CNC-Bearbeitung von Titanteilen

12,490 Ansichten 2024-10-23 17:09:37

Titan ist ein Übergangsmetall, das häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wird, medizinisch, und Militärindustrie. Es ist so stark wie Stahl, Aber 40% lighter.

Titanium is ductile and has a high melting point, Damit ist es ideal für extreme Hitzeanwendungen.

Vorteile der CNC-Bearbeitung von Titan

Die CNC-Bearbeitung von Titanteilen ist genauer als andere Methoden.

In der CNC-Bearbeitung, Titanteile werden hergestellt, indem mit Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen Material aus einem Titanblock entfernt wird.

Dies bedeutet, dass die Teile mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden können, was für viele Anwendungen wichtig ist.

Komplexe Formen

Mit der CNC-Bearbeitung können komplexe Formen erstellt werden. In der CNC-Bearbeitung, Titanteile können in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden, um den spezifischen Anforderungen jeder Anwendung gerecht zu werden.

Schnell

Die CNC-Bearbeitung von Titanteilen ist schneller als andere Methoden. In der CNC-Bearbeitung, Teile können sehr schnell erstellt werden.

Vielseitig

Die CNC-Bearbeitung von Titanteilen ist vielseitiger als andere Methoden. In der CNC-Bearbeitung, Teile können erstellt werden, um den spezifischen Anforderungen jeder Anwendung gerecht zu werden.

Kostengünstig

Die CNC-Bearbeitung von Titanteilen ist kostengünstiger als andere Methoden. In der CNC-Bearbeitung, Teile können sehr schnell und kostengünstig erstellt werden.

Bessere Oberflächenbeschaffenheit

CNC-bearbeitete Teile haben eine bessere Oberflächengüte. In der CNC-Bearbeitung, Teile haben eine sehr glatte Oberfläche.

CNC-Bearbeitung von Titanteilen

Grundlagen der CNC-Bearbeitung

Komponenten und Funktion

• 1. CNC-Werkzeugmaschinen: Dazu gehören Fräsmaschinen, Drehmaschinen, und andere Werkzeugmaschinen, die mit CNC-Steuerungen ausgestattet sind. Die Werkzeugmaschinen selbst bestehen aus verschiedenen Komponenten wie beispielsweise der Spindelübertragungseinrichtung, Futterübertragungsgerät, Bett, Werkbank, und Hilfsbewegungsgeräte.
• 2. CNC-Steuerung: Das Herzstück der CNC-Maschine, für den Empfang verantwortlich, Verarbeitung, und Anweisungen ausführen. Es besteht aus einer Eingabeeinheit, eine Verarbeitungseinheit, und eine Ausgabeeinheit.
• 3. Eingabegeräte: Mit diesen Geräten werden die Bearbeitungsanweisungen in die CNC-Steuerung eingegeben. Traditionell, Eingabegeräte waren Lochkarten oder Papierbänder, aber jetzt haben sie sich weiterentwickelt und umfassen auch Tastaturen, Festplatten, und Netzwerkkommunikation.
• 4. Ausgabegeräte: Diese Geräte dienen zur Ausgabe der internen Arbeitsparameter der Maschine, wie die Originalparameter und Fehlerdiagnoseparameter, zur Aufzeichnung und Fehlerbehebung.
• 5. Antriebsgeräte: Diese wandeln die verstärkten Befehlssignale in mechanische Bewegung um, Antreiben der Werkzeugmaschinen, um die Werkbank genau zu positionieren oder sich auf einer vorgeschriebenen Bahn zu bewegen.
• 6. Messgeräte: Auch als Feedback-Elemente bekannt, Diese Geräte werden auf der Werkbank oder der Leitspindel der Werkzeugmaschine installiert, Umwandeln der tatsächlichen Verschiebung der Werkbank in ein elektrisches Signal, das zum Vergleich mit dem Befehlswert an die CNC-Steuerung zurückgeführt wird.

Programmierung und Betrieb

1. Programmierung: CNC-Bearbeitung erfordert Programmierung, Dabei werden die geometrischen und technologischen Informationen des Werkstücks unter Verwendung eines bestimmten Codes und Formats in ein Bearbeitungsprogramm umgewandelt. Dieses Programm wird dann in die CNC-Steuerung eingegeben.

2. CAD/CAM-Systeme: Viele Werkstätten nutzen CAD/CAM-Systeme zur automatischen Programmierung von CNC-Maschinen. Die geometrische Form des Teils wird automatisch vom CAD-System an das CAM-System übertragen, Hier können Maschinisten auf einem virtuellen Bildschirm verschiedene Bearbeitungsmethoden auswählen.

3. Ausführung: Sobald das Programm geladen ist, Die CNC-Steuerung interpretiert die Anweisungen und führt sie aus, Steuern der Bewegung der Werkzeugmaschinen, um Material vom Werkstück zu entfernen.

Im Folgenden sind die Schlüsselkomponenten eines CNC-Programms aufgeführt:

• Koordinaten: Definieren Sie die Position des Schneidwerkzeugs relativ zum Werkstück.
• Vorschubgeschwindigkeit: Bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich das Schneidwerkzeug durch das Material bewegt.
• Spindelgeschwindigkeit: Gibt die Drehzahl des Schneidwerkzeugs an.
• Werkzeugwechsel: Zeigt an, wann ein neues Schneidwerkzeug verwendet werden sollte.
• Kühlmittel: Steuert die Zufuhr von Kühlmittel während des Bearbeitungsprozesses.

Wichtige Überlegungen

• 1. Präzision und Genauigkeit: Die CNC-Bearbeitung ist für ihre hohe Präzision und Genauigkeit bekannt, Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen enge Toleranzen erforderlich sind.
• 2. Effizienz: Mit automatisierten Prozessen und der Möglichkeit, mehrere Programme gleichzeitig auszuführen, Die CNC-Bearbeitung kann die Produktionseffizienz erheblich steigern.
• 3. Vielseitigkeit: CNC-Maschinen können mit einer Vielzahl von Werkzeugen und Zubehör ausgestattet werden, Dadurch können sie ein breites Spektrum an Bearbeitungsvorgängen an unterschiedlichen Materialien durchführen.

Arten von Herstellungsprozessen

1. CNC-Fräsmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Fräsarbeiten verwendet, wie Bearbeitungsebenen, gekrümmte Oberflächen, und Rillen.

Untertypen:

• ○ CNC-Vertikalfräsmaschinen: Die Spindel ist vertikal ausgerichtet.
• ○ CNC-Horizontalfräsmaschinen: Die Spindel ist horizontal ausgerichtet.
• ○ CNC-Portalfräsmaschinen: Haben Sie einen größeren Bearbeitungsbereich und eine größere Höhe, Geeignet für große und komplexe Teile.

2. CNC-Drehmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Dreharbeiten verwendet, wie die Bearbeitung von Wellen- und Scheibenteilen.

Untertypen:

• ○ CNC-Drehmaschinen: Mit hoher Präzision, Effizienz, und Automatisierung, geeignet für die Massenproduktion.
• ○ CNC-Vertikaldrehmaschinen: Die Werkbank ist vertikal ausgerichtet.
• ○ CNC-Horizontaldrehmaschinen: Die Werkbank ist horizontal ausgerichtet.

3. CNC-Bohrmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Bohrarbeiten verwendet, wie zum Beispiel die Herstellung von Durchgangslöchern, Sacklöcher, und Gewindelöcher.

Untertypen:

• ○ CNC-Vertikalbohrmaschinen: Das Bohren erfolgt vertikal.
• ○ CNC-Horizontalbohrmaschinen: Das Bohren erfolgt horizontal.

4. CNC-Schleifmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Schleifarbeiten verwendet, wie Bearbeitungsebenen, gekrümmte Oberflächen, und Fäden.

Untertypen:

• ○ CNC-Flachschleifmaschinen: Wird zum Schleifen flacher Oberflächen verwendet.
• ○ CNC-Innen- und Außenrundschleifmaschinen: Wird zum Schleifen zylindrischer Flächen verwendet.
• ○ CNC-Werkzeugschleifmaschinen: Wird zum Schleifen von Werkzeugen verwendet.

5. CNC-Bohrmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Bohrarbeiten verwendet, wie zum Beispiel Bearbeitungslöcher, Slots, und gekrümmte Oberflächen.

Untertypen:

• ○ CNC-Vertikalbohrmaschinen: Die Spindel ist vertikal ausgerichtet.
• ○ CNC-Horizontalbohrmaschinen: Die Spindel ist horizontal ausgerichtet.

6. CNC-Hobelmaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Hobelarbeiten verwendet, wie zum Beispiel die Bearbeitung ebener Flächen, geneigte Flächen, und Rillen.

Untertypen:

• ○ CNC-Vertikalhobelmaschinen: Das Hobeln erfolgt vertikal.
• ○ CNC-Horizontalhobelmaschinen: Das Hobeln erfolgt horizontal.

7. CNC-Räummaschinen

Funktion: Wird hauptsächlich für Räumarbeiten verwendet, wie die Bearbeitung von Innen- und Außendurchmessern langer Teile.

Untertypen:

• ○ CNC-Vertikalräummaschinen: Das Räumen erfolgt vertikal.
• ○ CNC-Horizontalräummaschinen: Das Räumen erfolgt horizontal.

8. Spezial-CNC-Maschinen

CNC-Laserschneidmaschinen: Verwenden Sie einen hochintensiven Laserstrahl zum Schmelzen und Schneiden von Materialien. Geeignet zum Schneiden verschiedener Materialien, einschließlich Metalle, Kunststoffe, und Hartholz.

CNC-Plasmaschneidmaschinen: Verwenden Sie einen Hochleistungs-Plasmabrenner, um leitfähige Materialien zu schneiden.

CNC-Funkenerosionsbearbeitung (EDM): Verwendet elektrische Entladungen zum Schneiden von Materialien, Geeignet für schwer zu bearbeitende Metalle wie kohlenstoffreichen Stahl und gehärteten Stahl.

CNC-Wasserstrahlschneidemaschinen: Verwenden Sie Hochdruckwasserstrahlen (oder eine Mischung aus Wasser und Schleifmitteln) Materialien zu schneiden, Besonders geeignet für Materialien mit geringem Wärmewiderstand wie Aluminium und Kunststoffe.

9. Klassifizierung basierend auf Achsen

2-Achsen-CNC-Maschinen: Wird hauptsächlich für einfache Schneidarbeiten verwendet.

3-Achsen-CNC-Maschinen: Können komplexere Schneidaufgaben ausführen und werden häufig in der Bearbeitung und im Formenbau eingesetzt.

4-Achse und 5-Achsen-CNC-Maschinen: Diese Maschinen fügen den drei Linearachsen Rotationsachsen hinzu, Ermöglicht noch komplexere Bearbeitungsaufgaben, wie die Bearbeitung komplexer gekrümmter Flächen und Polyeder.

10. Klassifizierung basierend auf der Maschinenstruktur

Vertikale CNC-Maschinen: Haben Sie eine aufrechte Säule, sorgt für gute Steifigkeit und Stabilität. Geeignet für die Bearbeitung großer und komplexer Teile.

Horizontale CNC-Maschinen: Haben Sie eine horizontal ausgerichtete Werkbank, Bietet eine bessere Bedienbarkeit und einen besseren Verarbeitungsbereich. Weit verbreitet in der Bearbeitung und im Formenbau.

Portal-CNC-Maschinen: Haben Sie einen größeren Bearbeitungsbereich und eine größere Höhe, Geeignet für große und komplexe Teile.

Abschluss

Die neuen Errungenschaften der Titanverarbeitungstechnologie verbessern nicht nur die Qualität und Leistung von Titanprodukten, sondern bringen auch neue Möglichkeiten für die Entwicklung verwandter Industrien mit sich.

Im Luft- und Raumfahrtbereich, Höhere Präzision und leichtere Titanteile tragen dazu bei, die Leistung und Treibstoffeffizienz von Flugzeugen zu verbessern;

Im medizinischen Bereich, Medizinprodukte aus Titan mit besserer Qualität können bessere Behandlungsergebnisse und mehr Komfort für die Patienten bieten.

Jedoch, Bei der Entwicklung der Titanverarbeitungstechnologie gibt es noch einige Herausforderungen.

Zum Beispiel, Die Kosten für neue Technologien sind hoch, und weitere Kosten müssen im Hinblick auf eine großtechnische Anwendung gesenkt werden;

Gleichzeitig, Auch zur Optimierung der Prozessparameter und zur Qualitätskontrolle im Verarbeitungsprozess sind vertiefte Forschungsarbeiten erforderlich.

Trotzdem, mit den kontinuierlichen Bemühungen und Innovationen wissenschaftlicher Forscher, Man geht davon aus, dass die Titanmetallverarbeitungstechnologie weiterhin neue Ergebnisse erzielen und eine wichtigere Rolle bei der Förderung der Entwicklung verschiedener Bereiche spielen wird.