超声加工丨陶瓷零件的先进制造技术

先进陶瓷及陶瓷基复合材料是一种具有高硬度、高耐磨性、耐高温、抗高温蠕变性能以及耐氧化性能的功能材料,在众多领域中展现出极大的应用价值。

然而,在烧结成型过程中,由于受到工艺条件的限制,常用的成型方法难以准确预留用于装配的各种孔、槽、边。这就意味着,在生产过程中,往往还需要在先进陶瓷产品上打上微孔、小孔、深孔、微槽等精细结构,以满足产品的装配需求。传统的机械加工方法往往质量难以满足其加工需求,且易造成材料损伤及浪费、生产效率低。

在大多数切削加工领域,超声加工其更确切的名称应该为“超声辅助加工”,即在传统切削加工技术上辅助超声振动用以实现特殊的材料去除效果。超声加工过程中,刀具在常规机床主轴旋转运动的基础上,叠加超声频率、振幅为几微米到几十微米的纵振、扭振或纵扭复合振动等运动,它本质上是一个物理去除过程,不涉及材料性质的改变。

陶瓷磨削力测试图
超声加工技术是一种面向难加工材料的特种加工技术,针对陶瓷及陶瓷基复合材料加工难点,超声加工具有独特的优势,可以有效解决先进陶瓷材料的加工难题,降低切削力与加工损伤,减少刀具磨损,提高加工效率,同时可加工各种复杂结构特征的高精度陶瓷零件,抑制脆性材料边缘破损,减少表面微裂纹的产生,提升工件的表面加工质量,如微孔、微槽、小孔、深孔、深槽等,为陶瓷零件的设计和制造提供了更大的灵活性。

2024年8月28-30日在深圳即将举办的中国先进陶瓷展览会,就有国内前沿超声技术的开拓者青鼎赴会参展。青鼎源于清华大学,是国内最早研究超声加工技术的团队之一,在超声加工系统机电一体化设计方面开展了大量开创性的研究工作,研发了适用于先进陶瓷、陶瓷基复合材料、石英、蓝宝石、单晶硅等硬脆材料高效精密加工的超声高速雕铣中心及高精度五轴超声加工中心等,可以有效提高陶瓷及陶瓷基复合材料的可加工性,提升制造企业的加工效率,确保工件具有良好的性能及质量水平,产品在航空航天、半导体、医疗等领域已拥有大量的成功案例。

期待青鼎在即将到来的深圳先进陶瓷展会现场带来更多的创新产品及解决方案。随着超声加工工艺的不断进步,超声加工有望成为陶瓷零件制造的标准工艺,推动陶瓷材料在更广泛领域的应用。

备注:章转载于先进陶展,原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/0iFywpsaxyg7o4bng1MFVg

 

 

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创建时间:2024-08-19 08:00