لماذا تتطلب أدوات PCD أساليب تصنيع "غير تقليدية"؟
عندما تحتاج الأدوات إلى معالجة مواد عالية الكشط -صعبة-التصنيع مع تلبية عمر الخدمة الطويل-ومتطلبات الدقة الهندسية المستقرة، غالبًا ما يتم اختيار مواد الماس متعدد البلورات (PCD)-وتتضمن التطبيقات النموذجية المواد المركبة، وسبائك المعادن غير الحديدية-، والألواح الخشبية-عالية الأداء-. ومع ذلك، فإن الصلابة العالية جدًا- والمقاومة الممتازة للتآكل لـ PCD لا تحقق مزايا الأداء فحسب، بل تزيد أيضًا من صعوبة المعالجة بشكل كبير، مما يجعل من الصعب إكمال-التشكيل وإعادة الطحن بجودة عالية فقط من خلال عمليات الطحن التقليدية. في أنظمة العمليات التقليدية، عادةً ما يتم الاعتماد على معالجة التفريغ الكهربائي (EDM) أو معالجة التآكل، بالإضافة إلى عمليات الطحن المركبة المستهدفة للتعويض عن هذا - ولكن هذا النوع من الأساليب غالبًا ما يأتي على حساب كفاءة المعالجة المحدودة، وتدفق العملية المعقد، وقدرات معالجة الهندسة الدقيقة- غير الكافية.
باعتبارها تقنية بديلة ناشئة تتمتع بمزايا كبيرة، يتم تطبيق المعالجة بالليزر تدريجيًا في هذه الصناعة. وتتمثل ميزتها الأساسية في أنها يمكنها إنشاء حواف القطع وهياكل تكسير الرقائق والميزات الهندسية الدقيقة المعقدة بشكل مباشر مع مرونة عملية عالية. تحلل هذه المقالة تطبيق الجلفانومتر في المعالجة بالليزر لأدوات القطع PCD، وتغطي المرحلتين الرئيسيتين لتصنيع الأدوات وإعادة الطحن، وتوجه المتطلبات الفنية الرئيسية لأنظمة الجلفانومتر في التطبيقات العملية القائمة على عمليات معالجة PCD النموذجية. على هذا الأساس، يتم أيضًا ربط هذه الاحتياجات بنوعين من جلفانومترات المسح SCANLAB التي تُستخدم على نطاق واسع في -التصنيع الدقيق العالي والإنتاج الصناعي:
تحديد موضع تطبيق الليزر في تصنيع أدوات PCD وإعادة طحنها
عندما يتم ذكر "المعالجة بالليزر" في مجال تصنيع أدوات PCD، فإنها تشير عادةً إلى عملية الاستئصال بالليزر، والتي تزيل المواد من خلال التبخير أو الرش، بدلاً من الصهر أو القطع بالمعنى التقليدي. في عملية معالجة الأدوات الفعلية، يتم استخدام تقنية الليزر بشكل رئيسي في رابطين رئيسيين:
أ) تصنيع الأدوات الجديدة
التشكيل المباشر لحافة القطع وهندسة الوجه والجانب على إدراجات PCD ملحومة أو ذات طبقات -تصنيع آلي عالي الدقة لقواطع الرقائق وهياكل تقوية الحواف على إدخالات قابلة للفهرسة أو أدوات دوارة
معالجة وظيفية للبنية الدقيقة لتحسين أداء القطع (مثل القوام المضاد للاحتكاك، ومناطق الحواف الخاضعة للتحكم، وما إلى ذلك)
ب) إعادة طحن الأدوات البالية
قم باستعادة المظهر الجانبي المتطور بدقة مع الحفاظ على مستوى مسند الأداة دون تغيير
إعادة إنشاء الميزات الهندسية الدقيقة- (بما في ذلك قوس الحافة والشطب والشطب السالب وهيكل قاطع الرقاقة)
يتيح الإصلاحات المحلية لتجنب الإزالة المفرطة للمواد مع تحسين اقتصاديات الأداة
تعتمد معالجة الأدوات التقليدية بشكل أساسي على أدوات آلة الطحن، والتي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع وإعادة طحن أنواع مختلفة من الأدوات (مثل قواطع الطحن، ولقم الثقب، وما إلى ذلك). في بيئة تصنيع الأدوات المتوازية متعددة العمليات{2}}عادةً ما يكون للمعالجة بالليزر والطحن التقليدي علاقة تكاملية: تكون عملية الطحن مناسبة بشكل أساسي لمعالجة الكربيد الأسمنتي ومواد الفولاذ -عالية السرعة (HSS)، بالإضافة إلى تشكيل أشكال هندسية جزئية؛ بينما تعد المعالجة بالليزر أكثر ملاءمة للمواد فائقة الصلابة وسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب مرونة هندسية دقيقة -عالية.
تحديد موضع تطبيق الليزر في تصنيع أدوات PCD وإعادة طحنها
عندما يتم ذكر "المعالجة بالليزر" في مجال تصنيع أدوات PCD، فإنها تشير عادةً إلى عملية الاستئصال بالليزر، والتي تزيل المواد من خلال التبخير أو الرش، بدلاً من الصهر أو القطع بالمعنى التقليدي. في عملية معالجة الأدوات الفعلية، يتم استخدام تقنية الليزر بشكل رئيسي في رابطين رئيسيين:
أ) تصنيع الأدوات الجديدة
التشكيل المباشر لحافة القطع وهندسة الوجه والجانب على إدراجات PCD ملحومة أو ذات طبقات -تصنيع آلي عالي الدقة لقواطع الرقائق وهياكل تقوية الحواف على إدخالات قابلة للفهرسة أو أدوات دوارة
معالجة وظيفية للبنية الدقيقة لتحسين أداء القطع (مثل القوام المضاد للاحتكاك، ومناطق الحواف الخاضعة للتحكم، وما إلى ذلك)
ب) إعادة طحن الأدوات البالية
قم باستعادة المظهر الجانبي المتطور بدقة مع الحفاظ على مستوى مسند الأداة دون تغيير
إعادة إنشاء الميزات الهندسية الدقيقة- (بما في ذلك قوس الحافة والشطب والشطب السالب وهيكل قاطع الرقاقة)
يتيح الإصلاحات المحلية لتجنب الإزالة المفرطة للمواد مع تحسين اقتصاديات الأداة
تعتمد معالجة الأدوات التقليدية بشكل أساسي على أدوات آلة الطحن، والتي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع وإعادة طحن أنواع مختلفة من الأدوات (مثل قواطع الطحن، ولقم الثقب، وما إلى ذلك). في بيئة تصنيع الأدوات المتوازية متعددة العمليات{2}}عادةً ما يكون للمعالجة بالليزر والطحن التقليدي علاقة تكاملية: تكون عملية الطحن مناسبة بشكل أساسي لمعالجة الكربيد الأسمنتي ومواد الفولاذ -عالية السرعة (HSS)، بالإضافة إلى تشكيل أشكال هندسية جزئية؛ بينما تعد المعالجة بالليزر أكثر ملاءمة للمواد فائقة الصلابة وسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب مرونة هندسية دقيقة -عالية.
نافذة عملية المعالجة بالليزر PCD: الجودة وكفاءة الإنتاج والتحكم في المخاطر
عادةً ما يتم تقييم جودة معالجة PCD بشكل شامل من الأبعاد الرئيسية التالية:
· سلامة الشفرة (لا يوجد تقطيع دقيق، عرض ثابت للشفرة، نصف قطر شفرة يمكن التحكم فيه)
· جودة سطح وجه المجرفة ووجه الخاصرة (تؤثر بشكل مباشر على مستوى قوة القطع وسلوك تآكل الأداة)
الدقة الهندسية (بما في ذلك الدقة الزاوية، والميزات المرتبطة بالتشغيل-، ودقة الموضع الهندسي المهم)
في الوقت الحالي، هناك اتجاه كبير في التطوير يتمثل في ليزر النبضات القصيرة جدًا (USP)-ليزر البيكو ثانية والفيمتو ثانية.
يستمر استخدام التكنولوجيا في النمو. بالمقارنة مع طرق معالجة النبضات الطويلة- التقليدية، يمكن أن يقلل ليزر USP بشكل كبير من التأثيرات الحرارية ويحقق جودة أفضل للسطح وقدرات التحكم في الحدود في معالجة المواد ذات الصلابة العالية-.
أثناء معالجة PCD بالليزر، تشمل عوامل الخطر الرئيسية ما يلي:
·المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) ومخاطر الجرافيت (ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعملية محددة ويمكن قمعها بشكل فعال من خلال إستراتيجية النبض واختيار الطول الموجي وتحسين معلمات العملية)
· مشكلة إعادة وضع الحطام (عندما تكون كفاءة إزالة الرقاقة أو تخطيط مسار المسح غير كافية، فقد يؤدي ذلك إلى تثلم الحواف أو تدهور خشونة السطح المُشغل آليًا)
· خطأ في دقة موضع النبض (خاصة في ظل ظروف التردد العالي للتكرار، عندما لا يكون التحكم في الحركة وتشغيل الليزر متزامنين بشكل صارم)
عند هذا الرابط الحاسم، لم يعد أداء نظام الجلفانومتر مجرد "عنصر تحسين الأداء"، ولكنه تطور بشكل مباشر إلى قيد أساسي يؤثر على جودة المعالجة واستقرار العملية.
