CNC-bewerking voor keramiek

Als materiaal dat veel wordt gebruikt in alledaagse voorwerpen, van klokken tot messen tot stenen tot aardewerk, kan het bewerken van keramiek een geweldige manier zijn om de materialenportfolio van een bedrijf uit te breiden. Hoewel ze traditioneel worden gemaakt met behulp van een oven, kan het bewerken ervan een nuttige onderneming zijn die uw machinewerkplaats een uniek verkoopargument geeft.

Als materiaalklasse is keramiek in verschillende vormen verkrijgbaar en het kan lastig zijn om ze te bewerken. Ze zijn echter uniek in hun uiterlijk en gevoel, hebben een hoog niveau van drukuithoudingsvermogen (hoewel minder in termen van trekkrachtuithoudingsvermogen) en bieden een goede basis voor een aantal verschillende producten.

Keramische materialen bewerken

CNC-bewerking van keramiek kan een beetje een uitdaging zijn als ze al zijn gesinterd. Deze bewerkte geharde keramiek kan een behoorlijke uitdaging vormen, omdat puin en brokken overal naartoe vliegen. Keramische onderdelen kunnen het meest effectief worden bewerkt vóór de laatste sinterfase, hetzij in hun "groene" (niet-gesinterde poeder) compacte toestand of in de voorgesinterde "bisque" vorm.

Over het algemeen kunnen bewerkingsmethoden zoals frezen, boren en draaien worden toegepast op keramische onderdelen in de voorgesinterde staat. Op het gebied van gereedschap worden met titaniumnitride (TiN) gecoate hogesnelheidsstalen gereedschappen, wolfraamcarbide gereedschappen en polykristallijne diamant (PCD) gereedschappen gebruikt bij het bewerken van voorgesinterde keramiek. In de bisque-toestand kan de MRR die een werktuigmachine kan bereiken die van gereedschaps- en matrijsstaal evenaren.

In termen van de gesinterde toestand is het meest voorkomende bewerkingsproces dat van slijpen. Met behulp van het schuurwiel kan de machine een gepolijste oppervlakteafwerking bereiken. Het slijpen van keramiek kan ook het beste worden gedaan met vloeibaar koelmiddel dat het gebied dat wordt gemalen, smeert. Voor gesinterde keramiek is het het beste om harsgebonden wielen te gebruiken met synthetische of natuurlijke diamanten met verschillende korrelgroottes die in verschillende concentraties in polymeerhars zijn geperst.

Er zijn natuurlijk veel verschillende soorten keramiek en ze hebben allemaal hun eigen kenmerken. Dit zijn algemene vuistregels, maar deze processen kunnen variëren.

Soorten keramiek

Macor  

Macor is een machinaal bewerkbaar glaskeramiek dat eigendom is van en wordt geproduceerd door Corning Inc. Het heeft tal van toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de productie van halfgeleiders. Het gebruik van bewerkbaar glaskeramiek is een kostenefficiënte manier om te gaan wanneer kleinere hoeveelheden moeten worden geproduceerd, maar hoge gereedschapskosten zijn geen optie. De temperatuur voor continu gebruik van Macor is 800°C met een piektemperatuur van 1.000°C. De thermische uitzetting komt overeen met de meeste metalen en afdichtingsglazen. Macor is ook niet-bevochtigend, vertoont geen porositeit en zal, in tegenstelling tot ductiele materialen, niet vervormen. Bovendien is het een effectieve isolator bij hoge spanningen, verschillende frequenties en hoge temperaturen. Het zal ook niet "ontgassen" in vacuümomgevingen.

Aluinaarde

Alumina heeft goede mechanische en elektrische eigenschappen die leiden tot een breed scala aan toepassingen. Alumina kan in verschillende zuiverheden worden geproduceerd met additieven die zijn ontworpen om de eigenschappen te verbeteren. Het kan worden gevormd met behulp van een breed scala aan keramische verwerkingsmethoden en kan worden bewerkt of gevormd om een ​​breed scala aan maten en vormen te produceren. Bovendien kan het gemakkelijk worden verbonden met metalen of andere keramiek met behulp van metalliserings- en soldeertechnieken.

Aluminiumnitride

Aluminiumnitride vertoont een lagere thermische uitzetting dan aluminiumoxide dat nauw overeenkomt met de uitzetting van siliciumwafels en het kan worden gemetalliseerd, waardoor het een ideaal materiaal is voor halfgeleidertoepassingen.

Aluminasilicaat (Lava)

Aluminasilicaat of Lava is een bewerkbaar keramisch materiaal. Het heeft een hoge gebruikstemperatuur en uitstekende thermische/elektrische isolerende eigenschappen.

Bornitride

Boornitride kan worden bewerkt met standaard hardmetalen boren. BN vertoont een hoge elektrische weerstand, lage diëlektrische constante en verliestangens, lage thermische uitzetting, chemische inertie en goede thermische schokbestendigheid. Met deze eigenschappen leent BN zich tot een bruikbaar materiaal voor vacuümcomponenten, diverse elektrische componenten en nucleaire toepassingen.

Glas (Pyrex, Vycor en soortgelijke materialen)

Verschillende soorten glas worden gebruikt in veel toepassingen waar optisch hoge thermische schokbestendigheid en isolerende eigenschappen vereist zijn.

Grafiet

Als een op koolstof gebaseerd keramisch materiaal kan grafiet in verschillende dichtheden voorkomen, afhankelijk van de polymeertoestand. Grafiet heeft ook een uitstekende thermische schok- en chemische weerstand, waardoor het een ideaal materiaal is voor mallen, ovenboten, anoden voor het plateren en soldeerinrichtingen.

Mulliet

Mulliet is een uitstekend structureel materiaal vanwege de hoge temperatuurstabiliteit, sterkte en kruipweerstand. Het heeft een lage diëlektrische constante en een hoog elektrisch isolatievermogen. Typische toepassingen zijn onder meer ovenmeubels, ovenmiddenbuis, warmtewisselingsonderdelen, warmte-isolerende onderdelen en rollen. Hoewel mulliet bewerkbaar is, is het handiger om te laseren.

Mycalex

Met verschillende kwaliteiten om uit te kiezen, variërend in sterkte en temperatuurprestaties, is Mycalex een uitstekend machinaal bewerkbaar keramisch isolatiemateriaal dat tot complexe onderdelen kan worden gefabriceerd. Het wordt vaak gebruikt voor kleine onderdelen in industriële apparatuur.

Kwarts

Met zijn superieure thermische, chemische en optische eigenschappen wordt kwarts vaak gebruikt in de verlichtings- en halfgeleidervelden. U kunt dit het beste doen met diamantgereedschap, slijpen of waterstralen. Schuurtechnieken zijn veel nuttiger dan alle snijtechnieken.

Siliciumcarbide

Siliciumcarbide staat bekend om zijn hoge hardheid en slijtvastheid. Veel voorkomende toepassingen zijn:pompafdichtingen, klepcomponenten en slijtage-intensieve onderdelen. Ondanks de hoge hardheidswaarden van dit materiaal is het toch relatief bros en kan het alleen bewerkt worden met diamantslijptechnieken. Meestal wordt het geproduceerd in een Acheson-grafietweerstandsoven en kan het worden gevormd als een fijn poeder of een gebonden massa, die moet worden vermalen en gemalen voordat het als poedergrondstof kan worden gebruikt.

Steatiet

De kosten van steatiet zijn relatief laag in vergelijking met andere keramische materialen. Het is nuttig in toepassingen waar isolatie en temperatuurbestendigheid een probleem zijn.

Zirkonia

Gestabiliseerd zirkoniumoxide biedt chemische en corrosiebestendigheid tegen temperaturen ver boven het smeltpunt van aluminiumoxide. Deze karakters maken het een redelijk goed materiaal voor tandheelkundige toepassingen en prothesen. De hoge hardheid kan het moeilijk maken om het te bewerken, maar het helpt om het te verwerken met hoge snijsnelheden (meer dan 670 m/minuut). Zirkonia-keramiek heeft het vermogen om grote hoeveelheden spanning te absorberen in vergelijking met andere keramische materialen. Het vertoont de hoogste mechanische sterkte en taaiheid bij kamertemperatuur.

Als u een prototype of product van keramiek wilt bouwen, neemt u contact op met 3ERP voor een gratis offerte. We geven graag advies over uw beste opties.