सबसे कठिन सामग्रियों में परिशुद्धता: उन्नत सिरेमिक की मशीनिंग के लिए एक गाइड

उन्नत चीनी मिट्टी के बरतनों की कठोरता हीरे के मुकाबले अधिक होती है, जिससे एक दिलचस्प चुनौती पैदा होती हैः हम ऐसी सामग्री कैसे बना सकते हैं जो अधिकांश काटने के औजारों से कठिन हो?इसका उत्तर विशेष प्रक्रियाओं में निहित है जो इन असाधारण रूप से कठोर सामग्री में माइक्रोन स्तर की सटीकता प्रदान करने के लिए विकसित हुई हैं.

निकट-नेट-आकार बनाने वाली प्रौद्योगिकियों के बावजूद, अधिकांश सटीक सिरेमिक घटकों को प्राप्त करने के लिए मशीनिंग की आवश्यकता होती हैः

• तंग आयामी सहिष्णुता(±0.001" या बेहतर)

• विशिष्ट सतह खत्म(Ra 0.1μm के रूप में कम)

• जटिल विशेषताएंहरे रंग के रूप में संभव नहीं है

• असेंबली इंटरफ़ेसअन्य घटकों के साथ

हीरे की पीसने से काटने के बजाय घर्षण के माध्यम से सामग्री को हटाया जाता है।

• उपकरण:हीरे से सना हुआ पहिया (रसी, धातु या विट्रिफाइड बॉन्ड)

• क्षमताएं:सपाट सतहें, बाहरी व्यास, स्लॉट और सरल समोच्च

• सतह परिष्करणःRa 0.1-0.8 μm प्राप्त करने योग्य

• सहिष्णुताःआम तौर पर ± 0.0005 " से ± 0.005 "

• के लिए सबसे अच्छाःएल्युमिनियम, ज़िरकोनिया और अधिकांश ऑक्साइड सिरेमिक

हीरे के औजारों का प्रयोग करने वाले कम्प्यूटर नियंत्रित मशीनिंग केंद्र।

• प्रक्रियाएं:पॉलीक्रिस्टलीय हीरा (पीसीडी) के औजारों के साथ पीसने, ड्रिलिंग, मोड़ना

• क्षमताएं:जटिल 3D ज्यामिति, धागे (सीमित), जटिल विशेषताएं

• सीमाएँ:उच्च उपकरण पहनने, धातु मशीनिंग की तुलना में धीमी

• के लिए सबसे अच्छाःप्रोटोटाइप, कम से मध्यम मात्रा में उत्पादन

सिरेमिक सामग्री को वाष्पित या पिघलने के लिए केंद्रित लेजर ऊर्जा का उपयोग करना।

• प्रकार:Nd:YAG, CO2, फाइबर लेजर

• लाभःकोई उपकरण पहनने, जटिल आकार, न्यूनतम यांत्रिक तनाव

• चुनौतियाँ:गर्मी से प्रभावित क्षेत्र, संभावित सूक्ष्म क्रैकिंग, कटौती में कोने

• के लिए सबसे अच्छाःपतली सिरेमिक (<3 मिमी), जटिल पैटर्न, छोटे छेद ड्रिलिंग

अल्ट्रासोनिक कंपन को घर्षण स्लरी के साथ जोड़ना।

• प्रक्रिया:उपकरण 20-40 kHz पर कंपन करता है जबकि घर्षण कण सामग्री को क्षीण करते हैं

• लाभःथर्मल क्षति नहीं, कठोर/भंगुर सामग्री के लिए उत्कृष्ट

• सीमाएँ:धीमी सामग्री हटाने, उपकरण पहनने

• के लिए सबसे अच्छाःगैर प्रवाहकीय सिरेमिक, गहरे छेद, जटिल गुहाएं

1. फिक्स्चर डिजाइनःकंपन के कारण चिपके जाने से रोकने के लिए कठोर समर्थन

2. शीतलक रणनीतिःउचित शीतलन से थर्मल सदमे से बचा जाता है और मलबे दूर हो जाते हैं

3. पैरामीटर अनुकूलनःप्रत्येक सामग्री के लिए विशिष्ट फ़ीड दरें, गति और काटने की गहराई

4. उपकरण प्रबंधनःहीरे के औजारों की मरम्मत और प्रतिस्थापन के कार्यक्रम

5. प्रक्रिया के दौरान निरीक्षणःउपकरण के पहनने की भरपाई के लिए लगातार माप

लागत में वृद्धि के कारणों को समझना डिजाइन निर्णयों में मदद करता हैः

• सख्त सहिष्णुताःएक्सपोनेंशियल लागत वृद्धि ±0.001 से नीचे

• सतह परिष्करणःचमकाने से काफी समय लगता है

• विशेषता जटिलता:छोटे छेद, गहरे छेद, पतली दीवारें

• सामग्री की कठोरता:कठोर सामग्री औजारों के जीवनकाल को कम करती है

• बैच का आकारःधातुओं की तुलना में सीमित पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं

1. प्रवाहकीय सिरेमिक के लिए तार ईडीएमःसिलिकॉनाइज्ड सिलिकॉन कार्बाइड तार ईडीएम के साथ काटा जा सकता है

2. घर्षण वाटरजेटःमोटी सिरेमिक के लिए, न्यूनतम गर्मी प्रभावित क्षेत्र

3. बर्फ-बंधित घर्षण मशीनिंगःभूमिगत क्षति को कम करने वाली नयी तकनीक

4. हाइब्रिड प्रक्रियाएं:यांत्रिक पृथक्करण के साथ लेजर पूर्व स्कोरिंग का संयोजन

मशीनिंग के बाद सत्यापन महत्वपूर्ण हैः

• आयामी निरीक्षणःसीएमएम, ऑप्टिकल कंपेरेटर, लेजर स्कैनर

• सतह अखंडता:सूक्ष्म दरारों के लिए सूक्ष्मदर्शी, असमानता माप

• विनाशकारी परीक्षण:अल्ट्रासोनिक, रंजक, एक्स-रे निरीक्षण

• कार्यात्मक परीक्षण:फिट चेक, सिमुलेटेड परिस्थितियों में प्रदर्शन

1. मशीनीकृत सतहों को कम से कम करें:जहां संभव हो, जलती हुई सतहों का उपयोग करने के लिए डिजाइन

2. मानकीकृत विशेषताएंःलगातार छेद आकार, त्रिज्या और सहिष्णुता

3. पर्याप्त स्टॉक की अनुमति दें:0.010-0.020" पीसने के लिए प्रति पक्ष

4. मशीनिंग एक्सेस पर विचार करें:सुनिश्चित करें कि उपकरण सभी सुविधाओं तक पहुँच सकते हैं

5. अनुक्रम संचालनःडिजाइन विशेषताएं जो तार्किक क्रम में मशीनीकृत की जा सकती हैं

एक निर्माता को निम्नलिखित के साथ 500 सिलिकॉन कार्बाइड सील चेहरे की आवश्यकता थीः

• सपाटताः <0.0001′′ से अधिक 3′′ व्यास

• सतह खत्मः Ra <0.05μm

• समानांतरताः <0.0002"

समाधान:बहु-चरण प्रक्रिया जो निम्न को जोड़ती हैः

1. आधारभूत ज्यामिति स्थापित करने के लिए हीरे का पीसने

2. तेजी से बेहतर हीरे के यौगिकों के साथ परिशुद्धता लपेटना

3. कोलोइडल सिलिका के साथ अंतिम चमकाने

4. समतलता सत्यापन के लिए प्रक्रिया में लेजर इंटरफेरोमेट्री

परिणाम:98.5% उपज दर, उद्योग मानक 85-90% से अधिक है।

सफल सिरेमिक मशीनिंग सामग्री विज्ञान, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और प्रक्रिया अनुकूलन को संतुलित करती है।उन विशेषज्ञों के साथ साझेदारी करना जो सामग्री और मशीनिंग प्रक्रियाओं दोनों को समझते हैं यह सुनिश्चित करता है कि घटक प्रदर्शन आवश्यकताओं और बजट बाधाओं दोनों को पूरा करें.

विशेषज्ञ अंतर्दृष्टिः"सबसे किफायती सिरेमिक घटक अक्सर मशीन के लिए सबसे सस्ता नहीं है, लेकिन जो शुरुआत से मशीनिंग को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन किया गया है। "