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セラミック部品をCNC加工する際の注意事項
CNC加工 セラミック部品は、高温耐性、耐腐食性、耐摩耗性、絶縁性などの特性を備えており、半導体、光ファイバー通信、レーザー、医療機器、石油、冶金、電子機器などの産業で広く使用されています。 産業の発展に伴い、セラミック部品の加工技術は多様化しており、高純度のセラミック原料による乾式プレス、高温焼結、機械加工可能なセラミックのCNCフライス加工などがあります。 しかし、CNC 機械加工は、セラミック部品に最も広く使用されている加工技術と見なされています。 独特のもろいセラミック材料のため、セラミック部品は CNC フライス加工中に非常に簡単にチッピングの問題が発生します。 そのため、機械加工可能なセラミック部品の CNC 加工には、より専門的な技術と上級の経験が必要です。 同時に、CNC マシニング ショップは機械加工可能なセラミック部品を加工する能力を持っています。これは、CNC ワークショップの加工力を反映する側面でもあります。
マシナブルセラミックスをCNC加工する際の注意事項
セラミック 非常に難しいです。 ほとんどの工業用セラミックの硬度は非常に高く、ダイヤモンドに次いで XNUMX 番目です。これがセラミック部品の CNC 加工が非常に難しい主な理由です。 アルミニウムや鋼などの金属材料の硬度は、セラミック材料の硬度よりもはるかに低く、通常の CNC 工作機械の剛性は十分に強くないため、特にメイン シャフトの機械加工中に大きな振動が発生します。 過度の振動は、工具の飛びや工具の破損を引き起こし、工具の寿命を直接的に縮め、加工精度にも影響を与えます。 第二に、スピンドルの精度も低下します。 マシナブルセラミックスのマシニング加工時に発生する削り屑が粉末となり、機械内部の精密部品に入り込み、ねじやガイドレールなどの精密部品を破損させ、精度を低下させる可能性があります。マシンの。
プロのマシナブル セラミックス CNC マシンが必要です。 マシナブルセラミックスCNCマシンの速度制限の上限は、通常のCNCマシンよりも高くなっています。 通常、通常の CNC マシンの最高速度は 24000rpm ですが、セラミック CNC の最高速度は 36000rpm に達することができます。これは、ハード セラミックスなどの CNC マシンの加工をサポートし、マシンの全体的な安定性を高めて、加工中のマシンの振動を防ぎます。 . 機械加工可能なセラミックス CNC マシンは、セラミック粉末が CNC マシンに入るのを防ぐために複数の保護を要求します。 加工中はセラミックス粉末を継続的に洗浄する必要があります。 同時に、冷却システムもチェックする必要があります。冷却システムは高速 CNC マシンにとって非常に重要です。
プロの切削工具が必要です。 セラミック材料は一般的に硬度が高く、機械加工が困難です。 例えば、アルミナセラミックスの硬度はダイヤモンドに次ぐ80°～90°であり、耐摩耗性も非常に高く、マンガン鋼の266倍に相当します。 クロム鋳鉄の171.5倍であり、通常のタングステン鋼工具で加工するのは明らかに現実的ではありません（タングステン鋼の硬度は45°～60°です）。 前述のように、ほとんどのセラミック材料の硬度はダイヤモンドに次ぐものであるため、セラミックの機械加工はダイヤモンドと切り離すことはできません。 機械加工可能なセラミック材料をCNC加工するために使用される切削工具は、切削工具の中で最も寿命の長いダイヤモンドコーティングされた工具が好ましいです。 比較的簡単に回転するダイヤモンドコーティングされたツールを使用して、機械加工可能なセラミックを加工します。 しかし、高品質の機械加工可能なセラミック部品を加工する場合は、十分な経験を持つ上級オペレーターも必要になります。
セラミックスの特徴
セラミックスも他の材料と同様に、超高強度、超高硬度、高弾性率、耐高温性、耐摩耗性、耐食性、耐酸化性、耐熱衝撃性などの特徴を有し、広く使用されています。さまざまな業界で。
セラミックスの利点
1：電気絶縁体：セラミックスは優れた電気絶縁体です。 したがって、重要な絶縁ワイヤおよびコンポーネントに使用されます。
2：耐摩耗性：セラミックスは非常に高温に耐えることができ、繰り返される極端な熱サイクルと摩擦に耐えることができます. そのため、ベアリングなどの摩擦を必要とする機械部品に適しています。
3.耐腐食性：化学的に不活性です。 セラミックは他の化学物質と反応しないため、敏感な器具を汚染から保護します。
4. 優れた硬度と強度: セラミックスは、信じられないほどの硬度と強度で知られています。 それらは、ほとんどの最新のエンジニアリング合金と比較して、非常に高い強度対密度比を持っています。
5.色：セラミックは色をより長く保つことができます。 セラミック素材に塗装すると、色が表面にくっつき、何年も洗い流されません。
6. お手入れ簡単：セラミックは化学物質の残留物や臭いを保持しません。 汚れにくく、お手入れもとても簡単です。
セラミックスのデメリット
1. 低引張強度: 金属よりも低い。 したがって、通常、高い引張強度が必要な部品には金属が好まれます。
2. 高脆性: 金属と比較して、セラミックスは脆く、延性が非常に低くなります。 セラミックは重い物が当たるとひびが入り、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。
3.セラミックスは機械加工時の寸法公差管理が難しい。
セラミック部品の応用
セラミックスの持つ物理的、化学的、独自の特性は、さまざまな産業にかけがえのない部品を数多く提供し、耐久性と優れた硬度特性という高い成果を上げてきました。 以下は、いくつかの業界におけるセラミック部品の CNC 加工の適用例の紹介です。
l 医療用途。 医療専門家は、これらの特殊なタイプのセラミックを人体に移植しても、何の副作用もありません。 もう XNUMX つの分野は、本物の歯の代わりにジルコニアなどのセラミックスで作られた歯を使用する歯科用途です。
l 産業用アプリケーション。 複雑で高精度のセラミック部品は、工業分野でも成功を収めています。 セラミックス製の部品は耐摩耗性に優れており、一部の重要な部品で長期間使用できます。
l 電子アプリケーション。 電気絶縁を備えたセラミック部品は、電気的危険に対する電気的危険に対する保護のためのより良い選択です。
セラミックのCNC加工はどのように行うのですか?
l 「ビスク」を加工。 セラミックがすでに焼結されている場合、切りくずや大きな破片が飛び散るため、セラミックの CNC 加工はより困難になります。 セラミック部品は、最終的な焼結の前に、「生の」圧縮状態または焼成前の「素焼き」の状態で最も効率的に処理できます。 一般に、予備焼結状態のセラミック部品は、フライス加工、穴あけ加工、旋削加工などの方法で加工できます。 切削工具に関しては、窒化チタン (TiN) 被覆鋼切削工具、超硬切削工具、多結晶ダイヤモンド (PCD) 切削工具が予備焼結セラミックスの加工に使用されます。
l 研削工程。 最も一般的な機械加工プロセスは研削です。 セラミックスの研削も、研削される領域を潤滑するために液体クーラントを使用して行うのが最適です。 焼結セラミックの場合、レジン結合砥石が好ましく使用され、様々な粒子サイズの合成または天然ダイヤモンドが様々な濃度のポリマー樹脂に圧入されます。 砥石の助けを借りて、セラミック部品を鏡面仕上げに研磨できます。
l ご予約 他には？ 取り代. ワークピースは、より多くの余裕を持ってCNC機械加工された後、グラインダーで研削されて精密なセラミック部品を作成します.
l 両面加工。 陶器の面から作業を始め、半分くらいまで行ったら、ピースを取り出して裏返し、もう一方の面を作業します。 この方法には欠点があります。XNUMX つのクランプの位置座標に誤差がないという保証がないため、XNUMX つの側面を接続したときにずれが生じますが、ずれが誇張されることはなく、許容範囲内です。ほとんどの場合。
セラミック部品設計のヒント
セラミック部品を設計するときは、セラミック固有の特定の特性を考慮する必要があります。 セラミックは非常にもろいので注意してください。 したがって、特定のポイントにストレスを集中させないようにすることが重要です。 セラミック パーツの設計技術を習得すると、CNC 加工に役立ちます。
l 引張り応力を圧縮応力に変換: これにより、材料が破損することなく、より多くの応力を吸収できるようになります。
l 長く鋭いエッジは避けてください。
l 楕円形ではなく円形のデザインを使用します。
l 穴が近すぎないようにしてください。
l 急激な断面変化は避けてください。
l 複雑な壁のデザインや形状は避け、代わりにシンプルなものを使用してください。
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