EN
Wraz z redukcją rozmiarów i zwiększaniem złożoności elementów systemów paliwowych w branżach medycznej, lotniczej, elektronicznej oraz motocyklowej i samochodowej rosną wymagania dotyczące mikroobróbki na poziomie submikronowym. Zastosowania takie jak szlifowanie małych rowków, matryce do precyzyjnego tłoczenia lub mikrowiertła wymagają tarcz szlifierskich zdolnych do usuwania materiału w przyrostach mierzonych w mikrometrach, a nawet submikrometrach. Tradycyjne tarcze szlifierskie o większych rozmiarach ziaren nie są w stanie zapewnić jakościowego wykończenia bez uszkodzeń krawędzi, nadmiernych wyprasek ani uszkodzeń termicznych. To właśnie ultra-cienkie ziarna diamentowe i Koło CBN sprawiają, że mikroobróbka z precyzją submikronową staje się rzeczywistością. Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. produkuje niestandardowe tarcze szlifierskie z ultra-cienkimi ziarnami, zapewniające precyzję i jakość powierzchni wymaganą przez przemysł mikroobróbki.
Zrozumienie ultra-cienkich rozmiarów ziaren
Tarcze szlifierskie są produkowane z ziarnistością od grubych (D46 lub B46 – około 300–400 mikronów) do drobnych (D126 lub B126 – około 100–125 mikronów). Tarcze o nadzwyczaj drobnej ziarnistości idą znacznie dalej, co ma miejsce np. w przypadku tarcz o nadzwyczaj drobnej ziarnistości produkowanych przez Ruizuan. Ruizuan produkuje diamenty D3 lub B3 oraz ziarno CBN o takiej ziarnistości, że średnia wielkość ziaren ściernych wynosi zaledwie trzy mikrony, czyli około 1/30 średnicy ludzkiego włosa.
Na tym poziomie nadmiernie drobnej wielkości ziaren każdy ośrodek szlifujący usuwa niewyobrażalnie małą ilość materiału przy każdym przejściu tnącym. Uzyskany wykończeniowy stan powierzchni można mierzyć w nanometrach zamiast w mikrometrach. Co równie istotne, siły szlifowania są niezwykle małe, co minimalizuje odkształcenia bardzo delikatnych przedmiotów obrabianych i umożliwia precyzyjne pozycjonowanie maszyny. W przypadku mikroobróbki mikrorowków w urządzeniach przepływowych, wykańczania bieżni łożysk w elementach miniatury oraz licznych innych zastosowań nadmiernie drobnoziarnisty tarcza szlifierska nie jest jedynie opcją – jest niezbędna.
Osiąganie tolerancji wymiarowych poniżej jednego mikrometra
Elementy mikroobrabiane często mają tolerancje wymiarowe rzędu plus/minus jeden mikrometr lub nawet mniejsze. Użycie tarczy szlifierskiej o większej wielkości ziaren czyni osiągnięcie tak ścisłych tolerancji praktycznie niemożliwym, ponieważ każde ziarno szlifujące generuje stosunkowo duży wiór, a kontrola nad usuwaniem materiału jest słaba.
Dzięki bardzo drobnoziarnistym tarczom szlifierskim maszyna szlifierska może stopniowo usuwać materiał w warstwach mierzonych dziesiątymi częściami mikrona na przejście. Dzięki temu producent uzyskuje wyjątkowy poziom kontroli przy zbliżaniu się do końcowych wymiarów, bez ryzyka przekroczenia dopuszczalnych odchyłek. Co równie istotne, dzięki jednolitej formie wiórków generowanych przez bardzo drobnoziarniste tarcze szlifierskie siła szlifowania pozostaje stała i nie powoduje odkształceń, które mogłyby spowodować błędy wymiarowe. Klienci korzystający z bardzo drobnoziarnistych tarcz szlifierskich osiągnęli tolerancje na poziomie ±0,0005 mm dla utwardzonych elementów mikro.
Wykończenie Powierzchni i Jakość Krawędzi
W przypadku części wykonanych metodą mikroobróbki jakość krawędzi i chropowatość powierzchni są tak samo ważne jak dokładność wymiarowa. Szorstkie powierzchnie mogą tworzyć koncentratory naprężeń, które mogą prowadzić do rozprzestrzeniania się pęknięć zmęczeniowych w implantach medycznych oraz powodować przedwczesny zużycie w urządzeniach mikromechanicznych. Uskoki na mikrokrawędziach mogą uniemożliwić prawidłowe dopasowanie podczas montażu lub zakłócać swobodny przepływ w mikrokanalach lub systemach mikrofluidycznych.
Dzięki bardzo drobnym kołom szlifierskim można osiągnąć powierzchnie o lustrzanym połysku bez konieczności wykonywania dodatkowych operacji polerowania. Niezwykle drobne i ostre ziarna ścierniowe nie „płaszczą” materiału obrabianego, a plastyczna deformacja podpowierzchniowa jest minimalna. Zasadniczo „tną” materiał obrabiany, nie powodując powstawania wybojów. W zastosowaniach takich jak wykańczanie mikroform do wytłaczania lub mikro-wykuwek stosowanych przy implantacji stentów użycie bardzo drobnych kół szlifierskich firmy Ruizuan skróciło czas usuwania wybojów po szlifowaniu o ponad 80%, jednocześnie poprawiając jakość krawędzi.
Projektowanie kół szlifierskich dostosowanych do konkretnych zastosowań w mikroobróbce
Projektowanie bardzo drobnoziarnistych tarcz szlifierskich dostosowanych do konkretnych wymagań danej aplikacji ma kluczowe znaczenie. Rodzaj spoiwa należy dobierać w zależności od materiału obrabianego przedmiotu oraz od specyfikacji maszyny szlifierki. Najczęściej preferuje się spoiwa żywiczne, ponieważ zapewniają one miększy i chłodniejszy cięcie oraz sprzyjają usuwaniu ściętych mikroskopijnych ziaren. Można również stosować spoiwa metaliczne, które zapewniają wyższą stabilność kształtu. Stężenie ziarnistości należy dobrać tak, aby zapewnić wystarczającą liczbę punktów cięcia, ale uniknąć nadmiernego wydzielania ciepła.
Ruizuan współpracuje blisko z klientami przy projektowaniu kół szlifowych o nadmiernie drobnej ziarnistości, aby spełnić wymagania konkretnego zastosowania mikroobróbki. Do rozważanych czynników należą twardość materiału obrabianego, pożądany stan powierzchni, szybkość usuwania materiału oraz prędkość maszyny wraz z dostępnym systemem chłodzenia. W jednym ze szczególnych zastosowań – szlifowaniu mikrorowków w hartowanych wyrobach medycznych ze stali nierdzewnej – Ruizuan opracował koło diamentowe D3 z wiązaniem żywicznym, które skróciło czas cyklu o 40 procent, a stan powierzchni rowków ulepszył się od chropowatego do polerowanego. Koło to miało również trzykrotnie dłuższą żywotność niż produkt dostarczany wcześniej przez poprzedniego dostawcę.
Podsumowanie
Ultra-drobnoziarniste tarcze diamentowe i z węgliku krzemu-borowego (CBN) otworzyły drogę do mikroobróbki o precyzji submikronowej. Tarcze te wykorzystują ziarna ścierniowe o rozmiarach nawet do trzech mikrometrów, umożliwiając osiągnięcie tolerancji wymiarowych na poziomie jednego mikrometra lub lepszych, lustrzanych powierzchni oraz krawędzi bez wyprasek. Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. dostarcza niestandardowych ultra-drobnoziarnistych tarcz przeznaczonych do mikroobróbki w sektorach medycznym, lotniczo-kosmicznym, elektronicznym oraz motocyklowym i samochodowym. Od 2014 roku firma Ruizuan łączy nacisk na technologię materiałów ściernych z rygorystycznymi procedurami kontroli jakości, wspartymi certyfikatami m.in. CE, SGS, TUV oraz ISO9001. Skontaktuj się z Ruizuan już dziś, aby omówić swoje wymagania dotyczące precyzyjnej mikroobróbki.