Wiązka elektronów zmniejsza siły skrawania

IWF - Instytut Obrabiarek i Technologii Produkcji
Reklama
Reklama
Skrawanie żaroodpornych nadstopów przy użyciu wiązki elektronów zmniejsza siły skrawania i znacznie poprawia skrawalność. Zaletami wiązki elektronów w porównaniu z laserem jest podgrzanie ściśle określonych miejsc i elastyczny ruch względny w stosunku do obrabianego przedmiotu.

Przy wytwarzaniu zminiaturyzowanych elementów zauważyć można tendencję do przechodzenia do partii produkcyjnych o średniej wielkości i do materiałów, których nie można już ekonomicznie obrabiać tradycyjnymi metodami stosowanymi w technice mikrominiaturowej (litografia i inne). W związku z tym korzystne okazuje się stosowanie takich metod produkcyjnych jak szlifowanie, frezowanie albo obróbka elektroiskrowa. Małe narzędzia mogą jednak szybko ulec przeciążeniu. W takiej sytuacji technologiczne parametry, które są wymagane przy skrawaniu, można uzyskać tylko przy zastosowaniu wysokoobrotowych wrzecion. W celu zredukowania sił skrawania stosuje się, oprócz doboru optymalnych parametrów procesu, wspomaganie skrawania przez zastosowanie dodatkowych metod. Warunkiem wyraźnego wzrostu wydajności w stosunku do konwencjonalnych metod skrawania jest skrawanie na gorąco, w którym ściśle określone i kontrolowane doprowadzenie ciepła podczas obróbki znacząco poprawia skrawalność materiału. Wadami skrawania na gorąco wspomaganego laserem są fizyczno-technologiczne właściwości źródła ciepła, jakim jest laser, bez względu na jego typ. Aby otrzymać specyficzne, zależne od długości fal właściwości absorpcji przez obrabiane materiały, należy określić i ustawić parametry lasera, w celu uzyskania stałego podgrzewania. Ponieważ absorpcja przez obrabiany przedmiot zależy również od jakości powierzchni i jej temperatury, zatem przy skrawaniu i kilkakrotnym przesuwaniu wzdłuż obrabianego przedmiotu zwiększa się absorpcja i tym samym również podgrzanie.

Reklama

Wiązka laserowa musi być zawsze doprowadzana prostopadle do powierzchni
Inną wadą jest absorpcja energii strumienia lasera w materiałach. Optyczna głębokość przenikania w metalach jest z reguły wyraźnie mniejsza niż cieplna głębokość przenikania. Oznacza to, że głębokość, na której zostanie osiągnięta określona temperatura w materiale, jest wielkością zależną od czasu. W celu podgrzania materiału na określoną głębokość konieczny jest minimalny czas oddziaływania lasera. Aktualnie osiąga się to przez wyprzedzenie lasera albo przez podstawowe podgrzanie całej części. Wskutek tego prędkość skrawania jak i jego głębokość są ograniczone. Zwłaszcza w materiałach o stosunkowo małej przewodności cieplnej konieczne są odpowiednio długie czasy wyprzedzenia. Wskutek tego ciepło rozprowadza się przestrzennie w obrabianym przedmiocie i znaczna jego część przenika do materiału podłoża. Zmniejsza to sprawność i zwiększa obciążenie cieplne obrabianej części.
Kolejna wada lasera związana jest z ruchem względnym pomiędzy strumieniem lasera i obrabianym przedmiotem. Strumień lasera musi być zawsze doprowadzany możliwie prostopadle do powierzchni obrabianego przedmiotu. Ze względu na większą prędkość ruchu/odchylenia zastosowanie wiązki elektronów pozwala oddziaływać na proces z dużą prędkością w różnych miejscach albo również jednocześnie wykorzystywać wiązki w kilku miejscach prowadzonego procesu (technika wielowiązkowa). Prowadzono badania procesów mikroskrawania, w trakcie których dzięki dodatkowemu doprowadzeniu ciepła udało się obniżyć siły skrawania i zmniejszyć wielkość obrabiarki. W badaniach tych nie stosowano strumienia laserowego, ale wiązkę elektronów.

Reklama

Więcej na ten temat w MM Magazynie Przemysłowym 10/2011   

Reklama

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest tytułem branżowym typu business to business, w którym poruszana jest tematyka z różnych najważniejszych sektorów przemysłowych. Redakcja online MM Magazynu Przemysłowego  przygotowuje i publikuje na stronie artykuły techniczne, nowości produktowe oraz inne ciekawe informacje ze świata przemysłu i nie tylko.

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama