Hvorfor PCD-verktøy krever "ikke-tradisjonelle" maskineringsmetoder
Når verktøy må behandle svært slipende, vanskelige{{1}å-bearbeide materialer samtidig som de oppfyller lang-levetid og stabile geometriske nøyaktighetskrav, velges ofte polykrystallinske diamantmaterialer (PCD)-typiske bruksområder inkluderer komposittmaterialer, ikke-jernholdige metallegeringer og{} høyformede{5} trepaneler. Den ultra-høye hardheten og den utmerkede slitestyrken til PCD gir imidlertid ikke bare ytelsesfordeler, men øker også vanskelighetsgraden med prosessering betydelig, noe som gjør det vanskelig å fullføre forming og ny sliping av høy-kvalitet kun gjennom tradisjonelle slipeprosesser. I tradisjonelle prosesssystemer stoler man vanligvis på elektrisk utladningsmaskinering (EDM) eller erosjonsmaskinering, samt målrettede sammensatte slipeprosesser for å gjøre opp for dette -, men denne typen metode går ofte på bekostning av begrenset prosesseringseffektivitet, komplisert prosessflyt og utilstrekkelig mikro{12}}geometribehandlingsevne.
Som en ny alternativ teknologi med betydelige fordeler, blir laserbehandling gradvis brukt i denne industrien. Kjernefordelen er at den direkte kan generere skjærekanter, sponbryterstrukturer og komplekse fine geometriske egenskaper med høy prosessfleksibilitet. Denne artikkelen analyserer bruken av galvanometre i laserbehandling av PCD-skjæreverktøy, og dekker de to nøkkelstadiene av verktøyproduksjon og omsliping, og veileder de viktigste tekniske kravene til galvanometersystemer i praktiske applikasjoner basert på typiske PCD-behandlingsprosesser. På dette grunnlaget blir disse behovene videre kartlagt til to typer SCANLAB skanningsgalvanometre som er mye brukt i høy-mikromaskinering og industriell produksjon:
Applikasjonsposisjonering av laser i PCD-verktøyproduksjon og omsliping
Når "laserbehandling" nevnes innen produksjon av PCD-verktøy, refererer det vanligvis til laserablasjonsprosessen, som fjerner materialer gjennom fordamping eller spraying, i stedet for smelting eller kutting i tradisjonell forstand. I selve verktøybehandlingsprosessen brukes laserteknologi hovedsakelig i to nøkkelledd:
A) Produksjon av nytt verktøy
Direkte forming av skjærekanten og rakeflate og flankegeometri på loddede eller lagdelte PCD-skjær Høy-bearbeiding av sponbrytere og kantforsterkende strukturer på vendeskjær eller roterende verktøy
Funksjonell mikrostrukturbehandling for å forbedre kutteytelsen (som anti-friksjonsteksturer, kontrollerte kantområder osv.)
B) Slip slitt verktøy på nytt
Gjenopprett skjærekantprofilen nøyaktig mens du holder verktøyets nullpunktplan uendret
Rekonstruer mikro-geometriske egenskaper (inkludert kantbue, avfasning, negativ avfasning og sponbryterstruktur)
Muliggjør lokaliserte reparasjoner for å unngå overdreven materialfjerning samtidig som verktøyøkonomien optimaliseres
Tradisjonell verktøybehandling er hovedsakelig basert på slipemaskiner, som er mye brukt i produksjon og omsliping av ulike typer verktøy (som freser, bor, etc.). I et multi-prosess-parallellt verktøyproduksjonsmiljø har laserprosessering og tradisjonell sliping vanligvis et komplementært forhold: slipeprosessen er hovedsakelig egnet for prosessering av sementert karbid og høy-hastighetsstål (HSS)-materialer, samt dannelse av partielle geometriske former; mens laserbehandling er mer egnet for superharde materialer og bruksscenarier som krever høy mikro-geometrisk fleksibilitet.
Applikasjonsposisjonering av laser i PCD-verktøyproduksjon og omsliping
Når "laserbehandling" nevnes innen produksjon av PCD-verktøy, refererer det vanligvis til laserablasjonsprosessen, som fjerner materialer gjennom fordamping eller spraying, i stedet for smelting eller kutting i tradisjonell forstand. I selve verktøybehandlingsprosessen brukes laserteknologi hovedsakelig i to nøkkelledd:
A) Produksjon av nytt verktøy
Direkte forming av skjærekanten og rakeflate og flankegeometri på loddede eller lagdelte PCD-skjær Høy-bearbeiding av sponbrytere og kantforsterkende strukturer på vendeskjær eller roterende verktøy
Funksjonell mikrostrukturbehandling for å forbedre kutteytelsen (som anti-friksjonsteksturer, kontrollerte kantområder osv.)
B) Slip slitt verktøy på nytt
Gjenopprett skjærekantprofilen nøyaktig mens du holder verktøyets nullpunktplan uendret
Rekonstruer mikro-geometriske egenskaper (inkludert kantbue, avfasning, negativ avfasning og sponbryterstruktur)
Muliggjør lokaliserte reparasjoner for å unngå overdreven materialfjerning samtidig som verktøyøkonomien optimaliseres
Tradisjonell verktøybehandling er hovedsakelig basert på slipemaskiner, som er mye brukt i produksjon og omsliping av ulike typer verktøy (som freser, bor, etc.). I et multi-prosess-parallellt verktøyproduksjonsmiljø har laserprosessering og tradisjonell sliping vanligvis et komplementært forhold: slipeprosessen er hovedsakelig egnet for prosessering av sementert karbid og høy-hastighetsstål (HSS)-materialer, samt dannelse av partielle geometriske former; mens laserbehandling er mer egnet for superharde materialer og bruksscenarier som krever høy mikro-geometrisk fleksibilitet.
PCD-laserbehandlingsprosessvindu: kvalitet, produksjonseffektivitet og risikokontroll
PCD-behandlingskvalitet er vanligvis omfattende evaluert fra følgende nøkkeldimensjoner:
· Bladets integritet (ingen mikrochips, konsekvent bladbredde, kontrollerbar bladradius)
· Overflatekvaliteten på rakeflate og flankeflate (påvirker direkte skjærekraftnivå og verktøyslitasjeadferd)
Geometrisk nøyaktighet (inkludert vinkelnøyaktighet, utløpsrelaterte-funksjoner og kritisk geometrisk posisjonsnøyaktighet)
For øyeblikket er en betydelig utviklingstrend ultrakort puls (USP) lasere-picosecond og femtosekund lasere.
Bruken av teknologi fortsetter å vokse. Sammenlignet med tradisjonelle prosesseringsmetoder med lang-puls, kan USP-laser redusere termiske effekter betydelig og oppnå bedre overflatekvalitet og grensekontrollfunksjoner ved behandling av materialer med høy-hardhet.
Under PCD-laserbehandling inkluderer de viktigste risikofaktorene:
·Varme-påvirket sone (HAZ) og grafitiseringsrisiko (nært knyttet til den spesifikke prosessen og kan effektivt undertrykkes gjennom pulsstrategi, bølgelengdevalg og prosessparameteroptimalisering)
·Problemet med gjenavsetning av rusk (når sponfjerningseffektivitet eller skannebaneplanlegging er utilstrekkelig, kan det føre til avstumpning av kantene eller forringelse av maskinert overflateruhet)
·Nøyaktighetsfeil for pulsplassering (spesielt under forhold med høy repetisjonsfrekvens, når bevegelseskontroll og laserutløsning ikke er strengt synkronisert)
Det er ved denne kritiske koblingen at ytelsen til galvanometersystemet ikke lenger bare er et "ytelsesforbedringselement", men har direkte utviklet seg til en kjernebegrensning som påvirker prosesskvalitet og prosessstabilitet.
