Waarom PCD-gereedschappen "niet-traditionele" bewerkingsmethoden vereisen
Wanneer gereedschappen zeer schurende, moeilijk-te- machinaal te bewerken materialen moeten verwerken en tegelijkertijd moeten voldoen aan een lange- levensduur en stabiele geometrische nauwkeurigheidseisen, worden polykristallijne diamanten (PCD) materialen vaak gekozen.-typische toepassingen zijn onder meer composietmaterialen, -ferrometaallegeringen en hoogwaardige- op hout- gebaseerde panelen. De ultra-hoge hardheid en uitstekende slijtvastheid van PCD brengen echter niet alleen prestatievoordelen met zich mee, maar vergroten ook aanzienlijk de moeilijkheidsgraad van de verwerking, waardoor het moeilijk wordt om het vormen en herslijpen van hoge-kwaliteit alleen via traditionele slijpprocessen te voltooien. In traditionele processystemen wordt meestal vertrouwd op elektrische ontladingsbewerking (EDM) of erosiebewerking, maar ook op gerichte samengestelde slijpprocessen om dit te compenseren - maar dit type methode gaat vaak ten koste van de beperkte verwerkingsefficiëntie, ingewikkelde processtroom en onvoldoende verwerkingsmogelijkheden op het gebied van micro-geometrie.
Als opkomende alternatieve technologie met aanzienlijke voordelen wordt laserverwerking geleidelijk in deze industrie toegepast. Het belangrijkste voordeel is dat het direct snijkanten, spaanbrekerstructuren en complexe fijne geometrische kenmerken kan genereren met een hoge procesflexibiliteit. Dit artikel analyseert de toepassing van galvanometers bij de laserverwerking van PCD-snijgereedschappen, waarbij de twee belangrijkste stadia van de gereedschapsproductie en het herslijpen worden behandeld, en begeleidt de belangrijkste technische vereisten van galvanometersystemen in praktische toepassingen op basis van typische PCD-verwerkingsprocessen. Op basis hiervan worden deze behoeften verder in kaart gebracht voor twee typen SCANLAB-scangalvanometers die veel worden gebruikt bij uiterst nauwkeurige microbewerking en industriële productie:
Toepassingspositionering van laser bij de productie en het herslijpen van PCD-gereedschappen
Wanneer "laserverwerking" wordt genoemd op het gebied van de productie van PCD-gereedschappen, verwijst dit meestal naar het laserablatieproces, waarbij materialen worden verwijderd door middel van verdamping of spuiten, in plaats van te smelten of te snijden in de traditionele zin. In het eigenlijke gereedschapsverwerkingsproces wordt lasertechnologie voornamelijk gebruikt in twee belangrijke schakels:
A) Productie van nieuwe gereedschappen
Directe vormgeving van de snijkant en spaanvlak- en flankgeometrie op gesoldeerde of gelaagde PCD-wisselplaten Hoog-precieze bewerking van spaanbrekers en randversterkende structuren op wisselplaten of roterende gereedschappen
Functionele microstructuurverwerking om de snijprestaties te verbeteren (zoals anti-wrijvingstexturen, gecontroleerde randgebieden, enz.)
B) Slijp versleten gereedschappen opnieuw
Herstel nauwkeurig het snijkantprofiel terwijl het referentievlak van het gereedschap ongewijzigd blijft
Reconstrueer micro-geometrische kenmerken (inclusief randboog, afschuining, negatieve afschuining en spaanbrekerstructuur)
Maakt plaatselijke reparaties mogelijk om overmatige materiaalverwijdering te voorkomen en tegelijkertijd de gereedschapszuinigheid te optimaliseren
Traditionele gereedschapsverwerking is voornamelijk gebaseerd op slijpwerktuigmachines, die veel worden gebruikt bij de productie en het herslijpen van verschillende soorten gereedschappen (zoals frezen, boren, enz.). In een parallelle gereedschapsproductieomgeving met meerdere -processen hebben laserbewerking en traditioneel slijpen gewoonlijk een complementaire relatie: het slijpproces is voornamelijk geschikt voor de verwerking van gecementeerd carbide en hoge-snelheidsstaal (HSS) materialen, evenals het vormen van gedeeltelijke geometrische vormen; terwijl laserverwerking geschikter is voor superharde materialen en toepassingsscenario's die een hoge micro-geometrische flexibiliteit vereisen.
Toepassingspositionering van laser bij de productie en het herslijpen van PCD-gereedschappen
Wanneer "laserverwerking" wordt genoemd op het gebied van de productie van PCD-gereedschappen, verwijst dit meestal naar het laserablatieproces, waarbij materialen worden verwijderd door middel van verdamping of spuiten, in plaats van te smelten of te snijden in de traditionele zin. In het eigenlijke gereedschapsverwerkingsproces wordt lasertechnologie voornamelijk gebruikt in twee belangrijke schakels:
A) Productie van nieuwe gereedschappen
Directe vormgeving van de snijkant en spaanvlak- en flankgeometrie op gesoldeerde of gelaagde PCD-wisselplaten Hoog-precieze bewerking van spaanbrekers en randversterkende structuren op wisselplaten of roterende gereedschappen
Functionele microstructuurverwerking om de snijprestaties te verbeteren (zoals anti-wrijvingstexturen, gecontroleerde randgebieden, enz.)
B) Slijp versleten gereedschappen opnieuw
Herstel nauwkeurig het snijkantprofiel terwijl het referentievlak van het gereedschap ongewijzigd blijft
Reconstrueer micro-geometrische kenmerken (inclusief randboog, afschuining, negatieve afschuining en spaanbrekerstructuur)
Maakt plaatselijke reparaties mogelijk om overmatige materiaalverwijdering te voorkomen en tegelijkertijd de gereedschapszuinigheid te optimaliseren
Traditionele gereedschapsverwerking is voornamelijk gebaseerd op slijpwerktuigmachines, die veel worden gebruikt bij de productie en het herslijpen van verschillende soorten gereedschappen (zoals frezen, boren, enz.). In een parallelle gereedschapsproductieomgeving met meerdere -processen hebben laserbewerking en traditioneel slijpen gewoonlijk een complementaire relatie: het slijpproces is voornamelijk geschikt voor de verwerking van gecementeerd carbide en hoge-snelheidsstaal (HSS) materialen, evenals het vormen van gedeeltelijke geometrische vormen; terwijl laserverwerking geschikter is voor superharde materialen en toepassingsscenario's die een hoge micro-geometrische flexibiliteit vereisen.
PCD-laserverwerkingsprocesvenster: kwaliteit, productie-efficiëntie en risicobeheersing
De kwaliteit van PCD-verwerking wordt doorgaans uitgebreid beoordeeld op basis van de volgende belangrijke dimensies:
·Blade-integriteit (geen microchips, consistente bladbreedte, regelbare bladradius)
·Oppervlaktekwaliteit van spaanvlak en flankvlak (heeft rechtstreeks invloed op het niveau van de snijkracht en het slijtagegedrag van het gereedschap)
Geometrische nauwkeurigheid (inclusief hoeknauwkeurigheid, slinger-gerelateerde kenmerken en kritische geometrische positienauwkeurigheid)
Momenteel is een belangrijke ontwikkelingstrend de ultrakorte puls (USP) lasers-picoseconde- en femtosecondelasers.
Het gebruik van technologie blijft groeien. Vergeleken met traditionele lange-pulsverwerkingsmethoden kan USP-laser de thermische effecten aanzienlijk verminderen en een betere oppervlaktekwaliteit en grenscontrolemogelijkheden bereiken bij het verwerken van materialen met een hoge- hardheid.
Tijdens PCD-laserverwerking zijn de belangrijkste risicofactoren:
· Hitte-geïnfecteerde zone (HAZ) en risico op grafitisering (nauw gerelateerd aan het specifieke proces en kan effectief worden onderdrukt door middel van pulsstrategie, golflengteselectie en optimalisatie van procesparameters)
·Het probleem van de herafzetting van vuil (wanneer de efficiëntie van de spaanverwijdering of de planning van het scanpad onvoldoende is, kan dit leiden tot afstomping van de randen of verslechtering van de bewerkte oppervlakteruwheid)
· Fout bij nauwkeurigheid van pulsplaatsing (vooral onder omstandigheden met een hoge herhalingsfrequentie, wanneer bewegingscontrole en lasertriggering niet strikt gesynchroniseerd zijn)
Het is op dit cruciale punt dat de prestaties van het galvanometersysteem niet langer alleen maar een "prestatieverbeteringsitem" zijn, maar zich direct hebben ontwikkeld tot een kernbeperking die de verwerkingskwaliteit en processtabiliteit beïnvloedt.
