Diamantbewerking Onder de Knie Krijgen: Bewezen Tips & Geavanceerde Technieken

Gepost op 26 augustus 2019 | Door WayKen Rapid Manufacturing

CNC-bewerking wordt traditioneel beschouwd als een hoge-precisiemethode. Maar snijmethoden hebben hun beperkingen. Je kunt een snijrand niet perfect genoeg maken om te concurreren met een slijpschijf op gebied van tolerantie en oppervlakteafwerking. Echter, nieuwe technieken en apparatuur worden onophoudelijk ontwikkeld. Er is een redelijk nieuwe oplossing die CNC-machinetools dichter bij de precisie van abrasieve methoden brengt. Deze oplossing heet diamantbewerking.

Waarom Diamantbewerking Deelkwaliteit Verbetert

Bij bewerking is de hardheid van het snijgereedschap een van de belangrijkste parameters. En zover we weten is er niets harder dan diamant. Kunstmatige diamanten weerstaan zeer hoge temperaturen en snijregimes. Ze zijn redelijk goedkoop en hun snijrand is zo fijn dat je een spiegellijk oppervlak kunt krijgen met een enkele diamantsnijder met één punt. Dat is de enige manier om zo fijn afwerkingsniveau te bereiken zonder extreem dure slijp- en polijstmachines te kopen. De diamanten kunnen op eenvoudige CNC-machinetools gemonteerd worden en je krijgt uitstekende resultaten als je het technologisch systeem aanpast voor maximale rigiditeit. Je kunt de hardest metalen bewerken en spiegellijke afwerkingen verkrijgen. Diamandraaien en diamantfrezen zijn de meest verspreide technologieën die nu commercieel beschikbaar zijn.

Voordelen van Diamantbewerking

Diamantbewerking heeft veel voordelen, de belangrijkste zijn:

1. Uitstekende aluminiumbewerking. Diamantgereedschappen weerstaan hoge snijsnelheden en temperaturen uitstekend. Daarom worden diamanttechnieken vaak gebruikt voor massaproductie van aluminiumonderdelen. Een enkele diamantplaatje kan veel carbidegereedschappen uithalen bij aluminiumbewerking.
2. Hard legeringproductie. Een algemene wet: een harder materiaal kan een zachter snijden. Omdat er niets harder is dan diamanten, zijn ze erg nuttig voor het verwerken van carbide, keramiek en andere materialen met hoge hardheidsparameters.
3. Diamantpolijsten. Sommige diamantsnijders worden gebruikt om transparante materialen te polijsten zoals glas, polycarbonaat, PMMA. Dit komt doordat de punt van het gereedschap heel fijn diamantkorrels heeft.
4. Duurzaamheid. Een diamantgereedschapsplaatje is 30-50 keer duurzamer dan een carbideplaatje.
5. Oppervlakteafwerking. Door diamantbewerking in te zetten voor hoogwaardige bewerking krij je een betere afwerking dan met enig conventioneel gereedschap. Eigenlijk brengen diamantgereedschappen een kleine slijpkenmerk in de bewerking.

Diamantbewerkingstechnieken

De meerderheid van bewerkingsmethoden die diamanten gebruiken, worden beschouwd als slijp- en polijsttechnieken, maar er zijn twee methoden die geïmplementeerd kunnen worden op CNC-apparatuur en dichter bij snijden staan dan abrasieve verwerking.

Enkelpunt Diamandraaien (SPDT)

SPDT is een methode die extreem lijkt op simpel draaien, maar het gereedschap is een diamantgetipte snijder. Daarnaast moet de rigiditeit van het productiesysteem veel groter zijn. Dat betekent korte afstanden tussen spannen, kortere gereedschapssteunen en trillingen tot een minimum brengen. SPDT is bijzonder nuttig voor het fabriceren van optische lenzen omdat ze rotatieonderdelen zijn en het heel handig is om ze op een draaibank te fixeren en enkelpunt diamantplaatjes te gebruiken om heldere transparante oppervlakken te verkrijgen.

Enkelpunt Diamantfrezen (SPDM)

Enkelpunt diamantfrezen lijkt op conventioneel frezen, maar het hoofdverschil zit in het snijgereedschap en verwerkingsparameters. Het gereedschap is een frees met diamantgetipte plaatjes. Gemonteerd op een 5-assen machiningcentrum is deze frees perfect voor het verwerken van complexe oppervlakken van glas, PMMA en polycarbonaat. Een extreem snel draaiende diamantfrees met een minimum snijvoorschub en een overvloed aan smeermiddel creëert de beste oppervlakteafwerking voor autolampenlenzen, lichtgeleiders en aangepaste vensterramen. Het is echter belangrijk om altijd rekening te houden met trillingen, want die ruïneren de oppervlaktekwaliteit direct. Om de kwaliteit te verbeteren, behelzen sommige SPDM-technieken het frezen in slechts één richting (de frees verwerkt een pad en keert terug naar de beginzijde van het werkstuk voor een stapoverbeweging, zodat de snijkracht altijd in één richting is).

Welke Gereedschappen Worden Gebruikt voor Diamantbewerking?

Een diamantgereedschap voor bewerking is in essentie hetzelfde als elk ander snijgereedschap, behalve voor zijn plaatje. Het plaatje heeft een basismateriaal van wolfram of carbide en op zijn punt is een dunne diamantfilm zichtbaar. Deze film is extreem hard en kan tot 50 keer langer meegaan dan conventionele gereedschappen. Het is erg scherp en levert een heel heldere snede op, wat resulteert in supreme oppervlakteafwerkingen.

Welke Materialen Kunnen Gesneden Worden met Diamanten?

Diamantgereedschappen kunnen veel verschillende materialen verwerken, waaronder keramiek, silicium, polycarbonaat, plexiglas (PMMA), niet-ferrode legeringen zoals aluminium, koper, brons, titanium, glas, diverse polymeren zoals ABS, polyetheen, en hoog abrasieve materialen zoals beton, graniet, steen. Het materiaalbereik is erg breed, van hard en broos tot zacht en transparant.

Wanneer Je Absoluut Geen Diamantbewerking Kunt Gebruiken

Een heel belangrijke opmerking: diamantgereedschappen kunnen niet gebruikt worden om staal of ijzerlegeringen te snijden. De reden is dat ze allemaal een aanzienlijk aantal koolstofatomen bevatten. Bewerking vindt altijd plaats bij hoge temperaturen en aangezien zowel diamant als staal koolstof bevatten, kunnen de atomen sintreren bij verhitting. Zo kan het gereedschap aan het werkmaterieel kleven en zijn beide componenten verspild.

Waar Diamantbewerking Goede Resultaten Boekt

Het is het beste om te bespreken waar diamantbewerking uitblinkt op basis van echte casestudy's. Daarom is een lijst met voorbeelden samengesteld:

• Lamplensprototypes. Als onderdeel van CNC prototypingdiensten kan een autolamplensprototype geproduceerd worden met diamantsnijden. De lens is te groot en de geometrie te complex (moest in segmenten verdeeld en later gelijmd worden met behoud van lichtgeleidingseigenschappen) voor slijpen, maar een diamantgetipte frees met een 5-assen CNC-machinetool kan een geweldige spiegellijke afwerking met de juiste kwaliteit produceren.
• Lichtgeleiders. Lichtgeleiders zijn speciale buizen en transparante componenten die helpen om bepaalde plekken op een complexe manier te verlichten. Ze moeten een zeer fijn afwerkingsniveau hebben terwijl ze de complexiteit van hun geometrie behouden. Met de beste 3-assen, 4-assen of zelfs 5-assen CNC-freesmachines heeft Wayken de nieuwste diamantbewerkingstechnologie geadopteerd waarmee 5-assen microfrezen verschillende typen lichtgeleiders en lenzen met uitstekende optische kwaliteit kan produceren in een array of vrijvormpatroon.