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¿Cómo las máquinas de corte láser de materiales de superhéroes manejan los diferentes niveles de dureza en materiales como PCD y PCBN?
Introducción
La fabricación y el procesamiento de materiales son áreas que cambian constantemente con el paso del tiempo y la demanda de mejores configuraciones de fábrica ha llevado a niveles avanzados de tecnología. Una de las tecnologías de punta es una máquina de corte por láser de materiales superduros que procesa materiales de dureza excepcional, como piezas de diamante policristalino (PCD) y piezas cortadas a partir de policristal de nitruro de boro cúbico. La unidad era única y estaba diseñada especialmente para PCD/CBN. Tienen propiedades mecánicas y de desgaste en el rango de 40 a 80 GPA para PCD y de 28 a 44 GPA para PCBN, lo que las hace difíciles de cortar con tecnologías de corte tradicionales.
Las ventajas del corte láser
Su éxito depende esencialmente del ajuste fino de los parámetros del láser que pueden moderar los distintos grados de dureza de los materiales. Una de las técnicas más utilizadas para la texturización de superficies es el pulso. L ablación aser (PLA), que utiliza una longitud de onda absorbida selectivamente que provoca la eliminación de material mediante fusión, vaporización y sublimación.
Cómo dominar la dureza material
El láser y su longitud de onda: La importancia del tipo de láser en sí es esencial en el proceso de ablación. Para materiales duros y ultra duros, los láseres Nd: YAG, Excimer y Fibra se utilizan ampliamente como los modos de láser. Para que ocurra la ablación, la energía de pinball del haz láser debe ser mayor que la energía de unión del material de la pieza de trabajo. Además, la respuesta de los materiales ablados al láser depende en gran medida de la duración del pulso (todos los demás como la longitud de onda y la energía aparte), donde los pulsos más cortos depositarán energía en una densidad espacial mucho más alta en comparación con los pulsos más largos, lo que conduce a la formación de texturas super
Otra métrica importante es la fluencia, que es la cantidad de energía irradiada por unidad de área en el material objetivo. Tiene que estar por encima del umbral de ablación, pero por debajo del punto de causar daño térmico a los tejidos circundantes. Además de la profundidad y la forma requeridas de estas superficies texturizadas, los fabricantes deben también Z e defectos: por elección juiciosa de la fluencia e En el caso de los sistemas de control de la velocidad de los pulsos, los sistemas de control de la velocidad de los pulsos son muy eficientes. Z La Comisión ha adoptado una serie de medidas para mejorar la calidad de la información.
Rendimiento de la textura de la superficie
En la mayoría de los casos, estas texturas superficiales mejoran considerablemente las propiedades tribológicas de las herramientas de corte. Muchos investigadores también han informado de reducción de las fuerzas de corte, coeficiente de fricción (COF), desgaste y mejor flujo de chips con mayor vida útil de la herramienta cuando se utilizan herramientas texturizadas. No obstante, como todos sabemos, no es nada sencillo lograr estas mejoras. De lo contrario, los parámetros del láser pueden conducir a defectos como desechos de fusión, transiciones de fase alotrópicas y agrietamiento. Por esta razón, es crucial comprender bien la forma en que los parámetros del láser interactúan con las propiedades del material.
Aplicaciones y Implicaciones
El corte por láser tiene aplicaciones muy amplias en el campo de la industria de herramientas de corte. Las inserciones de torneado, taladros, molinos de extremos y herramientas de fresado fabricados con PCD o PCBN se adaptan a los cambios microstruturales óptimos para sus respectivas tareas. Esto a su vez resulta en un mejor rendimiento y eficiencia durante un proceso de corte.
Tendencias y investigaciones futuras
Los algoritmos mejoran con más investigación en el campo y las tendencias actuales son que en el futuro, se pueden esperar formas más avanzadas de ajuste fino de los parámetros del láser. La aplicación de un modelo que combine inteligencia artificial y técnicas avanzadas de modelado puede permitir predecir el rendimiento de las texturas y garantizar la funcionalidad de las microtexturas para condiciones operativas únicas.
Conclusión
Estas máquinas se pueden programar para lograr texturas superficiales definidas y rendimientos de corte que son simplemente inalcanzables a través de los procesos tradicionales que utilizan parámetros láser específicos. Si bien este campo ya ha experimentado desarrollos interesantes en los últimos años, que muestro a continuación, está claro que el futuro del procesamiento láser de materiales superduros es prometedor; los avances tecnológicos permiten que se produzcan aún más innovaciones y cambios en el futuro cercano, lo que podría cambiar a un ritmo revolucionario el panorama de las herramientas de corte y más allá.