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Precauciones para el mecanizado CNC de piezas de cerámica
Mecanizado CNC Las piezas de cerámica tienen resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, aislamiento y otras propiedades, y se utilizan ampliamente en semiconductores, comunicaciones de fibra óptica, láseres, equipos médicos, petróleo, metalurgia, electrónica y otras industrias. Con el desarrollo de la industria, las tecnologías de procesamiento de piezas cerámicas se han diversificado, como el prensado en seco a través de materias primas cerámicas de alta pureza, la sinterización a alta temperatura y el mecanizado por fresado CNC de la cerámica mecanizable. Pero el mecanizado CNC se considera la tecnología de procesamiento más utilizada para las piezas de cerámica. Debido a la fragilidad única de los materiales cerámicos, es muy fácil que las piezas de cerámica se astillen durante el mecanizado de fresado CNC. Por lo tanto, el mecanizado CNC de piezas cerámicas mecanizables requiere una tecnología más profesional y experiencia de alto nivel. Al mismo tiempo, un taller de mecanizado CNC tiene la capacidad de mecanizar las piezas de cerámica mecanizables, que también es un aspecto que refleja la fuerza de procesamiento de un taller CNC.
Precauciones para el mecanizado CNC de cerámicas mecanizables
Cerámica es muy dificil. La dureza de la mayoría de las cerámicas industriales es muy alta, solo superada por el diamante, que es la razón principal por la que el mecanizado CNC de piezas de cerámica es bastante difícil. La dureza de los materiales metálicos como el aluminio y el acero es mucho menor que la de los materiales cerámicos, y la rigidez de las máquinas herramienta CNC ordinarias no es lo suficientemente fuerte, lo que provocará una gran vibración durante el proceso de mecanizado, especialmente en el eje principal. La vibración excesiva puede hacer que la herramienta salte y se rompa, lo que acorta directamente la vida útil de la herramienta y también afectará la precisión del mecanizado. En segundo lugar, también reducirá la precisión del husillo. Las virutas producidas durante el proceso de mecanizado de cerámicas mecanizables están en forma de polvo, que puede ingresar a las piezas de precisión dentro de la máquina, causando daños a las piezas de precisión, como tornillos, rieles de guía, etc., y reducir la precisión. de la máquina.
Se requieren máquinas CNC de cerámica mecanizables profesionales. El límite superior del límite de velocidad de la máquina CNC de cerámica mecanizable es más alto que el de la máquina CNC ordinaria. En general, la velocidad máxima de la máquina CNC ordinaria es de 24000 rpm, mientras que la velocidad máxima de la CNC de cerámica puede alcanzar las 36000 rpm, lo que ayudará a que la máquina CNC mecanice cerámicas tan duras y también mejore la estabilidad general de la máquina para evitar vibraciones durante el mecanizado. . Las máquinas CNC de cerámica mecanizable requieren protección múltiple para evitar que el polvo de cerámica entre en la máquina CNC. Es necesario limpiar el polvo cerámico continuamente durante el mecanizado. Al mismo tiempo, también es necesario revisar el sistema de enfriamiento, ya que el sistema de enfriamiento es muy importante para una máquina CNC de alta velocidad.
Se requieren herramientas de corte profesionales. La dureza de los materiales cerámicos es generalmente elevada, lo que dificulta su mecanizado. Por ejemplo, la dureza de la cerámica de alúmina está entre 80° y 90, superada solo por el diamante, y su resistencia al desgaste también es bastante alta, equivalente a 266 veces la del acero al manganeso. Es 171.5 veces mayor que el hierro fundido al cromo, y obviamente no es realista procesarlo con la herramienta habitual de acero de tungsteno (la dureza del acero de tungsteno está entre 45° y 60°). Como se mencionó anteriormente, la dureza de la mayoría de los materiales cerámicos es superada solo por el diamante, por lo que el mecanizado de la cerámica es inseparable del diamante. Las herramientas de corte utilizadas para el mecanizado CNC de materiales cerámicos mecanizables son preferiblemente herramientas recubiertas de diamante, que tienen la vida útil más larga entre las herramientas de corte. Mecanizar la cerámica mecanizable con herramientas recubiertas de diamante que resulta relativamente fácil. Pero si se mecanizan piezas de cerámica mecanizables de alta calidad, también se requerirá un operador senior con mucha experiencia.
Características de la Cerámica
Al igual que otros materiales, la cerámica también tiene sus características únicas, como la cerámica tiene una resistencia ultra alta, una dureza extremadamente alta, un módulo elástico alto, resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, resistencia al choque térmico, etc., y ampliamente utilizado en diversas industrias.
Ventaja de la cerámica
1: Aislantes eléctricos: la cerámica es un excelente aislante eléctrico. Por lo tanto, se utiliza en cables y componentes aislantes críticos.
2: Resistencia al desgaste: la cerámica puede soportar temperaturas muy altas y ciclos térmicos y fricción repetidos y extremos. Por eso son adecuados para piezas de máquinas que requieren fricción, como los rodamientos.
3. Resistentes a la corrosión: Son químicamente inertes; las cerámicas no reaccionan con otros productos químicos, por lo que protegen los instrumentos sensibles de la contaminación.
4. Dureza y resistencia superiores: las cerámicas son conocidas por su increíble dureza y resistencia. Tienen relaciones de resistencia a densidad muy altas en comparación con la mayoría de las aleaciones de ingeniería modernas.
5. Color: la cerámica puede mantener el color durante más tiempo. Si pinta material cerámico, el color se adherirá a la superficie y no se lavará en los próximos años.
6. Fácil de limpiar: la cerámica no retiene los residuos ni el olor de los productos químicos. Son resistentes a las manchas y muy fáciles de limpiar.
Desventaja de la cerámica.
1. Baja resistencia a la tracción: más baja que el metal. Por lo tanto, los metales suelen preferirse para piezas que requieren una alta resistencia a la tracción.
2. Alta fragilidad: en comparación con los metales, la cerámica es frágil y tiene una ductilidad muy baja. La cerámica puede agrietarse cuando es golpeada por un objeto pesado y puede causar daños permanentes.
3. Es difícil controlar la tolerancia dimensional de la cerámica durante el mecanizado.
Aplicación de piezas de cerámica
Las propiedades físicas, químicas y únicas de la cerámica han proporcionado muchas piezas irreemplazables para diferentes industrias y han logrado grandes logros, que son características de durabilidad y dureza excelentes. La siguiente es una introducción a los ejemplos de aplicación del mecanizado CNC de piezas cerámicas en algunas industrias.
l Aplicaciones médicas. Los profesionales de la salud pueden implantar estos tipos especiales de cerámica en el cuerpo humano sin ningún tipo de reacción adversa. Otra área son las aplicaciones dentales, utilizando dientes hechos de cerámica como la zirconia como sustituto de los dientes reales.
l Aplicación industrial. Las piezas cerámicas complejas y de alta precisión también han tenido éxito en el área industrial. Las piezas hechas de cerámica tienen una excelente resistencia al desgaste y pueden utilizarse durante mucho tiempo en algunas piezas críticas.
l Aplicaciones electrónicas. Las piezas de cerámica con aislamiento eléctrico son una mejor opción para la protección contra riesgos eléctricos contra riesgos eléctricos.
¿Cómo hacer el mecanizado CNC para la cerámica?
l Procesamiento de “bisque”. El mecanizado CNC de la cerámica es más difícil si la cerámica ya ha sido sinterizada, ya que las virutas y las piezas grandes vuelan. Los componentes cerámicos se pueden procesar de manera más eficiente en un estado compactado "verde" o en forma de "bisque" precocido antes de la sinterización final. En general, las piezas de cerámica en estado presinterizado se pueden procesar mediante fresado, taladrado, torneado y otros métodos. En términos de herramientas de corte, las herramientas de corte de acero recubiertas de nitruro de titanio (TiN), las herramientas de corte de carburo de tungsteno y las herramientas de corte de diamante policristalino (PCD) se utilizan para el procesamiento de cerámica presinterizada.
l Proceso de molienda. El proceso de mecanizado más común es el rectificado. La molienda de cerámica también se realiza mejor con un refrigerante líquido para lubricar el área que se está moliendo. Para la cerámica sinterizada se utilizan preferiblemente muelas abrasivas aglomeradas con resina, en las que se prensan diamantes sintéticos o naturales de diferentes tamaños de partículas en resinas poliméricas en concentraciones variables. Con la ayuda de muelas abrasivas, las piezas de cerámica se pueden pulir hasta obtener un acabado de espejo.
l Reservar más, margen de mecanizado. La pieza de trabajo se mecaniza con CNC con más margen y luego se rectifica con una amoladora para crear una pieza de cerámica de precisión.
l Procesamiento a doble cara. Trabajar primero del lado de la cerámica, hasta aproximadamente la mitad, retirar la pieza, darle la vuelta y trabajar del otro lado. Este método tiene desventajas, porque no hay garantía de que no habrá errores en las coordenadas de posición de las dos abrazaderas, por lo que habrá desalineación cuando los dos lados estén conectados, pero la desalineación no será exagerada y es aceptable en mayoria de los casos.
Consejos para diseñar piezas de cerámica
Al diseñar piezas de cerámica, debe tener en cuenta ciertas propiedades inherentes de la cerámica. Tenga en cuenta que la cerámica es muy frágil. Por lo tanto, es crucial evitar enfocar el estrés en puntos específicos. Dominar el arte de diseñar piezas de cerámica ayudará en el mecanizado CNC:
l Convierta la tensión de tracción en tensión de compresión: esto permitirá que el material absorba más tensión sin romperse.
l Evite los bordes largos y afilados.
l Utilice diseños circulares en lugar de ovalados.
l Asegúrese de que los orificios no estén demasiado juntos.
l Evite cambios bruscos de sección transversal.
l Evite diseños y formas de paredes complejas y utilice en su lugar diseños simples.
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