Prelucrarea aliajelor de titan, a superaliajelor și a materialelor ne-metalice
1. Prelucrare cu aliaje de titan
Aliajele de titan sunt utilizate pe scară largă în domeniile aerospațial, medical și biomedical datorită raportului lor ridicat de rezistență-la-greutate, rezistență la coroziune și biocompatibilitate. Cu toate acestea, ele sunt clasificate ca fiind materiale dificil-de-de prelucrat din cauza conductivității termice scăzute, a reactivității chimice ridicate și a tendinței-de întărire.
Tehnici cheie de prelucrare:
Frezare CNC: Frezele din carbură{0}}de mare viteză sunt utilizate în mod obișnuit. Strategiile dinamice de frezare ajută la reducerea acumularii de căldură și a uzurii sculelor. De exemplu, vitezele axului de până la 18.000 rpm pot atinge toleranțe de ±0,02 mm în titanul de gradul 5.
Cotitură: Necesită configurații rigide și unelte ascuțite. Metodele de strunjire dinamică sunt utilizate pentru a stabiliza forțele de așchiere și pentru a evita vibrațiile, în special în componentele flexibile din titan.
Foraj si plictisit: Utilizarea de burghie din carbură ascuțită, lichid de răcire cu presiune înaltă-(mai mare sau egală cu 70 bar) și viteze de avans scăzute este esențială pentru a preveni supraîncălzirea și pentru a asigura acuratețea dimensională.
Frezare elicoidal: Eficient pentru operațiunile de degroșare, distribuirea uniformă a presiunii de tăiere și reducerea uzurii sculei.
Prelucrare cu 5 axe: Permite geometrii complexe și reduce timpul de instalare, util în special în fabricarea de implanturi aerospațiale și medicale.
Lichidul de răcire și scule:
Sunt preferați lichidele de răcire în emulsie sau sintetice cu un grad ridicat de lubrifiere.
Suporturile de scule de livrare internă a lichidului de răcire și de amortizarea-vibrațiilor îmbunătățesc finisarea suprafeței și durata de viață a sculei.
Suporturile de amortizare hibride pot reduce vibrațiile cu până la 40%, permițând finisaje-ca oglinzile pe părțile cu pereți-subțiri.
2. Prelucrare cu superaliaje (de exemplu, GH4169, GH2747)
Superaliajele, în special aliajele pe bază de-nichel, cum ar fi GH4169 și GH2747, sunt critice în aplicații cu temperatură înaltă-, cum ar fi turbinele cu gaz, motoarele cu reacție și componentele aerospațiale. Ele prezintă o rezistență excelentă la fluaj, rezistență la oxidare și rezistență la temperaturi ridicate, dar sunt extrem de dificil de prelucrat.
Provocări cheie:
Forțe și temperaturi ridicate de tăiere
Uzura rapidă a sculei din cauza călirii prin lucru
Conductivitate termică scăzută care duce la concentrarea căldurii la marginea sculei
Strategii de prelucrare:
Materiale pentru scule: Utilizarea sculelor cu carbură acoperită, ceramică sau nitrură de bor cubică (CBN).
Viteze mici de tăiere: Pentru a reduce generarea de căldură
Lichid de răcire de înaltă{0}presiune: Esențial pentru evacuarea așchiilor și răcire
Configurații stabile: Dispozitive de fixare rigide și proeminențe scurte pentru scule pentru a minimiza vibrațiile
Tehnici de prelucrare:
Strunjire și frezare: Deseori realizat în condiții controlate, cu trasee optimizate pentru scule și flux de lichid de răcire
Forjare și tratament termic: Înainte de prelucrare, superaliajele sunt adesea forjate la temperaturi ridicate (de exemplu, 950–1300 de grade) și sunt supuse unor tratamente de soluție + îmbătrânire pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea și proprietățile mecanice
Simulare și optimizare: Modelarea cu elemente finite (de exemplu, DEFORM) este utilizată pentru a prezice câmpurile de temperatură și deformare în timpul forjării și prelucrării.
3. Prelucrarea materialelor ne-metalice
Materialele ne-metalice, cum ar fi materialele plastice, ceramica, sticla și compozitele sunt din ce în ce mai utilizate în industria aerospațială, electronică și medicală datorită ușoarei, rezistenței la coroziune și proprietăților personalizate.
Materiale ne-metalice obișnuite:
Materiale plastice: ABS, policarbonat, PEEK, PTFE
Ceramică: Alumină, zirconiu, carbură de siliciu
Sticlă: Cuarț, sticlă optică
Compozite: Fibră de carbon, fibră de sticlă, laminate
Tehnici de prelucrare:
Prelucrare CNC: frezare și strunjire de-înaltă precizie cu scule diamantate-sau din carbură
Tăiere cu laser: În special pentru materiale plastice și compozite
Prelucrare cu ultrasunete: Pentru materiale dure și casante precum ceramica
Tăiere cu jet de apă: Potrivit pentru materiale-sensibile la căldură
Considerații cheie:
Selectarea instrumentului: Trebuie să evite căldura excesivă și topirea materialului
Răcire: Aer sau lichid de răcire pentru a preveni deteriorarea termică
Fixare: Prindere delicată pentru a evita crăparea sau deformarea
Finisaj de suprafață: necesită adesea post{0}}procesare, cum ar fi lustruirea sau acoperirea
Aplicatii:
Piese din plastic: Carcase, izolatoare, dispozitive medicale
Ceramică: Izolatoare, scule de tăiere, implanturi biomedicale
Sticlă: Componente optice, panouri de afișare
Compozite: Panouri aerospațiale, piese auto
