Обработка с ЧПУ для керамики

Как материал, широко используемый в предметах повседневного обихода, от часов до ножей, кирпичей и гончарных изделий, механическая обработка керамики может стать отличным способом расширить ассортимент материалов компании. Хотя они традиционно изготавливаются в печи, их механическая обработка может быть полезным занятием, которое дает вашему механическому цеху уникальное преимущество.

Как класс материалов, керамика бывает самых разных форм, и ее обработка может быть сложной. Тем не менее, они уникальны по своему внешнему виду и тактильным ощущениям, имеют высокий уровень прочности на сжатие (хотя и меньше с точки зрения прочности на растяжение) и обеспечивают достойную основу для ряда различных продуктов.

Обработка керамических материалов

Обработка керамики на станках с ЧПУ может быть сложной задачей, если она уже спечена. Эта обработанная закаленная керамика может представлять собой довольно сложную задачу, так как мусор и куски будут летать повсюду. Керамические детали могут быть наиболее эффективно обработаны до окончательной стадии спекания либо в их «сыром» (неспекшемся порошке) компактном состоянии, либо в предварительно спеченной форме «бисквита».

Как правило, к керамическим деталям в предварительно спеченном состоянии можно применять такие методы обработки, как фрезерование, сверление, токарная обработка. Что касается инструментов, инструменты из быстрорежущей стали с покрытием из нитрида титана (TiN), инструменты из карбида вольфрама и инструменты из поликристаллического алмаза (PCD) используются при обработке предварительно спеченной керамики. В состоянии бисквита MRR, которого может достичь станок, может быть таким же, как у инструментальной и штамповой стали.

Что касается спеченного состояния, наиболее распространенным процессом механической обработки является шлифование. С помощью абразивного круга машина может добиться полированной поверхности. Шлифовку керамики также лучше всего выполнять с охлаждающей жидкостью, которая смазывает шлифуемую область. Для спеченной керамики лучше всего использовать круги на смоляной связке с синтетическими или природными алмазами разной зернистости, запрессованными в полимерной смоле с разной концентрацией.

Конечно, существует множество различных видов керамики, и все они имеют свои особенности. Это общие практические правила, но эти процессы могут различаться.

Типы керамики

Макор  

Macor — это обрабатываемая стеклокерамика, принадлежащая и производимая Corning Inc. Она находит множество применений в аэрокосмической, медицинской и полупроводниковой промышленности. Использование поддающейся механической обработке стеклокерамики является экономически эффективным способом, когда необходимо производить меньшие объемы, а дорогостоящие инструменты не подходят. Температура непрерывного использования Macor составляет 800 °C с пиковой температурой 1000 °C. Его тепловое расширение соответствует большинству металлов и уплотнительных стекол. Macor также не смачивается, не имеет пористости и, в отличие от пластичных материалов, не деформируется. Кроме того, он является эффективным изолятором при высоких напряжениях, различных частотах и ​​высоких температурах. Он также не будет «выдыхаться» в вакуумной среде.

Глинозем

Глинозем обладает хорошими механическими и электрическими свойствами, что позволяет использовать его в самых разных областях. Глинозем может производиться различной степени чистоты с добавками, предназначенными для улучшения свойств. Он может быть сформирован с использованием самых разных методов обработки керамики и может быть обработан или сформирован для получения самых разных размеров и форм. Кроме того, его можно легко соединить с металлами или другой керамикой с помощью методов металлизации и пайки.

Нитрид алюминия

Нитрид алюминия демонстрирует более низкое тепловое расширение, чем оксид алюминия, что близко к расширению кремниевых пластин, и его можно металлизировать, что делает его идеальным материалом для полупроводниковых приложений.

Алюмосиликат (лава)

Алюмосиликат или лава представляет собой обрабатываемый керамический материал. Он имеет высокую рабочую температуру и отличные тепло/электроизоляционные свойства.

Нитрид бора

Нитрид бора можно обрабатывать с помощью стандартных твердосплавных сверл. BN обладает высоким электрическим сопротивлением, низкими диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла потерь, низким тепловым расширением, химической инертностью и хорошей термостойкостью. Благодаря этим свойствам BN является полезным материалом для вакуумных компонентов, различных электрических компонентов и ядерных приложений.

Стекло (Pyrex, Vycor и аналогичные материалы)

Различные типы стекол используются во многих приложениях, где требуется оптическая высокая стойкость к тепловому удару и изоляционные свойства.

Графит

Как керамический материал на основе углерода, графит может иметь различную плотность в зависимости от его полимерного состояния. Графит также обладает отличной термостойкостью и химической стойкостью, что делает его идеальным материалом для изготовления литейных форм, лодочек печей, гальванических анодов и приспособлений для пайки.

Муллит

Муллит является превосходным конструкционным материалом благодаря его высокой термостойкости, прочности и сопротивлению ползучести. Он имеет низкую диэлектрическую проницаемость и высокие электроизоляционные свойства. Типичные области применения включают мебель для печей, центральную трубу печи, теплообменные детали, теплоизоляционные детали и ролики. Хотя муллит поддается механической обработке, его удобнее обрабатывать лазером.

Микалекс

Микалекс — это превосходный поддающийся механической обработке керамический изоляционный материал, из которого можно изготавливать сложные детали. Он часто используется для мелких деталей промышленного оборудования.

Кварц

Благодаря своим превосходным термическим, химическим и оптическим свойствам кварц часто используется в области освещения и полупроводников. Лучше всего делать это с помощью алмазных инструментов, шлифовки или гидроабразивной обработки. Абразивные техники гораздо полезнее любых режущих.

Карбид кремния

Карбид кремния известен своей высокой твердостью и стойкостью к истиранию. Общие области применения включают:уплотнения насосов, компоненты клапанов и быстроизнашивающиеся детали. Несмотря на высокие значения твердости этого материала, он, тем не менее, является относительно хрупким и поддается механической обработке только методами алмазного шлифования. Как правило, он производится в графитовой печи сопротивления Ачесона и может быть сформирован в виде тонкого порошка или связанной массы, которую необходимо измельчить и размолоть, прежде чем ее можно будет использовать в качестве порошкового сырья.

Стеит

Стоимость стеатита относительно низкая по сравнению с другими керамическими материалами. Это полезно в приложениях, где важны изоляция и термостойкость.

Цирконий

Стабилизированный диоксид циркония обеспечивает химическую и коррозионную стойкость к температурам, значительно превышающим точку плавления оксида алюминия. Эти характеристики делают его довольно хорошим материалом для стоматологических приложений и протезов. Его высокая твердость может затруднить обработку, но помогает обрабатывать его на высоких скоростях резания (более 670 м/мин). Циркониевая керамика обладает способностью поглощать большую нагрузку по сравнению с другими керамическими материалами. Обладает наибольшей механической прочностью и ударной вязкостью при комнатной температуре.

Чтобы создать прототип или изделие из керамики, свяжитесь с 3ERP, чтобы получить бесплатное предложение. Мы будем рады посоветовать вам лучшие варианты.