Изделия из керамики прочно вошли в повседневную жизнь человека. Керамика находит применение в производстве широкого спектра оптических, механических и электрических приборов. Тем не менее, современной тенденцией в производстве керамических изделий является обработка на станках с ЧПУ.
Обработка керамики на станках с ЧПУ облегчает производство деталей и изделий с уникальным внешним видом. Керамические детали, изготовленные на станке с ЧПУ, также обладают отличной стойкостью к сжатию, в отличие от тех, которые изготовлены в печи.
Итак, что именно влечет за собой процесс обработки керамики с ЧПУ? Каковы идеальные материалы и варианты обработки для этого процесса?
Обработка керамики на станках с ЧПУ
Процесс обработки керамики с ЧПУ включает в себя резку керамических материалов различной формы с использованием фрезерных станков с компьютерным управлением. Кроме того, резка керамики на станке с ЧПУ обеспечивает высокую точность и контроль, повышая качество резки. Жёсткость и хрупкость керамики делают обработку с ЧПУ предпочтительным процессом по сравнению с традиционной обработкой. Это облегчает создание деталей и изделий сложной формы и жёстких допусков.
Процесс обработки керамики начинается с создания CAD-модели желаемого изделия, детали или формы. Следующим этапом процесса является преобразование модели CAD в CAM. Автоматизированное производство (CAM) содержит G-код, необходимый для управления траекторией движения инструмента. Наконец, оператор передает код CAM на контроллер станка с ЧПУ, вырезая керамический материал с использованием указанной траекторией движения инструмента.
Типы керамики для обработки с ЧПУ
Не все керамические материалы идеально подходят для обработки на станке с ЧПУ из-за их различных механических, физических и химических свойств. Однако есть идеальные материалы для обработки на станках с ЧПУ.
Глинозёмная керамика
Глиноземная керамика, также известная как оксид алюминия, является универсальным и широко используемым материалом. Он обладает высокой твердостью, долговечностью, является хорошим электроизолятором, имеет высокую термостойкость и коррозионную стойкость. При обработке на станках с ЧПУ глиноземная керамика является популярным выбором для создания высокоточных компонентов.
Кроме того, высокая твёрдость и износостойкость глиноземной керамики делают ее идеальной для использования в режущих инструментах. Хотя их высокая термостойкость и хорошая электрическая изоляция делают их подходящими для использования в высокотемпературных и электрических компонентах техники.
Керамика из нитрида бора
Состоящий из бора и азота с химической формулой BN, нитрид бора, представляет собой уникальный класс керамики. Он имеет низкую диэлектрическую проницаемость, тепловое расширение и тангенс угла потерь. Кроме того, он химически инертен, обладает высокой устойчивостью к электричеству и хорошей стойкостью к тепловому удару.
Произведенный в виде твердого тела методом горячего прессования, BN дает пластинчатый кристалл и гексагональную структуру. Это делает возможной механическую обработку материала для создания сложных деталей с жёсткими допусками.
Кроме того, керамические детали из нитрида бора не требуют обжига или термической обработки. Эти тепловые свойства нитрида бора позволяют применять его в различных отраслях промышленности, в том числе в производстве полупроводников и плат для электроники.
Керамика из карбида кремния
Керамика из карбида кремния (SiC) представляет собой новое поколение передовой технической керамики, которая широко применяется в различных областях промышленности благодаря своим превосходным свойствам, таким как высокие твердость, теплопроводность и устойчивость к тепловому удару/износу.
В станках с ЧПУ керамика SiC все чаще используется для производства режущих инструментов, изнашиваемых деталей и конструкционных компонентов. Кроме того, высокая твердость керамики SiC делает ее идеальной для обработки прочных и твердых материалов, таких как высокопрочные сплавы, закаленные стали и суперсплавы. Его высокая теплопроводность также обеспечивает эффективное рассеивание тепла во время обработки, снижая износ инструмента и повышая скорость, точность резания.
Также, керамика SiC обладает высокой устойчивостью к тепловому удару и хорошей химической стабильностью, что делает ее пригодной для использования в суровых условиях эксплуатации, таких как высокотемпературные и коррозионные среды.
Циркониевая керамика
Циркониеыая керамика, т.е. диоксид циркония, представляет собой передовой керамический материал, известный своими исключительными свойствами. Он обладает замечательной прочностью, ударной вязкостью и устойчивостью как к химическим веществам, так и к коррозии, что делает его востребованным в медицине и стоматологии. Кроме того, его высокая твердость увеличивает скорость резания при механической обработке.
Цирконий обладает исключительной термостойкостью, а его температура плавления превосходит температуру плавления оксида алюминия. По сравнению с другой керамикой он лучше поглощает нагрузку, что делает его идеальным материалом для конструкционных керамических деталей. Его ударная вязкость и механическая прочность не имеют себе равных при комнатной температуре, что делает обработку на станках с ЧПУ наиболее подходящим производственным процессом.
Различные конструкционные керамические компоненты, такие как мелющие и диспергирующие среды, шаровые краны, шаровые сёдла, оптоволоконные штифты, резцы, шарикоподшипники, вырезки и корпуса часов, широко используют цирконий, обработанный на станках с ЧПУ. Кроме того, превосходное тепловое расширение и изоляционные свойства материала делают его популярным выбором для изготовления функциональных керамических деталей, таких как индукционные нагревательные трубки и теплоэлементы..
Стеатит
Стеатит, также известный как высокочастотная керамика, состоит в основном из водного силиката магния, причем метасиликат магния присутствует в его кристаллической фазе. По сравнению с другими материалами, обсуждаемыми в этой статье, стеатит является более экономически выгодным вариантом. Этот материал на основе силиката магния обеспечивает исключительное электрическое сопротивление, особенно при высоких температурах, минимальные диэлектрические потери, низкий коэффициент рассеяния и впечатляющую механическую прочность. Благодаря своей способности выдерживать значительные нагрузки до разрушения стеатит является подходящим кандидатом для обработки на станках с ЧПУ.
Диэлектрические свойства стеатита с низкими потерями энергии делают его превосходным материалом для производства изоляторов, используемых в трансляционном радиооборудовании. Его способность противостоять нагреву, а также диэлектрические свойства стеатита также делают его отличной альтернативой для производс
тва прочных и огнестойких клеммных колодок.