Tipps und Tricks zur Diamantbearbeitung

August gepostet. 26., 2019, | By WayKen Rapid Manufactruing

Die CNC-Bearbeitung gilt traditionell als hochpräzise Methode. Aber Schneidmethoden haben ihre Grenzen. Man kann eine Schneide einfach nicht perfekt genug machen, um in Bezug auf Toleranz und Oberflächengüte mit einer Schleifscheibe mithalten zu können. Es werden jedoch ständig neue Techniken und Geräte entwickelt. Wir haben also eine wesentlich neue Lösung, die es CNC-Werkzeugmaschinen ermöglicht, der Präzision von Schleifverfahren näher zu kommen. Diese Lösung wird Diamantbearbeitung genannt.

Warum die Diamantbearbeitung die Oberflächenqualität von Teilen verbessern kann

Bei der Zerspanung ist die Härte des Schneidwerkzeugs einer der wichtigsten Parameter für Bearbeitungstechniken und soweit wir alle wissen, ist nichts härter als Diamant. Künstliche Diamanten können sehr hohen Temperaturen und Schnittbedingungen standhalten. Sie sind erheblich billiger und ihre Schneide ist so fein, dass Sie mit einem Einspitzen-Diamantschneider eine spiegelähnliche Oberfläche erzielen können, und nur so können Sie eine so feine Oberflächengüte erzielen, ohne die extrem teuren Schleif- und Poliermaschinen zu kaufen. Die Diamanten können auf einfache CNC-Werkzeugmaschinen montiert werden und Sie können hervorragende Ergebnisse erzielen, wenn Sie das technologische System für maximale Steifigkeit optimieren. Sie können die härtesten Metalle bearbeiten und spiegelglatte Oberflächen erzielen. Diamantdrehen und Diamantfräsen gehören zu den am weitesten verbreiteten Technologien, die jetzt für den kommerziellen Einsatz verfügbar sind.

Die Vorteile der Diamantbearbeitung

Die Diamantbearbeitung hat viele Vorteile, von denen die wichtigsten sind:

1. Hervorragende Aluminiumbearbeitung. Diamantwerkzeuge halten hohen Schnittgeschwindigkeiten und Temperaturen sehr gut stand. Aus diesem Grund werden Diamanttechniken häufig für die Massenproduktion von Aluminiumteilen verwendet. Ein einzelner Diamanteinsatz kann bei der Bearbeitung von Aluminium viele Hartmetallwerkzeuge überdauern.
2. Herstellung von Hartlegierungen. Es ist ein allgemeines Gesetz, dass ein härteres Material ein weicheres schneiden kann. Da es nichts Härteres als Diamanten gibt, sind sie sehr nützlich für die Bearbeitung von Hartmetall, Keramik und anderen Materialien mit hohen Härteparametern.
3. Diamantpolieren. Einige Diamantschneider werden verwendet, um transparente Materialien wie Glas, Polycarbonat, PMMA zu polieren. Das liegt daran, dass die Spitze des Werkzeugs sehr feine Diamantkörner hat.
4. Haltbarkeit. Ein Diamant-Werkzeugeinsatz ist 30- bis 50-mal haltbarer als ein Hartmetalleinsatz.
5. Oberflächengüte. Durch den Einsatz der Diamantbearbeitung für eine qualitativ hochwertige Bearbeitung können Sie eine bessere Oberflächengüte erzielen als mit herkömmlichen Werkzeugen. Grundsätzlich bringen Diamantwerkzeuge ein kleines Schleifmerkmal in die Bearbeitung ein.

Diamantbearbeitungstechniken

Die Mehrheit der Bearbeitungsmethoden, die bis zu einem gewissen Grad Diamanten verwenden, gelten als Schleif- und Poliertechniken, aber es gibt zwei Methoden, die für die CNC-Ausrüstung implementiert werden können und eher dem Schneiden als der Schleifbearbeitung entsprechen.

Einzelpunkt-Diamantdrehen

SPDT ist eine Methode, die dem einfachen Drehen sehr ähnlich ist, aber das verwendete Werkzeug ist ein diamantbestückter Fräser. Außerdem muss die Steifigkeit des Fertigungssystems viel größer sein. Das bedeutet kurze Längen zwischen Vorrichtungen, kürzere Werkzeughalterungen und Minimierung von Vibrationen. SPDT ist besonders nützlich für die Herstellung optischer Linsen, da es sich meistens um Rotationsteile handelt und es sehr praktisch ist, sie auf einer Drehbank zu befestigen und Diamanteinsätze mit einer Spitze zu verwenden, um klare transparente Oberflächen zu erhalten.

Einpunkt-Diamantfräsen

Einpunkt-Diamantfräsen ist wie herkömmliches Fräsen, der Hauptunterschied besteht jedoch im Schneidwerkzeug und in den Bearbeitungsparametern. Das Werkzeug ist ein Fräser mit diamantbestückten Einsätzen. Montiert auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum eignet sich diese Fräse perfekt für die Bearbeitung komplexer Oberflächen aus Glas, PMMA und Polycarbonat. Ein extrem schnell rotierender Diamantfräser mit minimalem Schnittvorschub und reichlich Schmiermittel kann die beste Oberflächengüte für Autolampenlinsen, Lichtleiter und kundenspezifische Fensterscheiben erzeugen. Es ist jedoch wichtig, immer an Vibrationen zu denken, da sie die gesamte Oberflächenqualität auf einmal ruinieren. Um die Qualität des Werkstücks zu verbessern, beinhalten einige SPDM-Techniken die Bearbeitung nur in einer Richtung (der Fräser bearbeitet einen Pfad und kehrt dann für eine Schrittbewegung zur Anfangsseite des Werkstücks zurück, auf diese Weise ist die Schnittkraft immer in eine Richtung.

Welche Werkzeuge werden für die Diamantbearbeitung verwendet

Ein Diamantwerkzeug für die Bearbeitung ist im Grunde dasselbe wie jedes andere Schneidwerkzeug mit Ausnahme seines Einsatzes. Der Einsatz hat ein Grundmaterial aus Wolfram oder Hartmetall und an seiner Spitze ist ein dünner Diamantfilm sichtbar. Diese Folie ist extrem hart und kann im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen bis zu 50-mal länger halten. Es ist sehr scharf und bietet einen sehr klaren Schnitt, was zu hervorragenden Oberflächengüten führt.

Welche Materialien können mit Diamanten geschnitten werden

Diamantwerkzeuge können viele verschiedene Materialien bearbeiten, darunter Keramik, Silikon, Polycarbonat, Plexiglas (PMMA), Nichteisenlegierungen wie Aluminium, Kupfer, Bronze, Titan, Glas, verschiedene Polymere wie ABS, Polyethylen usw. stark abrasive Materialien wie Beton, Granit, Stein. Wie Sie sehen, ist die Materialpalette sehr breit, angefangen bei harten und spröden bis hin zu weichen und transparenten Materialien.

Wenn Sie die Diamantbearbeitung absolut nicht verwenden können

Ein sehr wichtiger Hinweis ist, dass Diamantwerkzeuge nicht zum Schneiden von Stahl oder Eisenlegierungen verwendet werden können. Der Grund dafür ist, dass sie alle eine beträchtliche Menge an Kohlenstoffatomen enthalten. Die Bearbeitung erfolgt immer bei hohen Temperaturen und da sowohl Diamant als auch Stahl Kohlenstoff enthalten, können die Atome beim Erhitzen sintern. Auf diese Weise kann das Werkzeug am Material des Teils haften bleiben und beide Komponenten werden verschwendet.

Wo Diamantbearbeitung gute Ergebnisse bringen kann

Es ist immer am besten, anhand konkreter Fallstudien zu diskutieren, wo die Diamantbearbeitung glänzt. Daher wurde eine Beispielliste erstellt

• Prototypen von Lampenlinsen. Im Rahmen von CNC-Prototyping-Services kann ein Prototyp einer Autolampenlinse mit Diamantschneiden hergestellt werden. Die Linse ist zu groß und ihre Geometrie zu komplex (sie musste eigentlich in Segmente geteilt und später zusammengeklebt werden, um ihre Lichtleiteigenschaften zu erhalten) zum Schleifen, aber ein diamantbestückter Fräser mit einer 5-Achsen-CNC-Werkzeugmaschine kann es großartig herstellen spiegelnde Oberfläche mit genau der richtigen Qualität.
• Lichtleiter. Lichtleiter sind spezielle Röhren und transparente Bauteile, die dabei helfen können, bestimmte Stellen auf komplexe Weise zu beleuchten. Sie müssen eine sehr feine Oberflächenbeschaffenheit haben und gleichzeitig die Komplexität ihrer Geometrie beibehalten. Mit den besten 3-Achsen-, 4-Achsen- oder sogar 5-Achsen-CNC-Fräsmaschinen hat Wayke die neueste Diamantbearbeitungstechnologie übernommen, mit der die Fähigkeit des 5-Achsen-Mikrofräsens verschiedene Arten von Lichtleitern und Linsen mit ausgezeichneter optischer Qualität herstellen kann in einem Array oder Freiformmuster.