چرا ماشین‌های سنگ‌زنی ابزار الماس CNC دقت را تعریف می‌کنند؟

چرا برخی از ابزارهای الماس تحمل میلیون‌ها برش را دارند در حالی که برخی دیگر پس از چند هزار برش از کار می‌افتند؟ پاسخ به ندرت در خود الماس نهفته است. این پاسخ در دستگاه سنگ‌زنی است که الماس را شکل می‌دهد. در تولید با حجم بالا، یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC تعیین می‌کند که آیا یک قطعه PCD با لبه آینه‌ای از اسپیندل خارج می‌شود یا یک ترک زیرسطحی که بعداً به یک شکست فاجعه‌بار ابزار تبدیل می‌شود. این یک نگرانی نظری نیست. این یک واقعیت روزانه در کارگاه‌های اشتوتگارت، ناگویا و دیترویت است.

در شرکت NANTONG LUCUBRATE MACHINERY TECHNICAL LTD.، ما سال‌ها با تولیدکنندگان ابزاری کار کرده‌ایم که این درس را به سختی آموخته‌اند. آن‌ها روی قطعات الماس پلی کریستالی مرغوب سرمایه‌گذاری کردند، اما شاهد بودند که سنگ‌زنی نامنظم، بازده را از بین می‌برد. متغیر، دستگاه بود، نه ماده. این مقاله توضیح می‌دهد که چرا ماشین‌های سنگ‌زنی ابزار الماس CNC، فناوری تعیین‌کننده برای تولید ابزار الماس دقیق هستند، در حالی که سنگ‌زنی‌های معمولی در این زمینه کم می‌آورند، و چگونه معماری مناسب دستگاه، مشکلاتی را که میلیون‌ها دلار برای تولیدکنندگان هزینه دارد، حل می‌کند.

پاسخ اصلی:یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC دقت را تعریف می‌کند زیرا سه عامل خراب‌کننده ابزارهای الماس را کنترل می‌کند: گرما، وضعیت چرخ و تکرارپذیری سینماتیکی. هنگامی که این سه عامل به طور همزمان مدیریت شوند، ابزارهای الماس به کیفیت و ثبات لبه‌ای دست می‌یابند که سنگ‌زنی دستی یا نیمه‌خودکار نمی‌تواند با آن برابری کند.

نقطه درد ۱: آسیب حرارتی و گرافیتی شدن

الماس سخت‌ترین ماده روی زمین است، اما در دماهای بالا از نظر شیمیایی شکننده است. در هوای محیط، الماس تقریباً در دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد شروع به گرافیتی شدن می‌کند. در منطقه سنگ‌زنی، دما می‌تواند در عرض چند میلی‌ثانیه به مراتب بالاتر از این آستانه برسد. نتیجه همیشه سوختگی قابل مشاهده نیست. اغلب یک لایه نازک و نرم از گرافیت است که لبه برش را ضعیف می‌کند.

یک قطعه PCD را که برای ماشینکاری آلیاژ آلومینیوم در جعبه دنده خودرو استفاده می‌شود، در نظر بگیرید. یک کارگاه ابزارسازی در ایندیانا، قطعات PCD را با استفاده از یک دستگاه سنگ‌زنی معمولی با خنک‌کننده سیل‌آسا، سنگ‌زنی می‌کرد. قطعات از بازرسی بصری سربلند بیرون آمدند. اما پس از ۸۰۰۰ برش، لبه‌ها سایش سریعی را نشان دادند. کارگاه در بازرسی نهایی، ۱۲ درصد از قطعات را به دلیل لب‌پریدگی لبه که از ناحیه تحت تأثیر گرما سرچشمه می‌گرفت، دور می‌ریخت. هر قطعه دور ریخته شده، ۸۵ دلار هزینه مواد و نیروی کار را به همراه داشت. با احتساب ۲۰۰۰ قطعه در ماه، این مبلغ معادل ۲۰۴۰۰ دلار ضرر ماهانه به علاوه هزینه بازگشت مشتری و تعویض‌های سریع بود.

مشکل عمیق‌تر این است که آسیب حرارتی تجمعی است. یک مرحله سنگ‌زنی که باعث ایجاد دمای ۷۵۰ درجه سانتیگراد می‌شود، ممکن است ابزار را از بین نبرد. اما مراحل مکرر، یک لایه آسیب زیرسطحی ایجاد می‌کنند که مانند محل شروع ترک رفتار می‌کند. در شرایط برش منقطع، آن لایه به منشأ شکستگی زودرس تبدیل می‌شود. هزینه فقط ضایعات نیست. این خرابی‌های میدانی است که به اعتبار مشتری آسیب می‌رساند.

نقطه درد ۲: ساییدگی چرخ و حذف ناهماهنگ مواد

سنگ‌زنی الماس به یک چرخ الماس با پیوند فلزی یا پیوند رزینی متکی است. با ساییده شدن چرخ، قطر مؤثر آن تغییر می‌کند، میزان سایندگی آن تغییر می‌کند و راندمان برش آن تغییر می‌کند. در یک دستگاه CNC دستی یا حلقه باز، اپراتور با تنظیم میزان ورودی بر اساس صدا، جرقه یا تجربه، این مشکل را جبران می‌کند. این رویکرد برای ابزارهای یکبار مصرف جواب می‌دهد. اما در تولید با شکست مواجه می‌شود.

یک تولیدکننده ابزار در سوئیس، در حال سنگ‌زنی الماسه‌های تراش‌دهنده برای قالب‌های ریشه پره توربین‌های هوافضا بود. این عملیات نیاز به تلرانس ۰.۵ میکرونی روی پروفیل قالب داشت. در یک سنگ‌زنی معمولی، چرخ در یک دسته ۴۰ تایی ابزار، ۸ میکرون ساییده می‌شد. اپراتور هر پنج ابزار را تنظیم می‌کرد. اما تأخیر تنظیم، یک خطای پروفیل سینوسی ایجاد می‌کرد که در ۱۵ درصد از دسته از تلرانس فراتر می‌رفت. کارگاه مجبور شد آن ابزارها را دوباره سنگ‌زنی کند که باعث افزایش طول عمر چرخ و نیروی کار می‌شد. هزینه واقعی ۲۲ درصد افزایش زمان چرخه و تأخیر در تحویل بود که یک قرارداد ۳۰۰۰۰۰ دلاری را در معرض خطر قرار داد.

سایش چرخ نیز بر پرداخت سطح تأثیر می‌گذارد. یک چرخ لعاب‌دار به جای برش، ساییده می‌شود و گرما و کیفیت لبه ضعیفی ایجاد می‌کند. چرخی که خیلی باز است، به شدت برش می‌دهد اما میکروتراشیدگی ایجاد می‌کند. بدون نظارت بر وضعیت چرخ در لحظه، فرآیند دچار مشکل می‌شود. اپراتور به یک حلقه بازخورد انسانی تبدیل می‌شود و حلقه‌های بازخورد انسانی کند، نامنظم و پرهزینه هستند.

نقطه ضعف ۳: ریزتراشه‌ها و کیفیت لبه

ابزارهای الماس اغلب برای پرداخت آینه‌ای یا برش کامپوزیت‌های ساینده استفاده می‌شوند. در هر دو مورد، کیفیت لبه، عمر ابزار را تعیین می‌کند. میکروتراشیدگی، که به عنوان آسیب لبه‌ای کوچکتر از 10 میکرون تعریف می‌شود، شایع‌ترین علت خرابی زودرس ابزار الماس است. همچنین تشخیص آن سخت‌ترین نقص است. ابزاری که میکروتراشیدگی دارد زیر ذره‌بین 10 برابر بی‌نقص به نظر می‌رسد. زیر میکروسکوپ 200 برابر، لبه مانند یک صخره شکسته به نظر می‌رسد.

یک تولیدکننده تجهیزات پزشکی در کره جنوبی، فرزهای انتهایی میکرو PCD را برای روکش‌های دندانی زیرکونیا سنگ‌زنی می‌کرد. این ابزارها قطر 0.4 میلی‌متر و مارپیچ 30 درجه داشتند. کارگاه از یک ابزار دستی و یک فرز برش با یک اسپیندل پرسرعت استفاده می‌کرد. کیفیت لبه برای مواد نرم قابل قبول بود اما روی زیرکونیا شکست خورد. ابزارها پس از 15 تا 20 روکش، لب‌پریدند. هر روکش 45 دقیقه طول می‌کشید تا تراش بخورد. یک ابزار لب‌پریده، روکش و گاهی اوقات فیکسچر را خراب می‌کرد. کارگاه به ازای هر شکست، 1200 دلار از نظر مواد، زمان ماشین و نیروی کار ضرر می‌کرد. علت اصلی، درجه الماس نبود. این ناتوانی دستگاه سنگ‌زنی در کنترل بارگذاری ریز روی هر دانه الماس بود.

ریزتراشیدگی از سه منبع سرچشمه می‌گیرد: بار بیش از حد براده در هر دانه ساینده، لرزش ناشی از چرخ یا اسپیندل نامتعادل، و آسیب حرارتی که پیوند بین دانه‌های الماس و ماتریس فلزی را تضعیف می‌کند. هر سه مورد مربوط به دستگاه هستند. یک دستگاه دستی نمی‌تواند آنها را همزمان کنترل کند. یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC که به درستی طراحی شده باشد، می‌تواند.

راه حل ۱: کنترل حرارتی از طریق خنک کننده تطبیقی ​​و سنگ زنی کم تنش

اولین راه حل، نگه داشتن ناحیه آسیاب زیر آستانه گرافیتی شدن است. این کار به چیزی بیش از خنک‌کننده سیل‌آسا نیاز دارد. این کار مستلزم تحویل تطبیقی ​​خنک‌کننده است که از ناحیه تماس آسیاب پیروی کند و به پارامترهای آسیاب کردن نیاز دارد که انرژی ویژه آسیاب را به حداقل برساند.

شرکت NANTONG LUCUBRATE MACHINERY TECHNICAL LTD. ماشین‌های سنگ‌زنی ابزارهای الماسه CNC را با خنک‌کننده فشار بالا از طریق توپی چرخ و نازل‌های هم‌محور خارجی می‌سازد. فشار خنک‌کننده با چرخه سنگ‌زنی هماهنگ می‌شود. در طول خشن‌کاری، هنگامی که سرعت برداشت مواد بالا است، دستگاه تا 80 بار خنک‌کننده را مستقیماً به قوس تماسی وارد می‌کند. در طول پرداخت‌کاری، هنگامی که عمق برش کمتر از 2 میکرون است، دستگاه فشار را کاهش می‌دهد تا از انحراف چرخ جلوگیری کرده و فیلم پایدار را حفظ کند.

این دستگاه همچنین از یک استراتژی سنگ‌زنی کم‌تنش استفاده می‌کند. به جای یک مسیر خشن‌کاری عمیق و یک مسیر پرداخت جرقه‌ای، کنترل، کل برداشت مواد را به چندین مسیر با عمق برش کاهشی تقسیم می‌کند. اولین مسیر ۸۰ درصد مواد را با نرخ تغذیه بالاتر برداشت می‌کند. سه مسیر آخر ۲۰ درصد باقی‌مانده را با نرخ تغذیه به تدریج کاهش می‌دهد. این رویکرد حداکثر دما را زیر ۵۵۰ درجه سانتیگراد، بسیار پایین‌تر از آستانه گرافیتی شدن، نگه می‌دارد.

نتیجه، یک ناحیه تحت تأثیر گرما با عمق کمتر از ۱ میکرون است. برای یک قطعه PCD، این به این معنی است که لبه برش، سختی کامل و مقاومت پارگی عرضی خود را حفظ می‌کند. در آزمایش‌های میدانی، قطعه‌های PCD که روی دستگاه LUCUBRATE سنگ‌زنی شده‌اند، در مقایسه با قطعه‌هایی که روی یک دستگاه معمولی با خنک‌کننده سیل سنگ‌زنی شده‌اند، ۴۰ درصد عمر ابزار بیشتری در ماشینکاری آلومینیوم نشان داده‌اند.

راه حل ۲: پرداخت کاری چرخ در حین فرآیند و جبران خسارت حلقه بسته

راه حل دوم، حذف سایش چرخ به عنوان یک متغیر است. این امر مستلزم دو چیز است: پرداخت در حین فرآیند و جبران خسارت حلقه بسته.

در فرآیند پرداخت کاری از یک غلتک پرداخت الماسه استفاده می‌شود که بین پاس‌های سنگ‌زنی با چرخ سنگ‌زنی تماس پیدا می‌کند. غلتک پرداخت کاری، براده‌های فلزی بارگذاری شده را حذف کرده و دانه‌های ساینده تازه را نمایان می‌کند. تعداد و عمق پرداخت کاری توسط CNC کنترل می‌شود. برای خشن‌کاری، پرداخت کاری هر 10 تا 15 ابزار انجام می‌شود. برای پرداخت کاری نهایی، پرداخت کاری هر 3 تا 5 ابزار انجام می‌شود. این کار باعث می‌شود راندمان برش چرخ ثابت بماند.

جبران حلقه بسته از یک پروب لمسی یا یک حسگر انتشار آکوستیک برای اندازه‌گیری قطر مؤثر چرخ پس از هر چرخه تراشکاری استفاده می‌کند. CNC به طور خودکار میزان ورودی را تنظیم می‌کند تا هندسه صحیح ابزار حفظ شود. این امر حدس و گمان اپراتور و تأخیری را که باعث خطاهای پروفیل می‌شود، از بین می‌برد.

در دستگاه LUCUBRATE، جبران سایش چرخ با دقت مثبت یا منفی ۰.۳ میکرون انجام می‌شود. این بدان معناست که یک دسته ۱۰۰ تایی از ابزار الماسه، تغییر پروفیلی کمتر از ۱ میکرون خواهد داشت. برای این تولیدکننده سوئیسی ابزارآلات هوافضا، این سطح از کنترل، سنگ‌زنی مجدد را از ۱۵ درصد به کمتر از ۱ درصد کاهش داد. این کارگاه ۲۲ درصد از زمان چرخه را حذف کرد و قرارداد را طبق برنامه تحویل داد.

جدول زیر تفاوت‌های کلیدی بین سنگ‌زنی معمولی و سنگ‌زنی ابزارهای الماسه CNC با پرداخت در حین فرآیند و جبران حلقه بسته را مقایسه می‌کند.

راه حل ۳: سینماتیک صلب و کنترل ارتعاش

راه حل سوم حذف ارتعاش و انحراف است. ریزتراشه شدن اغلب در اثر حرکت نسبی بین چرخ و قطعه کار که از ضخامت تراشه بیشتر است، ایجاد می‌شود. در سنگ زنی الماس، ضخامت تراشه در هر دانه ساینده می‌تواند کمتر از 0.1 میکرون باشد. دامنه ارتعاش 0.5 میکرون بار موثر تراشه را دو برابر کرده و باعث شکستگی می‌شود.

ماشین‌های LUCUBRATE از یک پایه بتن اپوکسی گرانیتی با نسبت میرایی بالا استفاده می‌کنند. محورهای خطی از مسیرهای هدایت هیدرواستاتیک با سختی لایه روغن ۱۰۰۰ نیوتن بر میکرون استفاده می‌کنند. محورهای چرخشی از موتورهای گشتاور محرک مستقیم با لقی صفر استفاده می‌کنند. اسپیندل سنگ‌زنی از یاتاقان‌های هیبریدی سرامیکی با انحراف محوری کمتر از ۰.۱ میکرون استفاده می‌کند. کل ساختار با یک ژاکت خنک‌کننده مایع که دما را در محدوده مثبت یا منفی ۰.۲ درجه سانتیگراد حفظ می‌کند، از نظر حرارتی تثبیت شده است.

نتیجه، دستگاهی است که می‌تواند یک فرز انگشتی میکرو PCD با قطر 0.4 میلی‌متر را با شعاع لبه کمتر از 2 میکرون و زبری سطح Ra 0.02 میکرون، تراش دهد. برای این تولیدکننده تجهیزات پزشکی کره جنوبی، این سطح از دقت، میکروتراشیدگی را از بین برد. این ابزارها اکنون به جای 15 تا 20 روکش، 120 روکش دوام می‌آورند. این کارگاه هزینه ابزار به ازای هر روکش را از 12 دلار به 1.80 دلار کاهش داده و میزان استفاده از دستگاه را 30 درصد افزایش داده است.

مورد مشتری ۱: آلمان – برقوهای PCD خودرو

آقای کلاوس ریشتر، مدیر تولید یک تأمین‌کننده درجه یک خودرو در اشتوتگارت آلمان، با ریمر‌های PCD برای سرسیلندرهای آلومینیومی مشکل داشت. این ریمر‌ها به تلورانس قطر ۶ میکرون و پرداخت سطحی Ra 0.4 میکرون نیاز داشتند. با یک دستگاه سنگ‌زنی معمولی، کارگاه به ۸۵ درصد بازدهی دست یافت. نرخ ضایعات ۱۵ درصدی، ۴۵۰۰۰ یورو در ماه هزینه داشت.

پس از نصب یک دستگاه سنگ‌زنی الماسه LUCUBRATE CNC، کارگاه ظرف سه هفته به ۹۸ درصد بازدهی دست یافت. پرداخت‌کاری در حین کار و جبران حلقه بسته دستگاه، قطر را در یک دسته ۲۰۰ تایی از برقوها در محدوده ۲ میکرون نگه داشت. پرداخت سطح به Ra 0.25 میکرون بهبود یافت که عملیات هونینگ بعدی را حذف کرد. کارگاه ماهانه ۴۵۰۰۰ یورو در ضایعات و ۱۲۰۰۰ یورو در نیروی کار هونینگ صرفه‌جویی کرد.

آقای ریشتر گفت: «ما درجه الماس یا مشخصات چرخ را تغییر ندادیم. ما دستگاه را عوض کردیم. دستگاه LUCUBRATE کنترل فرآیندی را که فکر می‌کردیم غیرممکن است، به ما داد.»

مورد مشتری ۲: ژاپن – الماس‌نگاران الکترونیکی

خانم یوکی تاناکا، مدیر مهندسی یک تولیدکننده ابزار نیمه‌هادی در ناگویا، ژاپن، در حال سنگ‌زنی کاترهای الماس برای برش ویفر بود. کاترها دارای زاویه ۶۰ درجه و شعاع نوک ۲ میکرون بودند. کارگاه از یک سنگ‌زنی دستی استفاده می‌کرد و به مهارت اپراتور متکی بود. بهترین اپراتور به ۷۰ درصد بازده دست یافت. بدترین اپراتور به ۴۰ درصد رسید. میانگین ۵۵ درصد بود.

کارگاه یک دستگاه LUCUBRATE با یک اسپیندل یاتاقان هوایی پرسرعت و یک پروب لمسی زیر میکرونی نصب کرد. دستگاه به طور خودکار شعاع نوک را زمین می‌کرد و آن را در حین فرآیند بررسی می‌کرد. بازده به ۹۶ درصد افزایش یافت. تغییر شعاع نوک از مثبت یا منفی ۰.۸ میکرون به مثبت یا منفی ۰.۱۵ میکرون کاهش یافت. اکنون عمر کاترها در تولید ۳۰ درصد بیشتر است.

خانم تاناکا گفت: «این دستگاه فقط عملکرد را بهبود نبخشید. بلکه اپراتور را از معادله کیفیت حذف کرد. اکنون ما یک فرآیند داریم، نه یک صنعت.»

مورد مشتری ۳: ایالات متحده آمریکا – شرکت Aerospace Diamond Dressers

آقای دیوید چن، مهندس تولید در یک تأمین‌کننده قطعات هوافضا در فینیکس، آریزونا، در حال سنگ‌زنی الماسه‌های تراش‌دهنده برای قالب‌های ریشه پره‌های توربین بود. این تراشنده‌ها به دقت قالب ۵ میکرون و پرداخت سطحی Ra 0.2 میکرون نیاز داشتند. کارگاه از یک سنگ‌زنی CNC معمولی با یک تراش‌دهنده چرخشی استفاده می‌کرد. سایش چرخ باعث ایجاد رانش پروفیل ۱۰ میکرونی روی یک دسته ۵۰ تایی ابزار شد. کارگاه مجبور شد ۲۰ درصد از دسته را دوباره سنگ‌زنی کند.

کارگاه یک دستگاه LUCUBRATE با قابلیت پرداخت در حین فرآیند و جبران‌سازی حلقه بسته نصب کرد. رانش پروفیل به ۱ میکرون در طول ۲۰۰ ابزار کاهش یافت. نرخ سنگ‌زنی مجدد به ۰.۵ درصد کاهش یافت. کارگاه زمان چرخه را ۱۸ درصد کاهش داد و گلوگاهی را که باعث تأخیر در تحویل می‌شد، از بین برد.

آقای چن گفت: «ما در مورد جبران‌سازی حلقه بسته شک داشتیم. اما داده‌ها ما را متقاعد کردند. این دستگاه مانند یک دستگاه سنگ‌زنی تحمل دارد، اما الماس را خرد می‌کند.»

مورد مشتری ۴: سوئیس – میکرو دریل‌های الماسی

آقای لوکاس مایر، صاحب یک کارگاه ابزار دقیق در زوریخ، سوئیس، در حال سنگ‌زنی مته‌های ریز الماس برای بردهای مدار چاپی بود. مته‌ها قطری معادل ۰.۲ میلی‌متر و زاویه نقطه‌ای ۱۳۰ درجه داشتند. کارگاه از یک سنگ‌زنی دستی با میکروسکوپ استفاده می‌کرد. اپراتور می‌توانست روزانه ۳۰ ابزار تولید کند. نرخ ضایعات ۲۵ درصد بود. کارگاه نمی‌توانست تقاضا را برآورده کند.

این کارگاه یک دستگاه LUCUBRATE با لودر ابزار خودکار و سیستم بازرسی مبتنی بر بینایی نصب کرد. این دستگاه روزانه ۱۲۰ ابزار با نرخ ضایعات ۳ درصد تولید می‌کند. تغییر زاویه نقطه از مثبت یا منفی ۲ درجه به مثبت یا منفی ۰.۲ درجه کاهش یافت. کارگاه درآمد خود را در عرض شش ماه بدون اضافه کردن شیفت دوم، دو برابر کرد.

آقای مایر گفت: «این دستگاه ظرف ۱۴ ماه هزینه خود را جبران کرد. اما مزیت واقعی این است که اکنون می‌توانم برای قراردادهایی که به مته‌های الماسه ۰.۲ میلی‌متری نیاز دارند، رقابت کنم. قبلاً مجبور بودم نه بگویم.»

مورد مشتری ۵: کره جنوبی – فرزهای انگشتی میکرو PCD

آقای پارک جی-هون، مدیرعامل یک شرکت تولیدکننده ابزار پزشکی در سئول، کره جنوبی، در حال سنگ‌زنی فرزهای انتهایی میکرو PCD برای روکش‌های دندانی زیرکونیا بود. این ابزارها قطری معادل ۰.۴ میلی‌متر و مارپیچی ۳۰ درجه داشتند. کارگاه از یک ابزار دستی و دستگاه فرز استفاده می‌کرد. ابزارها پس از ۱۵ تا ۲۰ روکش، لب‌پر می‌شدند. نرخ ضایعات ۳۰ درصد بود. کارگاه به ازای هر شکست ۱۲۰۰ دلار ضرر می‌کرد.

کارگاه یک دستگاه LUCUBRATE با اسپیندل پرسرعت و یک پروب لمسی زیر میکرون نصب کرد. شعاع لبه از ۸ میکرون به ۲ میکرون کاهش یافت. اکنون ابزارها ۱۲۰ کرون دوام می‌آورند. نرخ ضایعات به ۲ درصد کاهش یافت. کارگاه هزینه ابزار به ازای هر کرون را از ۱۲ دلار به ۱.۸۰ دلار کاهش داد.

آقای پارک گفت: «ما قبل از LUCUBRATE سه دستگاه دیگر را امتحان کردیم. هیچ‌کدام از آنها نتوانستند لبه را بدون لب‌پریدگی نگه دارند. دستگاه LUCUBRATE تنها دستگاهی است که الماس را می‌فهمد.»

درخواست‌ها و مشارکت‌ها

ماشین‌های سنگ‌زنی ابزارهای الماسه CNC در پنج حوزه کاربردی اصلی استفاده می‌شوند:

هوافضا:درِشورهای الماسی برای فرم ریشه پره توربین، فرزهای الماسی برای تعمیر کامپوزیت و ریمرهای PCD برای اجزای ارابه فرود. صنعت هوافضا به قابلیت ردیابی و قابلیت پردازش نیاز دارد. دستگاه‌های LUCUBRATE ثبت داده‌ها و خروجی SPC را برای هر ابزاری ارائه می‌دهند.

خودرو:قطعات PCD برای بلوک‌های موتور آلومینیومی و جعبه‌دنده‌ها، برقوهای الماسی برای سرسیلندرها و فرزهای PCD برای پلیمر تقویت‌شده با فیبر کربن. صنعت خودرو به حجم بالا و هزینه کم برای هر ابزار نیاز دارد. ماشین‌های LUCUBRATE در زمان چرخه کمتر از ۹۰ ثانیه به ۹۸ درصد بازده می‌رسند.

الکترونیک:کاترهای الماس برای برش ویفر، مته‌های ریز الماس برای بردهای مدار چاپی و فرزهای انتهایی ریز PCD برای بسته‌های سرامیکی. صنعت الکترونیک به دقت زیر میکرون و بدون ریزتراش نیاز دارد. دستگاه‌های LUCUBRATE شعاع نوک را در محدوده مثبت یا منفی 0.15 میکرون نگه می‌دارند.

پزشکی:فرزهای انتهایی میکرو PCD برای روکش‌های دندانی زیرکونیا و لیتیوم دی سیلیکات، فرزهای الماسی برای برش استخوان ارتوپدی و چاقوهای جراحی PCD برای جراحی چشم. صنعت پزشکی به لبه آینه‌ای و سطح صاف و یکدست نیاز دارد. دستگاه‌های LUCUBRATE به Ra 0.02 میکرون می‌رسند.

اپتیک:ابزارهای تراش الماس برای لنزهای تماسی و لنزهای داخل چشمی، برش‌دهنده‌های مگس الماس برای اپتیک مادون قرمز و توری‌های PCD برای طیف‌سنجی. صنعت اپتیک به شعاع لبه کمتر از 50 نانومتر نیاز دارد. ماشین‌های LUCUBRATE با اسپیندل‌های یاتاقان هوایی به این سطح از دقت دست می‌یابند.

LUCUBRATE با چندین تأمین‌کننده‌ی اصلی قطعات، در زمینه‌ی تأمین و فناوری مشارکت دارد. این شرکت با یک تولیدکننده‌ی آلمانیِ خطوط راهنمای هیدرواستاتیک، یک تأمین‌کننده‌ی ژاپنیِ یاتاقان‌های اسپیندل هیبریدی سرامیکی و یک تولیدکننده‌ی سوئیسیِ پروب‌های اندازه‌گیری در حین فرآیند همکاری می‌کند. این مشارکت‌ها تضمین می‌کنند که هر دستگاه LUCUBRATE از بهترین قطعات موجود برای دقت و قابلیت اطمینان استفاده می‌کند.

LUCUBRATE همچنین با تولیدکنندگان ابزار در اروپا، آمریکای شمالی و آسیا برای پروژه‌های توسعه مشترک همکاری می‌کند. این پروژه‌ها بر هندسه‌های جدید ابزار الماس، مشخصات جدید چرخ سنگ‌زنی و الگوریتم‌های جدید نظارت بر فرآیند تمرکز دارند. نتایج از طریق بولتن‌های فنی و به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری با مشتریان LUCUBRATE به اشتراک گذاشته می‌شود.

سوالات متداول: پنج سوال از مهندسان و مدیران تدارکات

۱. دوره بازگشت سرمایه معمول برای یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC چقدر است؟

برای یک کارگاه سنگ‌زنی قطعات PCD با نرخ ضایعات ۱۰ درصد و هزینه ضایعات ماهانه ۵۰،۰۰۰ دلار، یک دستگاه LUCUBRATE معمولاً هزینه خود را در ۱۲ تا ۱۸ ماه جبران می‌کند. بازگشت سرمایه از سه منبع حاصل می‌شود: کاهش ضایعات، کاهش دوباره‌کاری و کاهش نیروی کار. در مورد خودروسازی آلمان، بازگشت سرمایه ۱۱ ماه بود. در مورد پزشکی کره جنوبی، بازگشت سرمایه ۱۴ ماه بود. بازگشت سرمایه دقیق به نرخ ضایعات فعلی، هزینه نیروی کار و حجم تولید شما بستگی دارد.

2. آیا یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC می‌تواند هم الماس PCD و هم الماس CVD را سنگ‌زنی کند؟

بله. الماس PCD و CVD ویژگی‌های سنگ‌زنی متفاوتی دارند. PCD ترکیبی از دانه‌های الماس در یک ماتریس فلزی است. الماس CVD یک لایه الماس خالص روی یک زیرلایه است. PCD سریع‌تر سنگ‌زنی می‌کند اما گرمای بیشتری تولید می‌کند. الماس CVD کندتر سنگ‌زنی می‌کند اما گرمای کمتری تولید می‌کند. دستگاه LUCUBRATE می‌تواند برنامه‌های سنگ‌زنی جداگانه‌ای را برای هر ماده ذخیره کند. دستگاه به طور خودکار سرعت چرخ، نرخ تغذیه، عمق برش و فشار مایع خنک‌کننده را بر اساس انتخاب ماده تنظیم می‌کند.

۳. چگونه تأیید می‌کنید که دستگاه در طول یک دوره تولید طولانی، تلرانس (تحمل) لازم را حفظ می‌کند؟

دستگاه‌های LUCUBRATE از ترکیبی از اندازه‌گیری در حین فرآیند و بازرسی پس از فرآیند استفاده می‌کنند. پروب لمسی در حین فرآیند، قطر چرخ را پس از هر چرخه تراشکاری اندازه‌گیری می‌کند. CNC دستگاه، ورودی را تنظیم می‌کند تا هندسه ابزار حفظ شود. برای ابعاد بحرانی، دستگاه می‌تواند به یک سیستم بینایی مجهز شود که لبه ابزار را پس از سنگ‌زنی اندازه‌گیری می‌کند. دستگاه تمام داده‌های اندازه‌گیری را ثبت کرده و یک گزارش SPC تولید می‌کند. این گزارش، شاخص قابلیت فرآیند، روند و هرگونه نقطه خارج از کنترل را نشان می‌دهد. می‌توانید با بررسی گزارش SPC برای هر دسته، تلرانس را تأیید کنید.

۴. هزینه مواد مصرفی، مانند چرخ‌های سنگ‌زنی و غلتک‌های پرداخت چقدر است؟

مواد مصرفی اصلی، چرخ سنگ‌زنی الماس و غلتک پرداخت الماس هستند. برای سنگ‌زنی PCD، یک چرخ الماس پیوند فلزی بین ۸۰۰ تا ۱۵۰۰ دلار قیمت دارد. عمر چرخ به جنس و پارامترهای سنگ‌زنی بستگی دارد. در دستگاه LUCUBRATE، یک چرخ معمولاً ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ بار ابزارکاری دوام می‌آورد. غلتک پرداخت بین ۴۰۰ تا ۸۰۰ دلار قیمت دارد و ۱۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ چرخه پرداخت را دوام می‌آورد. هزینه هر ابزار برای مواد مصرفی معمولاً ۰.۵۰ تا ۲.۰۰ دلار است. این به طور قابل توجهی کمتر از هزینه ضایعات و دوباره‌کاری در یک دستگاه معمولی است.

۵. دستگاه چگونه هندسه‌های مختلف ابزار را بدون زمان راه‌اندازی طولانی مدیریت می‌کند؟

دستگاه‌های LUCUBRATE از یک سیستم برنامه‌ریزی پارامتری استفاده می‌کنند. اپراتور هندسه ابزار، مانند قطر، طول، زاویه نقطه، زاویه مارپیچ و شعاع لبه را وارد می‌کند. دستگاه مسیر سنگ‌زنی را به طور خودکار تولید می‌کند. برای هندسه ابزار جدید، زمان راه‌اندازی معمولاً ۱۵ تا ۳۰ دقیقه است. برای یک ابزار تکراری، زمان راه‌اندازی کمتر از ۵ دقیقه است. دستگاه می‌تواند هزاران برنامه ابزار را ذخیره کند. اپراتور می‌تواند یک برنامه را با شماره ابزار یا با اسکن بارکد فراخوانی کند. این امر زمان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد و خطاهای برنامه‌نویسی را از بین می‌برد.

نتیجه‌گیری و دعوت به اقدام

دستگاه‌های سنگ‌زنی ابزارهای الماس CNC دقت را تعریف می‌کنند زیرا سه عامل خراب‌کننده ابزارهای الماس را کنترل می‌کنند: گرما، وضعیت چرخ و لرزش. سنگ‌زنی‌های معمولی به مهارت اپراتور و جبران دستی متکی هستند. این رویکرد برای ابزارهای یکبار مصرف جواب می‌دهد اما در تولید شکست می‌خورد. یک دستگاه LUCUBRATE از خنک‌کننده تطبیقی، پرداخت در حین فرآیند، جبران حلقه بسته و سینماتیک سفت و سخت برای دستیابی به ۹۸ درصد بازده، دقت پروفیل زیر میکرون و کیفیت لبه که میکرو براده‌برداری را از بین می‌برد، استفاده می‌کند.

موارد مشتری در این مقاله نتایج را نشان می‌دهد: ۴۵۰۰۰ یورو در ماه صرفه‌جویی در آلمان، ۹۶ درصد بازده در ژاپن، ۰.۵ درصد نرخ آسیاب مجدد در ایالات متحده، ۱۲۰ ابزار در روز در سوئیس و ۱.۸۰ دلار هزینه ابزار به ازای هر کرون در کره جنوبی. اینها ادعاهای بازاریابی نیستند. اینها داده‌های تولید از فروشگاه‌های واقعی هستند.

اگر ابزارهای الماس را سنگ‌زنی می‌کنید و با ضایعات، دوباره‌کاری یا کیفیت ناپایدار دست و پنجه نرم می‌کنید، احتمالاً مشکل از دستگاه شماست. راه‌حل، یک دستگاه سنگ‌زنی ابزار الماس CNC از شرکت NANTONG LUCUBRATE MACHINERY TECHNICAL LTD است. از شما دعوت می‌کنیم تا گزارش فنی ما با عنوان «کنترل فرآیند برای سنگ‌زنی ابزار الماس دقیق» را درخواست کنید. این گزارش، اصول مهندسی پشت کنترل حرارتی، پرداخت در حین فرآیند و جداسازی ارتعاش را توضیح می‌دهد. همچنین شامل یک مطالعه قابلیت فرآیند از یک مشتری LUCUBRATE در صنعت خودرو است. برای درخواست گزارش فنی یا صحبت با یک مهندس فروش، از طریق دفتر فروش منطقه‌ای خود با NANTONG LUCUBRATE MACHINERY TECHNICAL LTD تماس بگیرید. مهندسان ما درخواست شما را بررسی کرده و پیکربندی مناسب دستگاه را برای ابزارهای الماس شما توصیه می‌کنند.