Analyse af skør brudmekanisme og skærevanskeligheder
Kerneudfordringen ved CNC-bearbejdning af keramik ligger i deres ekstremt høje hårdhed (typisk HV1000-2000) og skøre egenskaber. I modsætning til plastisk deformation af metaller, gennemgår keramik hovedsageligt sprøde brud under skæring. Når skærekraften overstiger materialets brudstyrke, vil mikrorevner udvide sig. Hvis revnerne strækker sig til overfladen, vil de forårsage kantafslag, afskalning eller makrorevner, hvilket direkte ødelægger delens nøjagtighed og udseende.
Derfor skal procesdesignet af CNC-bearbejdning af keramik fokusere på at "undertrykke revneudbredelse" og "kontrollere den varmepåvirkede zone". For ingeniørkeramik som aluminiumoxid (Al2O3) eller siliciumnitrid (Si3N4) er det ofte svært at balancere effektivitet og overfladekvalitet blot ved at stole på konventionelle hårdmetalværktøjer. Professionelle producenter skal udvikle specifikke CAM-vejstrategier, der kombinerer materialehårdhed, skærehastighed og kølemetoder for at undgå mikrostrukturelle skader forårsaget af vibrationer eller termisk stress. At forstå denne fysiske mekanisme er den første nøgleindikator for evaluering af en leverandørs tekniske formåen.
Valg af værktøjsmateriale og skæreparameter
Til skør skæring af keramik bestemmer valget af værktøjsmateriale den øvre grænse for bearbejdningen. Det følgende er en sammenligning af flere almindelige løsninger, baseret på hvilke indkøbere kan vurdere leverandørernes procesmodenhed:
| Værktøjstype | Gældende keramiske typer | Anbefalinger for skærehastighed | Fordele og begrænsninger |
|---|---|---|---|
| Polykrystallinsk diamant (PDC) | Aluminiumoxid, siliciumcarbid | 200–800 m/min | Lang levetid, høj skarphed; høje omkostninger, slid skal overvåges nøje |
| Kubisk bornitrid (CBN) | Jernbaserede cermets, partielle oxider | 100–300 m/min | God varmebestandighed; dårlig match til hårdheden af nogle keramik, og spidsen er tilbøjelig til at kollapse |
| Diamantbelagt/belagt værktøj | Keramik med lav hårdhed, glaskeramik | 50–150 m/min | 1,33.
