Tips en trucs voor diamantbewerking

Geplaatst op augustus. 26th, 2019, | By WayKen Rapid Manufactruing

CNC-bewerking wordt traditioneel beschouwd als een methode met hoge precisie. Maar snijmethoden hebben hun beperkingen. Je kunt een snijkant gewoon niet perfect genoeg maken om te concurreren met een slijpschijf op het gebied van tolerantie en oppervlakteafwerking. Er worden echter onophoudelijk nieuwe technieken en apparatuur ontwikkeld. We hebben dus een aanzienlijk nieuwe oplossing waarmee de CNC-bewerkingsmachines dichter bij de precisie van schuurmethoden kunnen komen. Deze oplossing wordt Diamantbewerking genoemd.

Waarom diamantbewerking de oppervlaktekwaliteit van onderdelen kan verbeteren

Bij het verspanen is de hardheid van het snijgereedschap een van de belangrijkste parameters voor verspaningstechnieken en voor zover we allemaal weten is er niets moeilijker dan diamant. Kunstdiamanten zijn bestand tegen zeer hoge temperaturen en snijregimes. Ze zijn aanzienlijk goedkoop en hun snijkant is zo fijn dat je een spiegelachtig oppervlak kunt krijgen met een diamantslijper met één punt en dat is de enige manier om zo'n fijne oppervlakteafwerking te bereiken zonder de extreem dure slijp- en polijstmachines aan te schaffen. De diamanten kunnen op eenvoudige CNC-bewerkingsmachines worden gemonteerd en u kunt uitstekende resultaten behalen als u het technologische systeem aanpast voor maximale stijfheid. U kunt de hardste metalen bewerken en spiegelachtige oppervlakteafwerkingen verkrijgen. Diamantdraaien en diamantfrezen behoren tot de meest wijdverbreide technologieën die nu beschikbaar zijn voor commercieel gebruik.

De voordelen van diamantbewerking

Diamantbewerking heeft veel voordelen, waarvan de belangrijkste zijn:

1. Uitstekende bewerking van aluminium. Diamantgereedschappen zijn buitengewoon goed bestand tegen hoge snijsnelheden en temperaturen. Daarom worden diamanttechnieken vaak gebruikt voor massaproductie van aluminium onderdelen. Een enkele diamantwisselplaat kan veel hardmetalen gereedschappen langer meegaan bij het bewerken van aluminium.
2. Productie van harde legeringen. Het is een algemene wet dat een harder materiaal een zachter materiaal kan snijden. Omdat er niets harder is dan diamanten, zijn ze erg handig voor het verwerken van hardmetaal, keramiek en andere materialen met hoge hardheidsparameters.
3. Diamant polijsten. Sommige diamantslijpers worden gebruikt voor het polijsten van transparante materialen zoals glas, polycarbonaat, PMMA. Dat komt doordat de punt van het gereedschap zeer fijne diamantkorrels heeft.
4. Duurzaamheid. Een inzetstuk voor diamantgereedschap is 30-50 keer duurzamer in vergelijking met een hardmetalen inzetstuk.
5. Oppervlakteafwerking. Door diamantbewerking toe te passen voor hoogwaardige bewerkingen kunt u een betere oppervlakteafwerking krijgen dan met enig conventioneel gereedschap. In principe brengen diamantgereedschappen een kleine slijpfunctie in de bewerking.

Diamantbewerkingstechnieken

De meeste bewerkingsmethoden die tot op zekere hoogte diamanten gebruiken, worden beschouwd als slijp- en polijsttechnieken, maar er zijn twee methoden die kunnen worden geïmplementeerd voor de CNC-apparatuur en die dichter bij snijden dan bij schurende bewerking liggen.

Eenpunts diamant draaien

SPDT is een methode die sterk lijkt op eenvoudig draaien, maar het gebruikte gereedschap is een diamantfrees. Bovendien moet de stijfheid van het fabricagesysteem veel groter zijn. Dat betekent korte lengtes tussen opspanningen, kortere gereedschapssteunen en het tot een minimum beperken van trillingen. SPDT is vooral handig voor het maken van optische lenzen, omdat het meestal revolutie-onderdelen zijn en het erg handig is om ze op een draaibank te bevestigen en diamanten inzetstukken met één punt te gebruiken om heldere transparante oppervlakken te verkrijgen.

Eenpunts diamantfrezen

Enkelpunts diamantfrezen is vergelijkbaar met conventioneel frezen, maar het belangrijkste verschil is het snijgereedschap en de bewerkingsparameters. Het gereedschap is een frees met inzetstukken met diamanten punten. Gemonteerd op een 5-assig bewerkingscentrum is deze frees perfect voor het bewerken van complexe oppervlakken van glas, PMMA en polycarbonaat. Een extreem snel draaiende diamantfrees met een minimale snijvoeding en een overvloed aan smeermiddel kan de beste oppervlakteafwerking creëren voor autolamplenzen, lichtgeleiders en op maat gemaakte ruiten. Het is echter belangrijk om altijd te onthouden over trillingen, omdat het de hele oppervlaktekwaliteit in één keer zal verpesten. Om de kwaliteit van het stuk te verbeteren, omvatten sommige SPDM-technieken bewerkingen in slechts één richting (de frees verwerkt een pad en keert dan terug naar de beginzijde van het werkstuk voor een overstappende beweging, op die manier is de kracht van het snijden altijd in één richting.

Welke gereedschappen worden gebruikt voor diamantbewerking

Een diamantgereedschap voor machinale bewerking is in principe hetzelfde als elk ander snijgereedschap, maar dan voor zijn inzetstuk. Het inzetstuk heeft een basismateriaal van wolfraam of carbide en op de punt is een dunne diamantfilm zichtbaar. Deze film is extreem hard en kan tot 50 keer langer meegaan in vergelijking met conventionele gereedschappen. Het is zeer scherp en zorgt voor een zeer heldere snede, wat resulteert in superieure oppervlakteafwerkingen.

Welke materialen kunnen met diamanten worden geslepen

Diamantgereedschappen kunnen veel verschillende materialen verwerken, waaronder keramiek, siliconen, polycarbonaat, plexiglas (PMMA), non-ferro legeringen zoals aluminium, koper, brons, titanium, glas, verschillende polymeren zoals ABS, polyethyleen enzovoort, sterk schurende materialen zoals beton, graniet, steen. Zoals u kunt zien, is het materiaalassortiment zeer breed, beginnend bij hard en broos en eindigend met zachte en transparante materialen.

Wanneer u absoluut geen diamantbewerking kunt gebruiken

Een zeer belangrijke opmerking is dat diamantgereedschappen niet kunnen worden gebruikt om staal of ijzerlegeringen te snijden. De reden daarvoor is dat ze allemaal een aanzienlijke hoeveelheid koolstofatomen bevatten. De bewerking gebeurt altijd bij hoge temperaturen en aangezien zowel diamant als staal koolstof bevatten, kunnen de atomen bij verhitting sinteren. Op die manier kan het gereedschap aan het materiaal van het onderdeel blijven kleven en worden beide componenten verspild.

Waar diamantbewerking goede resultaten kan opleveren

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

• Prototypes van lamplens. Als onderdeel van CNC-prototypingservices kan een prototype van een autolamplens worden vervaardigd met diamantslijpen. De lens is te groot en de geometrie te complex (hij moest eigenlijk in segmenten worden verdeeld en later aan elkaar worden gelijmd om de lichtgeleidende eigenschappen te sparen) om te slijpen, maar een diamantfrees met een 5-assige CNC-bewerkingsmachine kan een geweldige spiegelachtig oppervlak met precies de juiste kwaliteit.
• Lichtgidsen. Lichtgeleiders zijn speciale kokers en transparante onderdelen die kunnen helpen bepaalde plekken op een complexe manier te verlichten. Ze moeten een zeer fijne oppervlakteafwerking hebben met behoud van de complexiteit van hun geometrie. Met de beste 3-assige, 4-assige of zelfs 5-assige CNC-freesmachines, heeft Wayke de nieuwste diamantbewerkingstechnologie toegepast die het vermogen van 5-assig microfrezen verschillende soorten lichtgeleiders en lenzen kan produceren met een uitstekende optische kwaliteit in een array- of vrije-vormpatroon.