Tại sao các công cụ PCD yêu cầu các phương pháp gia công "phi truyền thống"
Khi các công cụ cần xử lý các vật liệu có độ mài mòn cao,{0}}khó{1}}gia công đồng thời đáp ứng tuổi thọ lâu dài và các yêu cầu về độ chính xác hình học ổn định, thì vật liệu kim cương đa tinh thể (PCD) thường được chọn-các ứng dụng điển hình bao gồm vật liệu composite, hợp kim kim loại màu và-gỗ hiệu suất cao{6}}. Tuy nhiên, độ cứng cực cao và khả năng chống mài mòn tuyệt vời của PCD không chỉ mang lại lợi thế về hiệu suất mà còn làm tăng đáng kể độ khó của quá trình xử lý, gây khó khăn cho việc hoàn thành quá trình tạo hình và mài lại chất lượng cao chỉ thông qua các quy trình mài truyền thống. Trong các hệ thống quy trình truyền thống, gia công phóng điện (EDM) hoặc gia công ăn mòn cũng như các quy trình mài hỗn hợp có mục tiêu thường được sử dụng để bù đắp cho - này nhưng loại phương pháp này thường phải trả giá bằng hiệu quả xử lý hạn chế, quy trình xử lý phức tạp và khả năng xử lý hình học vi mô không đủ.
Là một công nghệ thay thế mới nổi với những ưu điểm vượt trội, xử lý laser đang dần được áp dụng trong ngành này. Ưu điểm cốt lõi của nó là có thể trực tiếp tạo ra các lưỡi cắt, cấu trúc máy cắt phoi và các đặc điểm hình học tinh tế phức tạp với độ linh hoạt quy trình cao. Bài viết này phân tích ứng dụng điện kế trong gia công laser của dụng cụ cắt PCD, bao gồm hai giai đoạn chính là chế tạo và mài lại dụng cụ, đồng thời hướng dẫn các yêu cầu kỹ thuật chính của hệ thống điện kế trong các ứng dụng thực tế dựa trên quy trình xử lý PCD điển hình. Trên cơ sở đó, những nhu cầu này còn được hướng tới hai loại điện kế quét SCANLAB được sử dụng rộng rãi trong-vi cơ khí có độ chính xác cao và sản xuất công nghiệp:
Ứng dụng định vị laser trong chế tạo và mài lại dụng cụ PCD
Khi "xử lý bằng laser" được đề cập trong lĩnh vực sản xuất công cụ PCD, nó thường đề cập đến quá trình cắt bỏ bằng laser, loại bỏ vật liệu thông qua quá trình hóa hơi hoặc phun, thay vì nấu chảy hoặc cắt theo nghĩa truyền thống. Trong quy trình xử lý dao thực tế, công nghệ laser chủ yếu được sử dụng ở hai mắt xích chính:
A) Sản xuất công cụ mới
Định hình trực tiếp hình dạng cạnh cắt, mặt trước và sườn trên các hạt dao PCD được hàn vảy cứng hoặc phân lớp
Xử lý cấu trúc vi mô chức năng để cải thiện hiệu suất cắt (chẳng hạn như-kết cấu chống ma sát, vùng cạnh được kiểm soát, v.v.)
B) Mài lại các dụng cụ đã mòn
Khôi phục chính xác biên dạng lưỡi cắt trong khi vẫn giữ nguyên mặt phẳng chuẩn của dao
Tái tạo-các đặc điểm hình học vi mô (bao gồm cung cạnh, vát cạnh, vát âm và cấu trúc ngắt chip)
Cho phép sửa chữa cục bộ để tránh loại bỏ vật liệu quá mức đồng thời tối ưu hóa tính kinh tế của dụng cụ
Xử lý công cụ truyền thống chủ yếu dựa trên các công cụ máy mài, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và mài lại các loại công cụ khác nhau (chẳng hạn như dao phay, mũi khoan, v.v.). Trong môi trường sản xuất công cụ song song có nhiều-quy trình, quy trình xử lý bằng laze và mài truyền thống thường có mối quan hệ bổ sung cho nhau: quy trình mài chủ yếu phù hợp để xử lý cacbua xi măng và vật liệu thép tốc độ cao (HSS), cũng như tạo thành các hình dạng hình học một phần; trong khi quy trình xử lý bằng laze phù hợp hơn với các vật liệu siêu cứng và các tình huống ứng dụng đòi hỏi tính linh hoạt hình học vi mô-cao.
Ứng dụng định vị laser trong chế tạo và mài lại dụng cụ PCD
Khi "xử lý bằng laser" được đề cập trong lĩnh vực sản xuất công cụ PCD, nó thường đề cập đến quá trình cắt bỏ bằng laser, loại bỏ vật liệu thông qua quá trình hóa hơi hoặc phun, thay vì nấu chảy hoặc cắt theo nghĩa truyền thống. Trong quy trình xử lý dao thực tế, công nghệ laser chủ yếu được sử dụng ở hai mắt xích chính:
A) Sản xuất công cụ mới
Định hình trực tiếp hình dạng cạnh cắt, mặt trước và sườn trên các hạt dao PCD được hàn vảy cứng hoặc phân lớp
Xử lý cấu trúc vi mô chức năng để cải thiện hiệu suất cắt (chẳng hạn như-kết cấu chống ma sát, vùng cạnh được kiểm soát, v.v.)
B) Mài lại các dụng cụ đã mòn
Khôi phục chính xác biên dạng lưỡi cắt trong khi vẫn giữ nguyên mặt phẳng chuẩn của dao
Tái tạo-các đặc điểm hình học vi mô (bao gồm cung cạnh, vát cạnh, vát âm và cấu trúc ngắt chip)
Cho phép sửa chữa cục bộ để tránh loại bỏ vật liệu quá mức đồng thời tối ưu hóa tính kinh tế của dụng cụ
Xử lý công cụ truyền thống chủ yếu dựa trên các công cụ máy mài, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và mài lại các loại công cụ khác nhau (chẳng hạn như dao phay, mũi khoan, v.v.). Trong môi trường sản xuất công cụ song song có nhiều-quy trình, quy trình xử lý bằng laze và mài truyền thống thường có mối quan hệ bổ sung cho nhau: quy trình mài chủ yếu phù hợp để xử lý cacbua xi măng và vật liệu thép tốc độ cao (HSS), cũng như tạo thành các hình dạng hình học một phần; trong khi quy trình xử lý bằng laze phù hợp hơn với các vật liệu siêu cứng và các tình huống ứng dụng đòi hỏi tính linh hoạt hình học vi mô-cao.
Cửa sổ quy trình xử lý laser PCD: chất lượng, hiệu quả sản xuất và kiểm soát rủi ro
Chất lượng xử lý PCD thường được đánh giá toàn diện từ các khía cạnh chính sau:
·Tính toàn vẹn của lưỡi dao (không bị sứt mẻ vi mô, chiều rộng lưỡi dao ổn định, bán kính lưỡi dao có thể kiểm soát được)
·Chất lượng bề mặt của mặt trước và mặt sườn (ảnh hưởng trực tiếp đến mức lực cắt và trạng thái mài mòn của dụng cụ)
Độ chính xác hình học (bao gồm độ chính xác góc, các tính năng liên quan đến độ lệch{0}} và độ chính xác vị trí hình học quan trọng)
Hiện nay, xu hướng phát triển đáng kể là laser xung siêu ngắn (USP)-laser picosecond và femtosecond.
Việc sử dụng công nghệ tiếp tục phát triển. So với các phương pháp xử lý xung dài{1}}truyền thống, laser USP có thể giảm đáng kể hiệu ứng nhiệt và đạt được chất lượng bề mặt cũng như khả năng kiểm soát ranh giới tốt hơn trong quá trình xử lý vật liệu có độ cứng-cao.
Trong quá trình xử lý laser PCD, các yếu tố rủi ro chính bao gồm:
·Vùng ảnh hưởng nhiệt-(HAZ) và nguy cơ đồ họa hóa (liên quan chặt chẽ đến quy trình cụ thể và có thể được ngăn chặn một cách hiệu quả thông qua chiến lược xung, lựa chọn bước sóng và tối ưu hóa thông số quy trình)
·Vấn đề tái định vị các mảnh vụn (khi hiệu quả loại bỏ phoi hoặc lập kế hoạch đường quét không đủ, có thể dẫn đến cùn cạnh hoặc suy giảm độ nhám bề mặt gia công)
·Lỗi về độ chính xác của vị trí xung (đặc biệt trong điều kiện tần số lặp lại cao, khi điều khiển chuyển động và kích hoạt laser không được đồng bộ hóa chặt chẽ)
Chính tại liên kết quan trọng này, hiệu suất của hệ thống điện kế không còn chỉ là " hạng mục cải tiến hiệu suất" mà đã trực tiếp phát triển thành hạn chế cốt lõi ảnh hưởng đến chất lượng xử lý và độ ổn định của quy trình.
