Термически усовершенствованная механическая обработка предусматривает использование внешних источников тепла для локального нагрева заготовки перед самой обработкой.
В результате нагревания заготовка смягчается вместе с изменением микроструктуры, что упрощает традиционный процесс обработки с точки зрения снижения твердости, силы резания и износа инструмента.
Механическая обработка с помощью лазера
Лазерная механическая обработка (LAMM) разрабатывалась и исследовалась более двадцати лет . В последнее время LAMM рассматривается как альтернативный метод обработки высокопрочных материалов, таких как
- Керамика
- Металломатричные композиционные материалы
- Высокотемпературные сплавы
Токарная обработка с помощью лазера
Лазерная токарная обработка считается наиболее благоприятным процессом лазерной интеграции.
Это связано с тем, что режущий инструмент во время обработки остается неподвижным. В результате лазерный луч относительно легко интегрировать в обычный токарный станок
Ученые представили всесторонний обзор, обобщив различные процессы лазерной обработки и определив имеющиеся материалы и целостность поверхности в этих процессах.
Для дальнейшего повышения возможностей LAMM и снижения износа инструмента исследователи разработали две стратегии улучшения:
- Использование мощного диодного лазера вместо традиционного CO2 или YAG лазера, для более высокой эффективности обработки и лучшего поглощения металла.
- Конфигурация, в которой два лазерных луча применяются одновременно для облучения обрабатываемой фаски и необработанной поверхности рядом с обрабатываемой фаской, соответственно.
Исследователи также поняли, что лучшее понимание процесса производства тепловой энергии в процессе эксплуатации может обеспечить методы оптимизации гибридных технологических механизмов.
Поэтому смоделировали распределение тепла при токарной обработке с помощью лазера, показав, что температура в основном зависит от мощности лазера и скорости подачи.
Фрезерование с помощью лазера
Фрезерование с лазерным сопровождением обычно имеет две конфигурации, при которых лазерный луч расположен рядом с фрезерным инструментом или интегрирован в шпиндель инструмента.
В последнее время наблюдается тенденция к микро-обработке, поэтому был исследован процесс микро-фрезерования лазером для обработки канавок закаленной инструментальной стали.
Многие используют аналогичную конфигурацию для сухой обработки сплавов на основе титана и никеля.
Был применен иттербийский волоконный лазер для микро нарезки канавок по стали H-13 , что привело к повышениию точности определения глубины канавок.
Лазерное шлифование
Был использован лазер для сканирования поверхности керамической заготовки из нитрида кремния, а затем шлифовальный инструмент для удаления пораженной лазером области.
Экспериментальные результаты показали, что усилия шлифования были снижены, а срок службы инструмента увеличен по сравнению с индивидуальным процессом шлифования.
Гибридные субтрактивные и преобразующие производственные процессы
В этой категории большинство преобразовательных процессов, например, лазерный нагрев, используются в качестве вспомогательного инструмента для обеспечения лучших условий обработки