ja käyttöskenaarioille, jotka vaativat suurta mikro-geometristä joustavuutta.
Laserin sovelluspaikoitus PCD-työkalujen valmistuksessa ja uudelleenhionnassa
Kun "laserkäsittely" mainitaan PCD-työkalujen valmistuksen alalla, se tarkoittaa yleensä laserablaatioprosessia, joka poistaa materiaalit höyrystämällä tai ruiskuttamalla sen sijaan, että se sulaa tai leikkaa perinteisessä mielessä. Varsinaisessa työkalunkäsittelyprosessissa lasertekniikkaa käytetään pääasiassa kahdessa avainlinkissä:
A) Uusien työkalujen valmistus
Suoraan leikkuureunan ja karan pinnan ja kyljen geometrian muotoilu juotetuissa tai kerrostetuissa PCD-terissä Erittäin{0}}tarkka lastunmurtajien ja reunavahvistusrakenteiden koneistus kääntöterillä tai pyörivillä työkaluilla
Toiminnallinen mikrorakenteen käsittely leikkaussuorituskyvyn parantamiseksi (kuten kitkanesto{0}}tekstuurit, kontrolloidut reuna-alueet jne.)
B) Hio kuluneet työkalut uudelleen
Palauta teräprofiili tarkasti ja pidä työkalun peruspiste ennallaan
Rekonstruoi mikro{0}}geometriset ominaisuudet (mukaan lukien reunakaari, viiste, negatiivinen viiste ja lastunkatkaisurakenne)
Mahdollistaa paikalliset korjaukset, jotta vältetään liiallinen materiaalin poisto ja optimoidaan työkalun taloudellisuus
Perinteinen työkalujen käsittely perustuu pääosin hiomakoneisiin, joita käytetään laajalti erilaisten työkalujen valmistuksessa ja hionnassa (kuten jyrsimet, poranterät jne.). Moni-prosessin rinnakkaistyökalujen valmistusympäristössä laserprosessoinnilla ja perinteisellä hiomalla on yleensä toisiaan täydentävä suhde: hiontaprosessi soveltuu pääasiassa kovametalli- ja nopean -nopean teräksen (HSS) materiaalien käsittelyyn sekä osittaisten geometristen muotojen muodostamiseen. laserprosessointi soveltuu paremmin erittäin koville materiaaleille ja käyttöskenaarioille, jotka vaativat suurta mikro-geometristä joustavuutta.
PCD-laserkäsittelyprosessin ikkuna: laatu, tuotannon tehokkuus ja riskienhallinta
PCD-käsittelyn laatu arvioidaan yleensä kattavasti seuraavista keskeisistä ulottuvuuksista:
· Terän eheys (ei mikrohalkeilua, tasainen terän leveys, säädettävä terän säde)
· Karan pinnan ja kyljen pinnan laatu (vaikuttaa suoraan leikkausvoiman tasoon ja työkalun kulumiskäyttäytymiseen)
Geometrinen tarkkuus (mukaan lukien kulmatarkkuus, runout{0}}ominaisuudet ja kriittinen geometrisen sijainnin tarkkuus)
Tällä hetkellä merkittävä kehitystrendi on ultrashort pulse (USP) -laserit{0}}pikosekunti- ja femtosekundilaserit.
Teknologian käyttö jatkaa kasvuaan. Verrattuna perinteisiin pitkä{1}}pulssikäsittelymenetelmiin, USP-laser voi merkittävästi vähentää lämpövaikutuksia ja saavuttaa paremman pinnanlaadun ja rajojen hallintaominaisuudet korkeakovien materiaalien käsittelyssä.
PCD-laserkäsittelyn aikana tärkeimmät riskitekijät ovat:
·Lämmön-vaikutusalue (HAZ) ja grafitoitumisriski (liittyy läheisesti tiettyyn prosessiin ja voidaan tehokkaasti vaimentaa pulssistrategian, aallonpituuden valinnan ja prosessiparametrien optimoinnin avulla)
· Roskien uudelleenkertymäongelma (kun lastunpoistoteho tai skannausreitin suunnittelu on riittämätön, se voi johtaa reunan tylppymiseen tai koneistetun pinnan karheuden heikkenemiseen)
· Pulssin sijoittelun tarkkuusvirhe (erityisesti korkean toistotaajuuden olosuhteissa, kun liikkeenohjaus ja laserliipaisu eivät ole tiukasti synkronoituja)
Juuri tässä kriittisessä linkissä galvanometrijärjestelmän suorituskyky ei ole enää vain "suorituskykyä parantava kohde", vaan se on suoraan kehittynyt ydinrajoitteeksi, joka vaikuttaa käsittelyn laatuun ja prosessin vakauteen.
