چرا ابزارهای PCD به روش‌های ماشینکاری «غیر{0}}سنتی نیاز دارند؟
هنگامی که ابزارها نیاز به پردازش مواد بسیار ساینده و دشوار--ماشینکاری دارند در حالی که دارای عمر طولانی-دوام و الزامات دقت هندسی پایدار هستند، معمولاً مواد الماس پلی کریستالی (PCD) انتخاب می‌شوند-کاربردهای معمولی شامل مواد کامپوزیت، آلیاژهای غیر{4}فلزات آهنی{5} و غیرآهنی{5} پانل ها با این حال، سختی فوق العاده-و مقاومت در برابر سایش عالی PCD نه تنها مزایای عملکردی را به همراه دارد، بلکه به طور قابل توجهی دشواری پردازش را افزایش می‌دهد و تکمیل فرم‌دهی با کیفیت بالا و آسیاب مجدد را فقط از طریق فرآیندهای آسیاب سنتی دشوار می‌کند. در سیستم‌های فرآیند سنتی، ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) یا ماشینکاری فرسایشی، و همچنین فرآیندهای آسیاب ترکیبی هدفمند معمولاً برای جبران این - استفاده می‌شوند، اما این نوع روش اغلب به قیمت بازده پردازش محدود، جریان فرآیند پیچیده، و ظرفیت‌های کوچک{12}} پردازش هندسی ناکافی انجام می‌شود.
به عنوان یک فناوری جایگزین نوظهور با مزایای قابل توجه، پردازش لیزری به تدریج در این صنعت اعمال می شود. مزیت اصلی آن این است که می تواند به طور مستقیم لبه های برش، ساختارهای تراشه شکن و ویژگی های پیچیده هندسی ظریف را با انعطاف پذیری فرآیند بالا تولید کند. این مقاله کاربرد گالوانومترها را در پردازش لیزری ابزارهای برش PCD تجزیه و تحلیل می‌کند و دو مرحله کلیدی ساخت ابزار و سنگ‌زنی مجدد را پوشش می‌دهد و الزامات فنی کلیدی سیستم‌های گالوانومتر را در کاربردهای عملی بر اساس فرآیندهای معمول پردازش PCD راهنمایی می‌کند. بر این اساس، این نیازها بیشتر به دو نوع گالوانومتر روبشی SCANLAB که به طور گسترده در ریزماشینکاری با دقت بالا و تولید صنعتی استفاده می‌شوند، ترسیم می‌شوند:
کاربرد مکان یابی لیزر در ساخت ابزار PCD و سنگ زنی مجدد
هنگامی که از "فرآوری لیزر" در زمینه ساخت ابزار PCD یاد می شود، معمولاً به فرآیند فرسایش لیزری اشاره دارد که به جای ذوب یا برش به معنای سنتی، مواد را از طریق تبخیر یا پاشش حذف می کند. در فرآیند واقعی پردازش ابزار، فناوری لیزر عمدتاً در دو پیوند کلیدی استفاده می شود:
الف) ساخت ابزار جدید
شکل دهی مستقیم لبه برش و صفحه چنگکی و هندسه پهلو بر روی درج های PCD لحیم کاری شده یا لایه ای، ماشینکاری با دقت بالا- بریکر شکن ها و سازه های تقویت کننده لبه روی درج های قابل نمایه سازی یا ابزارهای دوار
پردازش ریزساختار عملکردی برای بهبود عملکرد برش (مانند بافت‌های ضد اصطکاک، مناطق لبه کنترل‌شده و غیره)
ب) ابزارهای فرسوده را دوباره آسیاب کنید
پروفیل لبه برش را به دقت بازیابی کنید در حالی که صفحه مبدأ ابزار را بدون تغییر نگه دارید
بازسازی ویژگی‌های میکرو{0}}هندسی (از جمله قوس لبه، پخ، پخ منفی و ساختار تراشه‌شکن)
تعمیرات محلی را برای جلوگیری از حذف بیش از حد مواد و در عین حال بهینه سازی اقتصادی ابزار، فعال می کند
پردازش ابزار سنتی عمدتاً بر اساس ماشین‌آلات سنگ‌زنی است که به طور گسترده در ساخت و سنگ‌زنی مجدد انواع ابزارها (مانند فرز، مته‌ها و غیره) استفاده می‌شود. در یک محیط تولید ابزار موازی چند فرآیندی، پردازش لیزری و آسیاب سنتی معمولاً یک رابطه مکمل دارند: فرآیند آسیاب عمدتاً برای پردازش کاربید سیمانی و مواد فولادی با سرعت بالا (HSS) و همچنین برای تشکیل اشکال هندسی جزئی مناسب است. در حالی که پردازش لیزر برای مواد فوق سخت و سناریوهای کاربردی که به انعطاف پذیری هندسی میکرو{4} بالا نیاز دارند، مناسب تر است.
کاربرد مکان یابی لیزر در ساخت ابزار PCD و سنگ زنی مجدد
هنگامی که از "فرآوری لیزر" در زمینه ساخت ابزار PCD یاد می شود، معمولاً به فرآیند فرسایش لیزری اشاره دارد که به جای ذوب یا برش به معنای سنتی، مواد را از طریق تبخیر یا پاشش حذف می کند. در فرآیند واقعی پردازش ابزار، فناوری لیزر عمدتاً در دو پیوند کلیدی استفاده می شود:
الف) ساخت ابزار جدید
شکل دهی مستقیم لبه برش و صفحه چنگکی و هندسه پهلو بر روی درج های PCD لحیم کاری شده یا لایه ای، ماشینکاری با دقت بالا- بریکر شکن ها و سازه های تقویت کننده لبه روی درج های قابل نمایه سازی یا ابزارهای دوار
پردازش ریزساختار عملکردی برای بهبود عملکرد برش (مانند بافت‌های ضد اصطکاک، مناطق لبه کنترل‌شده و غیره)
ب) ابزارهای فرسوده را دوباره آسیاب کنید
پروفیل لبه برش را به دقت بازیابی کنید در حالی که صفحه مبدأ ابزار را بدون تغییر نگه دارید
بازسازی ویژگی‌های میکرو{0}}هندسی (از جمله قوس لبه، پخ، پخ منفی و ساختار تراشه‌شکن)
تعمیرات محلی را برای جلوگیری از حذف بیش از حد مواد و در عین حال بهینه سازی اقتصادی ابزار، فعال می کند
پردازش ابزار سنتی عمدتاً بر اساس ماشین‌آلات سنگ‌زنی است که به طور گسترده در ساخت و سنگ‌زنی مجدد انواع ابزارها (مانند فرز، مته‌ها و غیره) استفاده می‌شود. در یک محیط تولید ابزار موازی چند فرآیندی، پردازش لیزری و آسیاب سنتی معمولاً یک رابطه مکمل دارند: فرآیند آسیاب عمدتاً برای پردازش کاربید سیمانی و مواد فولادی با سرعت بالا (HSS) و همچنین برای تشکیل اشکال هندسی جزئی مناسب است. در حالی که پردازش لیزر برای مواد فوق سخت و سناریوهای کاربردی که به انعطاف پذیری هندسی میکرو{4} بالا نیاز دارند، مناسب تر است.
پنجره فرآیند پردازش لیزر PCD: کیفیت، راندمان تولید و کنترل ریسک
کیفیت پردازش PCD معمولاً به طور جامع از ابعاد کلیدی زیر ارزیابی می شود:
· یکپارچگی تیغه (بدون خرد شدن خرد، عرض تیغه ثابت، شعاع تیغه قابل کنترل)
· کیفیت سطح صفحه چنگکی و صورت پهلو (مستقیماً بر سطح نیروی برش و رفتار سایش ابزار تأثیر می گذارد)
دقت هندسی (از جمله دقت زاویه‌ای، ویژگی‌های مربوط به خروجی-و دقت موقعیت هندسی بحرانی)
در حال حاضر، یک روند توسعه قابل توجه، لیزرهای{0}پیکوثانیه و فمتوثانیه با پالس اولترا کوتاه (USP) است.
استفاده از فناوری همچنان در حال رشد است. در مقایسه با روش‌های سنتی پردازش پالس طولانی، لیزر USP می‌تواند اثرات حرارتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و کیفیت سطح بهتر و قابلیت‌های کنترل مرزی را در پردازش مواد با سختی بالا به دست آورد.
در طول پردازش لیزر PCD، عوامل خطر اصلی عبارتند از:
·منطقه متاثر از گرما (HAZ) و خطر گرافیتی شدن (نزدیک به فرآیند خاص مرتبط است و می تواند به طور موثر از طریق استراتژی پالس، انتخاب طول موج و بهینه سازی پارامتر فرآیند سرکوب شود)
· مشکل رسوب مجدد زباله ها (زمانی که کارایی حذف تراشه یا برنامه ریزی مسیر اسکن کافی نیست، ممکن است منجر به کند شدن لبه یا زبری سطح ماشینکاری شده شود)
خطای دقت قرارگیری پالس (مخصوصاً در شرایط فرکانس تکرار بالا، زمانی که کنترل حرکت و تحریک لیزر کاملاً هماهنگ نیستند)
در این پیوند حیاتی است که عملکرد سیستم گالوانومتر دیگر فقط یک "اقلام بهبود عملکرد" نیست، بلکه مستقیماً به یک محدودیت اصلی تبدیل شده است که بر کیفیت پردازش و ثبات فرآیند تأثیر می گذارد.
