Strojna obrada legura titana, superlegura i ne-metalnih materijala
1. Strojna obrada legure titana
Legure titana naširoko se koriste u zrakoplovstvu, medicini i biomedicini zbog svoje visoke čvrstoće-i-omjera težine, otpornosti na koroziju i biokompatibilnosti. Međutim, klasificirani su kao-materijali-za-strojnu obradu zbog niske toplinske vodljivosti, visoke kemijske reaktivnosti i sklonosti-otvrdnjavanju.
Ključne tehnike obrade:
CNC glodanje: Če-brzinska glodala od tvrdog metala često se koriste. Dinamičke strategije glodanja pomažu smanjiti nakupljanje topline i trošenje alata. Na primjer, brzine vretena do 18.000 o/min mogu postići tolerancije od ±0,02 mm u titanu Grade 5.
Okretanje: Zahtijeva krute postavke i oštre alate. Metode dinamičkog tokarenja koriste se za stabilizaciju sila rezanja i izbjegavanje klepetanja, posebno u fleksibilnim komponentama od titana.
Bušenje i bušenje: Upotreba oštrih karbidnih svrdla, rashladne tekućine pod visokim-tlakom (većim ili jednakim 70 bara) i niskih brzina posmaka bitna je za sprječavanje pregrijavanja i osiguravanje točnosti dimenzija.
Spiralno glodanje: Učinkovito za operacije grube obrade, ravnomjerno raspoređujući pritisak rezanja i smanjujući trošenje alata.
5-osna obrada: Omogućuje složene geometrije i skraćuje vrijeme postavljanja, osobito korisno u zrakoplovnoj i proizvodnji medicinskih implantata.
Rashladno sredstvo i alat:
Poželjne su emulzije ili sintetičke rashladne tekućine s visokim stupnjem podmazivanja.
Unutarnji dovod rashladne tekućine i držači alata-za prigušivanje vibracija poboljšavaju završnu obradu površine i vijek trajanja alata.
Hibridni držači za prigušivanje mogu smanjiti vibracije do 40%, omogućujući završne-poput zrcala na dijelovima s tankim-stjenkama.
2. Strojna obrada superlegura (npr. GH4169, GH2747)
Superlegure, posebno legure na bazi nikla-kao što su GH4169 i GH2747, kritične su u primjenama na visokim-temperaturama kao što su plinske turbine, mlazni motori i zrakoplovne komponente. Pokazuju izvrsnu otpornost na puzanje, otpornost na oksidaciju i čvrstoću na povišenim temperaturama, ali ih je izuzetno teško obraditi.
Ključni izazovi:
Visoke sile rezanja i visoke temperature
Brzo trošenje alata uslijed otvrdnjavanja
Niska toplinska vodljivost dovodi do koncentracije topline na rubu alata
Strategije strojne obrade:
Materijali alata: Korištenje alata od karbida, keramike ili kubičnog bor nitrida (CBN)
Niske brzine rezanja: Za smanjenje stvaranja topline
Visok{0}}tlačna rashladna tekućina: Neophodno za evakuaciju i hlađenje strugotine
Stabilne postavke: Čvrsta pričvršćenja i kratki prepusti alata za smanjenje vibracija
Tehnike obrade:
Tokarenje i glodanje: Često se izvodi u kontroliranim uvjetima s optimiziranim putanjama alata i protokom rashladnog sredstva
Kovanje i toplinska obrada: Prije strojne obrade, superlegure se često kuju na visokim temperaturama (npr. 950–1300 stupnjeva) i podvrgavaju se tretmanima otopine + starenja kako bi se poboljšala obradivost i mehanička svojstva
Simulacija i optimizacija: Modeliranje konačnih elemenata (npr. DEFORM) koristi se za predviđanje polja temperature i naprezanja tijekom kovanja i strojne obrade
3. Strojna obrada ne-metalnih materijala
Ne-nemetalni materijali kao što su plastika, keramika, staklo i kompoziti sve se više koriste u zrakoplovnoj, elektroničkoj i medicinskoj industriji zbog svoje male težine, otpornosti na koroziju i prilagođenih svojstava.
Uobičajeni ne{0}}metalni materijali:
Plastika: ABS, polikarbonat, PEEK, PTFE
Keramika: Aluminij, cirkonij, silicij karbid
Staklo: Kvarc, optičko staklo
Kompoziti: Karbonska vlakna, staklena vlakna, laminati
Tehnike obrade:
CNC obrada: Visoko{0}}precizno glodanje i tokarenje s dijamantnim-obloženim ili karbidnim alatima
Lasersko rezanje: Posebno za plastiku i kompozite
Ultrazvučna obrada: Za tvrde i lomljive materijale poput keramike
Rezanje vodenim mlazom: Prikladno za materijale-osjetljive na toplinu
Ključna razmatranja:
Odabir alata: Mora se izbjegavati pretjerana toplina i topljenje materijala
Hlađenje: Zračna ili tekuća rashladna sredstva za sprječavanje toplinskog oštećenja
Učvršćivanje: Nježno stezanje kako bi se izbjeglo pucanje ili deformacija
Površinska obrada: Često zahtijeva naknadnu-obradu poput poliranja ili premazivanja
Prijave:
Plastični dijelovi: Kućišta, izolatori, medicinski uređaji
Keramika: Izolatori, alati za rezanje, biomedicinski implantati
Staklo: Optičke komponente, zaslonske ploče
Kompoziti: Zrakoplovne ploče, automobilski dijelovi
