Zakaj orodja PCD zahtevajo »ne-tradicionalne« metode obdelave
Kadar je treba z orodji obdelovati zelo abrazivne materiale,-ki jih je-obdelovati, hkrati pa izpolnjevati zahteve glede dolgo-trajne življenjske dobe in stabilne geometrijske natančnosti, so pogosto izbrani polikristalni diamantni (PCD) materiali-običajne aplikacije vključujejo kompozitne materiale, zlitine ne-železnih kovin in visoko-plošče-na osnovi lesa. Vendar ultra-visoka trdota in odlična odpornost proti obrabi PCD-ja ne prinašata samo prednosti pri zmogljivosti, ampak tudi znatno povečata težave pri obdelavi, zaradi česar je težko dokončati visoko{9}}kakovostno oblikovanje in ponovno brušenje samo s tradicionalnimi postopki brušenja. V tradicionalnih procesnih sistemih se običajno zanašajo na obdelavo z električnim praznjenjem (EDM) ali erozijsko obdelavo, pa tudi na ciljne postopke brušenja spojin, da nadomestijo to -, vendar ta vrsta metode pogosto prihaja na račun omejene učinkovitosti obdelave, zapletenega toka procesa in nezadostnih zmogljivosti obdelave mikro-geometrije.
Kot nastajajoča alternativna tehnologija s pomembnimi prednostmi se laserska obdelava postopoma uporablja v tej industriji. Njegova glavna prednost je, da lahko neposredno ustvari rezalne robove, strukture lomilcev odrezkov in kompleksne fine geometrijske značilnosti z visoko prilagodljivostjo postopka. Ta članek analizira uporabo galvanometrov pri laserski obdelavi rezalnih orodij PCD, ki zajema dve ključni stopnji izdelave orodja in ponovnega brušenja, ter usmerja ključne tehnične zahteve galvanometrskih sistemov v praktičnih aplikacijah, ki temeljijo na tipičnih procesih obdelave PCD. Na podlagi tega so te potrebe nadalje preslikane na dve vrsti skenirnih galvanometrov SCANLAB, ki se pogosto uporabljajo pri visoko-natančni mikroobdelavi in industrijski proizvodnji:
Pozicioniranje uporabe laserja pri izdelavi in ponovnem brušenju orodij PCD
Ko se na področju izdelave orodij PCD omenja "laserska obdelava", se običajno nanaša na postopek laserske ablacije, ki odstranjuje materiale z uparjanjem ali razprševanjem, namesto s taljenjem ali rezanjem v tradicionalnem smislu. V dejanskem procesu obdelave orodja se laserska tehnologija uporablja predvsem v dveh ključnih povezavah:
A) Izdelava novega orodja
Neposredno oblikovanje rezalnega roba ter geometrije prečne strani in boka na spajkanih ali slojevitih ploščicah PCD Visoko-natančna obdelava lomilcev odrezkov in struktur za ojačitev robov na menjalnih ploščicah ali vrtljivih orodjih
Funkcionalna obdelava mikrostrukture za izboljšanje učinkovitosti rezanja (kot so teksture proti-trenju, nadzorovana območja robov itd.)
B) Ponovno brusite obrabljena orodja
Natančno obnovite profil rezalnega roba, pri tem pa ohranite referenčno ravnino orodja nespremenjeno
Rekonstruirajte mikro{0}}geometrijske značilnosti (vključno z robnim lokom, posnetjem, negativnim posnetjem in strukturo lomilca odrezkov)
Omogoča lokalizirana popravila, da se izognete prekomernemu odstranjevanju materiala, hkrati pa optimizirate ekonomičnost orodja
Tradicionalna obdelava orodij v glavnem temelji na brusilnih strojih, ki se pogosto uporabljajo pri izdelavi in ponovnem brušenju različnih vrst orodij (kot so rezkala, svedri itd.). V več-procesnem okolju vzporedne izdelave orodij sta laserska obdelava in tradicionalno brušenje običajno komplementarni odnos: postopek brušenja je v glavnem primeren za obdelavo materialov iz cementnega karbida in hitroreznega jekla (HSS), kot tudi za oblikovanje delnih geometrijskih oblik; medtem ko je laserska obdelava bolj primerna za supertrde materiale in scenarije uporabe, ki zahtevajo visoko mikro-geometrično prilagodljivost.
Pozicioniranje uporabe laserja pri izdelavi in ponovnem brušenju orodij PCD
Ko se na področju izdelave orodij PCD omenja "laserska obdelava", se običajno nanaša na postopek laserske ablacije, ki odstranjuje materiale z uparjanjem ali razprševanjem, namesto s taljenjem ali rezanjem v tradicionalnem smislu. V dejanskem procesu obdelave orodja se laserska tehnologija uporablja predvsem v dveh ključnih povezavah:
A) Izdelava novega orodja
Neposredno oblikovanje rezalnega roba ter geometrije prečne strani in boka na spajkanih ali slojevitih ploščicah PCD Visoko-natančna obdelava lomilcev odrezkov in struktur za ojačitev robov na menjalnih ploščicah ali vrtljivih orodjih
Funkcionalna obdelava mikrostrukture za izboljšanje učinkovitosti rezanja (kot so teksture proti-trenju, nadzorovana območja robov itd.)
B) Ponovno brusite obrabljena orodja
Natančno obnovite profil rezalnega roba, pri tem pa ohranite referenčno ravnino orodja nespremenjeno
Rekonstruirajte mikro{0}}geometrijske značilnosti (vključno z robnim lokom, posnetjem, negativnim posnetjem in strukturo lomilca odrezkov)
Omogoča lokalizirana popravila, da se izognete prekomernemu odstranjevanju materiala, hkrati pa optimizirate ekonomičnost orodja
Tradicionalna obdelava orodij v glavnem temelji na brusilnih strojih, ki se pogosto uporabljajo pri izdelavi in ponovnem brušenju različnih vrst orodij (kot so rezkala, svedri itd.). V več-procesnem okolju vzporedne izdelave orodij sta laserska obdelava in tradicionalno brušenje običajno komplementarni odnos: postopek brušenja je v glavnem primeren za obdelavo materialov iz cementnega karbida in hitroreznega jekla (HSS), kot tudi za oblikovanje delnih geometrijskih oblik; medtem ko je laserska obdelava bolj primerna za supertrde materiale in scenarije uporabe, ki zahtevajo visoko mikro-geometrično prilagodljivost.
Procesno okno laserske obdelave PCD: kakovost, proizvodna učinkovitost in nadzor tveganja
Kakovost obdelave PCD je običajno celovito ovrednotena z naslednjimi ključnimi dimenzijami:
·Celovitost rezila (brez drobljenja, dosledna širina rezila, nastavljiv polmer rezila)
· Kakovost površine nagnjene in bočne strani (neposredno vpliva na stopnjo rezalne sile in obrabo orodja)
Geometrijska natančnost (vključno s kotno natančnostjo, funkcijami,-povezanimi z odtekom, in kritično geometrijsko natančnostjo položaja)
Trenutno so pomemben razvojni trend ultrakratki impulzni (USP)-pikosekundni in femtosekundni laserji.
Uporaba tehnologije še naprej narašča. V primerjavi s tradicionalnimi metodami obdelave z dolgimi-pulzi lahko laser USP znatno zmanjša toplotne učinke in doseže boljšo kakovost površine ter zmožnosti nadzora meja pri obdelavi visoko{2}}trdotnih materialov.
Med lasersko obdelavo PCD so glavni dejavniki tveganja:
·Toplo{0}}prizadeta cona (HAZ) in tveganje grafitizacije (tesno povezano s specifičnim procesom in ga je mogoče učinkovito zatreti s strategijo impulzov, izbiro valovne dolžine in optimizacijo procesnih parametrov)
·Težava ponovnega odlaganja ostankov (ko je učinkovitost odstranjevanja ostružkov ali načrtovanje poti skeniranja nezadostno, lahko povzroči zatemnitev robov ali poslabšanje hrapavosti obdelane površine)
·Napaka točnosti postavitve impulza (zlasti v pogojih visoke frekvence ponavljanja, ko nadzor gibanja in lasersko proženje nista strogo sinhronizirana)
Na tej kritični povezavi delovanje galvanometrskega sistema ni več samo "predmet za izboljšanje delovanja", temveč se je neposredno razvilo v glavno omejitev, ki vpliva na kakovost obdelave in stabilnost procesa.
