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Précautions pour l'usinage CNC de pièces en céramique
Usinage CNC Les pièces en céramique ont une résistance à haute température, une résistance à la corrosion, une résistance à l'usure, une isolation et d'autres propriétés, et sont largement utilisées dans les semi-conducteurs, les communications par fibre optique, les lasers, les équipements médicaux, le pétrole, la métallurgie, l'électronique et d'autres industries. Avec le développement de l'industrie, les technologies de traitement des pièces en céramique se sont diversifiées, telles que le pressage à sec à travers des matières premières céramiques de haute pureté, le frittage à haute température et l'usinage par fraisage CNC de la céramique usinable. Mais l'usinage CNC est considéré comme la technologie de traitement la plus largement utilisée pour les pièces en céramique. En raison de la fragilité unique des matériaux céramiques, les pièces en céramique ont très facilement des problèmes d'écaillage lors de l'usinage par fraisage CNC. Par conséquent, l'usinage CNC de pièces en céramique usinables nécessite une technologie plus professionnelle et une expérience de haut niveau. Dans le même temps, un atelier d'usinage CNC a la capacité d'usiner les pièces en céramique usinables, ce qui est également un aspect qui reflète la force de traitement d'un atelier CNC.
Précautions pour l'usinage CNC des céramiques usinables
Céramique est très dur. La dureté de la plupart des céramiques industrielles est très élevée, juste derrière le diamant, ce qui est la principale raison pour laquelle l'usinage CNC de pièces en céramique est assez difficile. La dureté des matériaux métalliques tels que l'aluminium et l'acier est bien inférieure à celle des matériaux céramiques, et la rigidité des machines-outils CNC ordinaires n'est pas assez forte, ce qui provoquera de fortes vibrations pendant le traitement d'usinage, en particulier pour l'arbre principal. Les vibrations excessives peuvent provoquer le saut de l'outil et sa rupture, ce qui raccourcit directement la durée de vie de l'outil et affecte également la précision d'usinage. Deuxièmement, cela réduira également la précision de la broche. Les copeaux produits lors du traitement d'usinage de la céramique usinable se présentent sous forme de poudre, qui peut pénétrer dans les pièces de précision à l'intérieur de la machine, causant des dommages aux pièces de précision, telles que vis, rail de guidage, etc., etc., et réduire la précision de la machine.
Des machines CNC professionnelles en céramique usinable sont nécessaires. La limite supérieure de la limite de vitesse de la machine CNC à céramique usinable est supérieure à celle de la machine CNC ordinaire. Généralement, la vitesse maximale de la machine CNC ordinaire est de 24000 tr/min, tandis que la vitesse maximale de la CNC céramique peut atteindre 36000 tr/min, ce qui soutiendra bien la machine CNC usinant de telles céramiques dures, et améliore également la stabilité globale de la machine pour éviter les vibrations de la machine pendant l'usinage. . Les machines CNC à céramique usinable nécessitent une protection multiple pour empêcher la poudre de céramique d'entrer dans la machine CNC. Il est nécessaire de nettoyer la poudre de céramique en continu pendant l'usinage. Dans le même temps, il faut également vérifier le système de refroidissement, car le système de refroidissement est très important pour une machine CNC à grande vitesse.
Des outils de coupe professionnels sont nécessaires. La dureté des matériaux céramiques est généralement élevée, ce qui rend l'usinage difficile. Par exemple, la dureté de la céramique d'alumine est comprise entre 80° et 90, juste derrière le diamant, et sa résistance à l'usure est également assez élevée, équivalente à 266 fois celle de l'acier au manganèse. C'est 171.5 fois celui de la fonte au chrome, et il n'est évidemment pas réaliste de le traiter avec l'outil en acier au tungstène habituel (la dureté de l'acier au tungstène est comprise entre 45° et 60°). Comme mentionné précédemment, la dureté de la plupart des matériaux céramiques est juste derrière le diamant, de sorte que l'usinage de la céramique est indissociable du diamant. Les outils de coupe utilisés pour l'usinage CNC des matériaux céramiques usinables sont de préférence des outils revêtus de diamant, qui ont la plus longue durée de vie parmi les outils de coupe. Usinage de la céramique usinable avec des outils diamantés qui tourne relativement facilement. Mais si vous usinez des pièces en céramique usinables de haute qualité, cela nécessitera également un opérateur expérimenté avec beaucoup d'expérience.
Caractéristiques de la Céramique
Comme d'autres matériaux, la céramique a également ses caractéristiques uniques, telles que la céramique a une résistance ultra-élevée, une dureté extrêmement élevée, un module élastique élevé, une résistance à haute température, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion, une résistance à l'oxydation, une résistance aux chocs thermiques, etc., et largement utilisé dans diverses industries.
Avantage de la céramique
1：Isolateurs électriques : les céramiques sont d'excellents isolants électriques. Par conséquent, il est utilisé dans les fils et composants isolants critiques.
2 : résistance à l'usure : la céramique peut résister à des températures très élevées et peut résister à des cycles thermiques et à des frottements répétés et extrêmes. C'est pourquoi ils conviennent aux pièces de machines qui nécessitent des frottements, comme les roulements.
3. Résistant à la corrosion : Ils sont chimiquement inertes ; la céramique ne réagit pas avec d'autres produits chimiques, elle protège donc les instruments sensibles de la contamination.
4. Dureté et résistance supérieures : La céramique est connue pour sa dureté et sa résistance incroyables. Ils ont des rapports résistance/densité très élevés par rapport à la plupart des alliages techniques modernes.
5. Couleur : la céramique peut conserver la couleur plus longtemps. Si vous peignez de la céramique, la couleur collera à la surface et ne sera pas lavée pendant des années.
6. Facile à nettoyer : la céramique ne retient pas les résidus et l'odeur des produits chimiques. Ils sont résistants aux taches et très faciles à nettoyer.
Inconvénient de la céramique
1. Faible résistance à la traction : inférieure au métal. Par conséquent, les métaux sont généralement préférés pour les pièces nécessitant une résistance à la traction élevée.
2. Fragilité élevée : Par rapport aux métaux, la céramique est fragile et a une très faible ductilité. La céramique peut se fissurer lorsqu'elle est frappée par un objet lourd et peut causer des dommages permanents.
3. Il est difficile de contrôler la tolérance dimensionnelle de la céramique lors de l'usinage.
Application de pièces en céramique
Les propriétés physiques, chimiques et uniques de la céramique ont fourni de nombreuses pièces irremplaçables pour différentes industries et ont atteint des performances élevées, qui sont la durabilité et d'excellentes caractéristiques de dureté. Ce qui suit est une introduction aux exemples d'application d'usinage CNC de pièces en céramique dans certaines industries.
l Applications médicales. Les professionnels de la santé peuvent implanter ces types spéciaux de céramiques dans le corps humain sans aucun type de réaction indésirable. Un autre domaine concerne les applications dentaires, utilisant des dents en céramique telles que la zircone comme substitut aux vraies dents.
l Application industrielle. Les pièces céramiques complexes et de haute précision ont également rencontré le succès dans le domaine industriel. Les pièces en céramique ont une excellente résistance à l'usure et peuvent être utilisées pendant longtemps dans certaines pièces critiques.
l Candidatures électroniques. Les pièces en céramique avec isolation électrique sont un meilleur choix pour la protection contre les risques électriques contre les risques électriques.
Comment faire de l'usinage CNC pour la céramique?
l Traitement "bisque". L'usinage CNC de la céramique est plus difficile si la céramique a déjà été frittée, car les copeaux et les gros morceaux volent. Les composants en céramique peuvent être traités plus efficacement dans un état compacté "vert" ou sous forme de "bisque" précuit avant le frittage final. Généralement, les pièces en céramique à l'état pré-fritté peuvent être traitées par fraisage, perçage, tournage et autres méthodes. En termes d'outils de coupe, des outils de coupe en acier revêtu de nitrure de titane (TiN), des outils de coupe en carbure de tungstène et des outils de coupe en diamant polycristallin (PCD) sont utilisés pour le traitement des céramiques préfrittées.
l Processus de broyage. Le processus d'usinage le plus courant est le meulage. Il est également préférable de meuler la céramique avec un liquide de refroidissement pour lubrifier la zone à meuler. Pour les céramiques frittées, on utilise de préférence des meules liées à la résine, dans lesquelles des diamants synthétiques ou naturels de tailles de particules variables sont pressés dans des résines polymères à des concentrations variables. À l'aide de meules, les pièces en céramique peuvent être polies pour obtenir une finition miroir.
l Réservez PLUS surépaisseur d'usinage. La pièce est usinée CNC avec plus de tolérance, puis meulée avec une meuleuse pour créer une pièce en céramique de précision.
l Traitement double face. Travaillez d'abord du côté de la céramique, jusqu'à environ la moitié, retirez la pièce, retournez-la et travaillez l'autre côté. Cette méthode présente des inconvénients, car il n'y a aucune garantie qu'il n'y aura pas d'erreurs dans les coordonnées de position des deux pinces, il y aura donc un désalignement lorsque les deux côtés sont connectés, mais le désalignement ne sera pas exagéré, et il est acceptable dans la plupart des cas.
Conseils pour la conception de pièces en céramique
Lors de la conception de pièces en céramique, vous devez tenir compte de certaines propriétés inhérentes à la céramique. Gardez à l'esprit que la céramique est très fragile. Par conséquent, il est crucial d'éviter de focaliser l'accent sur des points spécifiques. Maîtriser l'art de concevoir des pièces en céramique facilitera l'usinage CNC :
l Convertir la contrainte de traction en contrainte de compression : cela permettra au matériau d'absorber plus de contraintes sans se rompre.
l Évitez les bords longs et tranchants.
l Utilisez des motifs circulaires au lieu d'ovales.
l Assurez-vous que les trous ne sont pas trop rapprochés.
l Éviter les changements brusques de section.
l Évitez les conceptions et les formes de murs complexes et utilisez plutôt des murs simples.
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