Analýza mechanismu křehkého lomu a obtíží řezání
Hlavní výzvou CNC obrábění keramiky je její extrémně vysoká tvrdost (typicky HV1000-2000) a křehké vlastnosti. Na rozdíl od plastické deformace kovů podléhá keramika při řezání především křehkému lomu. Když řezná síla překročí lomovou pevnost materiálu, mikrotrhliny se rozšíří. Pokud se trhliny rozšíří až na povrch, způsobí vylamování hrany, odlupování nebo makrotrhliny, které přímo poškozují přesnost a vzhled součásti.
Proto se procesní návrh keramiky pro CNC zpracování musí zaměřit na „potlačení šíření trhlin“ a „kontrolu tepelně ovlivněné zóny“. U technické keramiky, jako je oxid hlinitý (Al2O3) nebo nitrid křemíku (Si3N4), je často obtížné vyvážit účinnost a kvalitu povrchu pouhým spoléháním se na konvenční karbidové nástroje. Profesionální výrobci potřebují vyvinout specifické strategie CAM dráhy, které kombinují tvrdost materiálu, řeznou rychlost a metody chlazení, aby se zabránilo poškození mikrostruktury způsobené vibracemi nebo tepelným namáháním. Pochopení tohoto fyzického mechanismu je prvním klíčovým ukazatelem pro hodnocení technických možností dodavatele.
Výběr materiálu nástroje a řezných parametrů
Pro křehké řezání keramiky určuje výběr materiálu nástroje horní hranici zpracování. Následuje srovnání několika mainstreamových řešení, na základě kterých mohou nákupčí hodnotit procesní vyspělost dodavatelů:
| Typ nástroje | Použitelné typy keramiky | Doporučení rychlosti řezání | Výhody a omezení |
|---|---|---|---|
| Polykrystalický diamant (PDC) | Oxid hlinitý, karbid křemíku | 200–800 m/min | Dlouhá životnost, vysoká ostrost; vysoká cena, opotřebení je třeba přísně sledovat |
| Kubický nitrid boru (CBN) | Cermety na bázi železa, parciální oxidy | 100–300 m/min | Dobrá tepelná odolnost; špatně odpovídá tvrdosti některé keramiky a hrot je náchylný ke zborcení |
| Nástroje s diamantovým povlakem/potahem | Keramika s nízkou tvrdostí, sklokeramika | 50–150 m/min | 1,33.
