Chế tạo CNC vòi phun gốm cho độ chính xác phun cao

Để giải quyết vấn đề độ cứng cao và độ giòn của vật liệu gốm, chúng tôi đạt được gia công đáng tin cậy cho các lỗ xuyên dài và mảnh, mảng lỗ vi mô, lỗ côn và hình dạng vòi phun phức tạp bằng cách tối ưu hóa quy trình gia công, sử dụng các dụng cụ cố định chuyên dụng và áp dụng các công cụ cắt dựa trên kim cương.

Thiết bị và dụng cụ:

1. Máy móc và độ cứng: Trang bị các máy tiện CNC có độ cứng cao, trung tâm gia công CNC 5 trục và đa trục, máy gia công lỗ trong chuyên dụng, máy mài chính xác và trục quay siêu chính xác để đảm bảo độ ổn định trục và độ chính xác định vị lặp lại khi gia công các lỗ xuyên có đường kính nhỏ và tỷ lệ chiều dài trên đường kính cao.
2. Dụng cụ và vật tư tiêu hao: Sử dụng dụng cụ gia công vi mô phủ kim cương, dao phay kim cương, đầu mài lỗ trong kim cương và bánh mài kim cương, cùng với vật tư mài mòn siêu mịn và vật tư đánh bóng; chúng tôi tối ưu hóa hình dạng dụng cụ và thông số cắt/mài cho các vật liệu gốm khác nhau để giảm nguy cơ nứt vỡ và vỡ mảnh.
3. Hệ thống phụ trợ: Trục chính độ chính xác cao, hệ thống giảm rung, giá kẹp điều khiển nhiệt độ, hệ thống làm mát áp suất cực cao và bộ lọc hạt, cùng với hệ thống đo lường trực tuyến và tải/xả tự động để nâng cao năng suất và độ nhất quán.

Các phương pháp gia công chính cho gia công CNC vòi phun gốm:

1. Khoan và khoét lỗ chính xác: Dùng để tạo lỗ xuyên qua ban đầu và đường kính gần đúng, thiết lập các điểm tham chiếu trục và kiểm soát độ đồng trục.
2. Mài và đánh bóng lỗ trong: Thông qua các quá trình mài kim cương, đánh bóng và mài siêu mịn để đạt được độ chính xác đường kính nghiêm ngặt và độ nhám bề mặt trong thấp, cải thiện độ đồng đều dòng chảy chất lỏng và hiệu suất phun.
3. Gia công vi mô hỗ trợ bằng laser và siêu âm: Xử lý bằng laser hoặc hỗ trợ rung động siêu âm có thể được sử dụng để cải thiện phân bố lực cắt, giảm sự lan truyền vết nứt và gia công các chi tiết vi mô khó tiếp cận.
4. EDM và gia công vi mô cắt gọt: Dùng cho việc định hình và cắt gọt cục bộ các hình học bên trong phức tạp, khe vi mô và các đặc điểm định vị.
5. Mài bóng và mài bóng hóa học cơ học (CMP): Áp dụng bề mặt mài bóng cấp gương cho các lỗ phun và lỗ khoan bên trong để giảm ma sát, ngăn chặn tắc nghẽn hạt và tối ưu hóa độ ổn định phun.

Làm mát, loại bỏ phoi và cố định:

1. Chiến lược làm mát: Sử dụng làm mát có kiểm soát và chất bôi trơn được lọc kỹ, kết hợp với giá kẹp kiểm soát nhiệt độ hoặc hệ thống tuần hoàn chất làm mát để tránh biến dạng nhiệt và sai lệch kích thước.
2. Loại bỏ phoi và làm sạch: Tối ưu hóa đường chạy dao và kênh loại bỏ phoi, sử dụng các quy trình làm sạch bằng siêu âm và áp suất cao, loại bỏ phoi bằng rung động siêu âm và làm sạch bằng chân không để ngăn chặn hạt bám vào lỗ khoan bên trong, ảnh hưởng đến độ nhất quán của tia phun.
3. Giải pháp cố định: Sử dụng các trục cố định nội bộ tùy chỉnh, giá đỡ định vị đồng tâm, hỗ trợ đa điểm và thiết kế kẹp đàn hồi để đảm bảo ổn định và ngăn ngừa biến dạng của các lỗ xuyên dài và mỏng, cũng như các cấu trúc thành mỏng trong quá trình gia công.

Vật liệu gia công và ứng dụng điển hình cho gia công CNC vòi phun gốm:

1. Vật liệu gia công được: Alumina (Al2O3), nitrit silic (Si3N4), carbide silic (SiC), zirconia (ZrO2), gốm phủ và gốm composite chức năng.
2. Ứng dụng điển hình: Vòi phun và vòi phun sương chính xác, vòi phun hệ thống nhiên liệu và phun, vòi phun và đầu vòi phun, thành phần in phun mực, vòi phun làm mát và bôi trơn, vòi phun thiết bị phun hóa chất, và các cụm vòi phun chuyên dụng cho môi trường nhiệt độ cao, ăn mòn.

Độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt:

1. Dung sai kích thước: Bằng cách sử dụng quy trình gia công thô và hoàn thiện theo từng bước kết hợp với đo lường trực tuyến, dung sai lỗ có thể được kiểm soát ở mức micromet (tùy thuộc vào vật liệu và kích thước lỗ); dung sai đồng trục và vị trí có thể được kiểm soát nghiêm ngặt theo yêu cầu.
2. Độ nhám bề mặt trong: Thông qua kết hợp mài, đánh bóng và CMP, bề mặt trong có thể đạt được giá trị Ra thấp để giảm bám dính hạt và cải thiện hành vi động học của chất lỏng.
3. Kiểm soát khuyết tật: Tối ưu hóa thông số cắt, thực hiện giảm stress theo giai đoạn và áp dụng các phương pháp kiểm tra vi mô hoặc không phá hủy (như CT) để giảm thiểu nứt, vỡ và tạp chất bên trong.