CNC-Bearbeitung für Keramik

Als Material, das in Alltagsgegenständen von Uhren über Messer und Ziegel bis hin zu Töpferwaren weit verbreitet ist, kann die Bearbeitung von Keramik eine großartige Möglichkeit sein, das Materialportfolio eines Unternehmens zu erweitern. Obwohl sie traditionell in einem Brennofen hergestellt werden, kann ihre Bearbeitung ein nützliches Unterfangen sein, das Ihrer Maschinenwerkstatt ein Alleinstellungsmerkmal verleiht.

Als Materialklasse gibt es Keramik in einer Vielzahl von Formen, und ihre Bearbeitung kann schwierig sein. Sie sind jedoch einzigartig in ihrer Optik und Haptik, haben eine hohe Druckfestigkeit (allerdings weniger Zugkraftfestigkeit) und bieten eine gute Basis für eine Reihe verschiedener Produkte.

Bearbeitung von Keramikmaterialien

Die CNC-Bearbeitung von Keramik kann eine kleine Herausforderung sein, wenn sie bereits gesintert wurde. Diese verarbeitete gehärtete Keramik kann eine ziemliche Herausforderung darstellen, da Trümmer und Brocken überall herumfliegen. Keramikteile können am effektivsten vor der abschließenden Sinterstufe bearbeitet werden, entweder in ihrem „grünen“ (nicht gesintertes Pulver) kompakten Zustand oder in der vorgesinterten „Bisque“-Form.

Grundsätzlich können Keramikteile im vorgesinterten Zustand mit Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Bohren, Drehen bearbeitet werden. In Bezug auf Werkzeuge werden Titannitrid (TiN) beschichtete Schnellarbeitsstahlwerkzeuge, Wolframcarbidwerkzeuge und polykristalline Diamantwerkzeuge (PCD) bei der Bearbeitung von vorgesinterter Keramik verwendet. Im Biskuitzustand kann der MRR, den eine Werkzeugmaschine erreichen kann, dem von Werkzeug- und Gesenkstählen entsprechen.

Im gesinterten Zustand ist das häufigste Bearbeitungsverfahren das Schleifen. Mit Hilfe der Schleifscheibe kann die Maschine eine polierte Oberfläche erzielen. Das Schleifen von Keramik erfolgt am besten mit flüssigem Kühlmittel, das den zu schleifenden Bereich schmiert. Für gesinterte Keramik verwenden Sie am besten kunstharzgebundene Scheiben mit synthetischem oder natürlichem Diamant unterschiedlicher Körnung, die in unterschiedlichen Konzentrationen in Polymerharz gepresst werden.

Natürlich gibt es viele verschiedene Arten von Keramik und alle haben ihre eigenen Eigenschaften. Dies sind allgemeine Faustregeln, aber diese Prozesse können variieren.

Keramikarten

Macor  

Macor ist eine bearbeitbare Glaskeramik, die Eigentum von Corning Inc. ist und von Corning Inc. hergestellt wird. Sie hat eine Reihe von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin und in der Halbleiterproduktion. Der Einsatz von maschinell bearbeitbarer Glaskeramik ist ein kostengünstiger Weg, wenn kleinere Stückzahlen produziert werden müssen, aber hochpreisige Werkzeugkosten keine Option sind. Die Dauergebrauchstemperatur von Macor beträgt 800 °C mit einer Spitzentemperatur von 1.000 °C. Seine Wärmeausdehnung passt zu den meisten Metallen und Einschmelzgläsern. Macor ist außerdem nicht benetzend, weist keine Porosität auf und verformt sich im Gegensatz zu duktilen Materialien nicht. Außerdem ist es ein effektiver Isolator bei hohen Spannungen, verschiedenen Frequenzen und hohen Temperaturen. Es wird auch in Vakuumumgebungen nicht „ausgasen“.

Aluminiumoxid

Aluminiumoxid hat gute mechanische und elektrische Eigenschaften, die zu einer breiten Palette von Anwendungen führen. Aluminiumoxid kann in einer Reihe von Reinheiten mit Additiven zur Verbesserung der Eigenschaften hergestellt werden. Es kann unter Verwendung einer Vielzahl von Keramikverarbeitungsverfahren geformt und bearbeitet oder geformt werden, um eine Vielzahl von Größen und Formen herzustellen. Darüber hinaus kann es leicht mit Metallen oder anderen Keramiken unter Verwendung von Metallisierungs- und Löttechniken verbunden werden.

Aluminiumnitrid

Aluminiumnitrid weist eine geringere Wärmeausdehnung als Aluminiumoxid auf, die der Ausdehnung von Siliziumwafern sehr nahe kommt, und es kann metallisiert werden, was es zu einem idealen Material für Halbleiteranwendungen macht.

Tonerde-Silikat (Lava)

Aluminiumoxidsilikat oder Lava ist ein maschinell bearbeitbares Keramikmaterial. Es hat eine hohe Gebrauchstemperatur und hervorragende thermische / elektrische Isoliereigenschaften.

Bornitrid

Bornitrid kann mit handelsüblichen Hartmetallbohrern bearbeitet werden. BN weist einen hohen elektrischen Widerstand, eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen niedrigen Verlustfaktor, eine geringe Wärmeausdehnung, chemische Trägheit und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit auf. Mit diesen Eigenschaften eignet sich BN als nützliches Material für Vakuumkomponenten, verschiedene elektrische Komponenten und Nuklearanwendungen.

Glas (Pyrex, Vycor und ähnliche Materialien)

Verschiedene Arten von Gläsern werden in vielen Anwendungen verwendet, bei denen eine hohe optische Temperaturwechselbeständigkeit und isolierende Eigenschaften erforderlich sind.

Graphit

Als Keramikmaterial auf Kohlenstoffbasis kann Graphit je nach Polymerzustand in verschiedenen Dichten vorliegen. Graphit hat auch eine ausgezeichnete Temperaturwechsel- und Chemikalienbeständigkeit, was es zu einem idealen Material für Formen, Ofenschiffchen, Plattierungsanoden und Lötvorrichtungen macht.

Mullit

Mullit ist aufgrund seiner hohen Temperaturstabilität, Festigkeit und Kriechfestigkeit ein hervorragendes Konstruktionsmaterial. Es hat eine niedrige Dielektrizitätskonstante und hohe elektrische Isolierfähigkeiten. Zu den typischen Anwendungen gehören Brennhilfsmittel, Ofenmittelrohre, Wärmetauscherteile, Wärmeisolierteile und Walzen. Während Mullit maschinell bearbeitbar ist, ist es bequemer zu lasern.

Mycalex

Mit mehreren Qualitäten zur Auswahl, die sich in Festigkeit und Temperaturverhalten unterscheiden, ist Mycalex ein hervorragend bearbeitbares keramisches Isolatormaterial, das zu komplexen Teilen verarbeitet werden kann. Es wird häufig für Kleinteile in Industrieanlagen verwendet.

Quarz

Aufgrund seiner hervorragenden thermischen, chemischen und optischen Eigenschaften wird Quarz häufig in der Beleuchtungs- und Halbleiterbranche eingesetzt. Am besten tun Sie dies mit Diamantwerkzeugen, Schleifen oder Wasserstrahlen. Schleiftechniken sind viel nützlicher als alle schneidenden.

Siliziumkarbid

Siliziumkarbid ist bekannt für seine hohe Härte und Abriebfestigkeit. Häufige Anwendungen sind:Pumpendichtungen, Ventilkomponenten und verschleißintensive Teile. Trotz der hohen Härtewerte dieses Materials ist es dennoch relativ spröde und kann nur mit Diamantschleiftechniken bearbeitet werden. Typischerweise wird es in einem Acheson-Graphit-Widerstandsofen hergestellt und kann als feines Pulver oder gebundene Masse geformt werden, die zerkleinert und gemahlen werden muss, bevor es als Pulverausgangsmaterial verwendet werden kann.

Steatit

Die Kosten für Steatit sind im Vergleich zu anderen keramischen Materialien relativ gering. Es ist nützlich in Anwendungen, bei denen Isolierung und Temperaturbeständigkeit von Bedeutung sind.

Zirkonia

Stabilisiertes Zirkonoxid bietet Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit bei Temperaturen weit über dem Schmelzpunkt von Aluminiumoxid. Diese Eigenschaften machen es zu einem ziemlich guten Material für zahnärztliche Anwendungen und Prothesen. Seine hohe Härte kann die maschinelle Bearbeitung erschweren, aber es hilft, es bei hohen Schnittgeschwindigkeiten (über 670 m/Minute) zu verarbeiten. Zirkonoxid-Keramik hat die Fähigkeit, im Vergleich zu anderen Keramikmaterialien große Mengen an Spannung zu absorbieren. Es weist bei Raumtemperatur die höchste mechanische Festigkeit und Zähigkeit auf.

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