Lavorazione CNC di componenti ceramici per sistemi avanzati

Grazie a macchine utensili di precisione, utensili diamantati e attrezzature dedicate, siamo in grado di garantire una produzione stabile di forme complesse, dimensioni precise ed eccellenti prestazioni superficiali. Queste capacità trovano ampia applicazione nella produzione di componenti funzionali per dispositivi medici, semiconduttori, aerospaziale, lavorazione chimica, controllo dei fluidi, sensori e in ambienti ad alta temperatura e altamente corrosivi.

Attrezzature e utensili:

1. Macchine e rigidità: dotati di torni CNC ad alta rigidità, centri di lavoro CNC a tre e cinque assi, rettificatrici cilindriche interne ed esterne, levigatrici, macchine combinate di tornitura e rettifica di precisione, rettificatrici verticali e orizzontali ultraprecisione e attrezzature specializzate per la microlavorazione per garantire la precisione di posizionamento e ripetibilità per alberi lunghi, parti a pareti sottili, cavità complesse e componenti con microcaratteristiche.
2. Utensili e materiali di consumo: utilizzando utensili di tornitura diamantati, frese diamantate, mole diamantate, diamante policristallino (PCD) e utensili con rivestimento ultra duro, insieme a materiali di consumo specializzati per la rettifica di precisione e mezzi di raffreddamento/lubrificazione, ottimizziamo la geometria degli utensili e i parametri di taglio/rettifica per diversi materiali ceramici al fine di ridurre i rischi di scheggiature, crepe e danni termici.
3. Sistemi ausiliari: mandrini ad alta precisione, dispositivi di fissaggio a temperatura controllata/termostatica, sistemi di raffreddamento ad altissima pressione e di filtrazione delle particelle, dispositivi di soppressione delle vibrazioni, sistemi di misurazione online e di carico/scarico automatizzato per migliorare la stabilità della lavorazione e l’uniformità della produzione.

Principali metodi di lavorazione per la lavorazione CNC di parti in ceramica:

1. Tornitura e alesatura di precisione: utilizzate per la definizione dei riferimenti, la sgrossatura dei pezzi grezzi e la formatura near-net per garantire la concentricità degli assi e la conformità dei riferimenti delle facce terminali.
2. Rettifica e levigatura al diamante: attraverso processi di rettifica e levigatura di sgrossatura e finitura si ottengono tolleranze radiali rigorose, cilindricità e bassa rugosità superficiale, adatte per superfici di tenuta, superfici di accoppiamento e superfici di contatto dei cuscinetti.
3. Lavorazione assistita da vibrazioni ultrasoniche (USM) e rettifica ultrafine: riducono le forze di taglio nella lavorazione di ceramiche fragili, sopprimono la propagazione delle crepe e migliorano l’integrità dei bordi di strutture sottili e affusolate.
4. EDM e micro-lavorazione: per la formatura e la rifinitura di cavità interne complesse, spazi ristretti, scanalature profonde e microfori difficili da raggiungere.
5. Lucidatura e lucidatura chimico-meccanica (CMP): produce finiture a specchio su superfici di tenuta o superfici di accoppiamento con requisiti elevati per ridurre ulteriormente l’attrito, migliorare la tenuta e prolungare la durata.

Raffreddamento, evacuazione dei trucioli e fissaggio:

1. Strategie di raffreddamento: utilizzare raffreddamento controllato, filtrazione delle particelle e lubrificanti adattivi, in combinazione con dispositivi di fissaggio a temperatura controllata o sistemi di circolazione di raffreddamento per evitare aumenti di temperatura locali che potrebbero indurre stress termico e deriva dimensionale.
2. Evacuazione dei trucioli e pulizia: ottimizzare i percorsi utensile e le vie di evacuazione dei trucioli, dotati di pulizia a ultrasuoni e ad alta pressione, soffiaggio d’aria e processi di rimozione dei trucioli sottovuoto per evitare che le particelle si incastrino nelle superfici lavorate o compromettano la precisione degli accoppiamenti.
3. Soluzioni di fissaggio: mandrini personalizzati, dispositivi di supporto concentrici, supporti multipunto e design di posizionamento elastici per ridurre lo stress di serraggio, prevenire la deformazione di parti a pareti sottili e garantire la ripetibilità della lavorazione.

Materiali lavorabili e applicazioni tipiche per la lavorazione CNC di parti in ceramica:

1. Materiali lavorabili: allumina (Al2O3), nitruro di silicio (Si3N4), carburo di silicio (SiC), nitruro di alluminio (AlN), zirconia (ZrO2) e vari compositi ceramici funzionali e ceramiche rivestite.
2. Applicazioni tipiche: componenti di dispositivi medici, parti per la produzione di semiconduttori, elementi di protezione dei sensori, componenti per valvole e controllo dei fluidi, parti resistenti all’usura e alla corrosione, ugelli, componenti isolanti di precisione e parti strutturali funzionali per condizioni di servizio speciali.