7.3. Plazmasugaras megmunkálások

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "7.3. Plazmasugaras megmunkálások"

Áron Hajdu
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 7.3. Plazmasugaras megmunkálások (Plasma Beam Machining, PBM) Plazma: - nagy energiaállapotú gáz - az anyag negyedik halmazállapota - ionok és elektronok halmaza - egyenáramú ív segítségével állítják elő K hőmérséklet hozható létre Plazma előállítása: - elektróda (-) általában wolfram - munkadarab (+) -kettő között ív jön létre - a részecskék ütköznek a gázatomokkal, ionok jönnek létre - vágógáz és védőgáz - gáz: ne legyen eróziós hatása ne károsítsa az elektródát és a fúvókát 1

Plazma előállítása: - elektróda (-) általában wolfram - munkadarab (+) -kettő között ív jön létre - a részecskék ütköznek

2 A plazmavágás berendezései A plazma sugár hőmérsékleteloszlása (4mm re a kilépéstől) 2

3 Plazmával segített forgácsolás Elektron ágyú: 7.4. Elektronsugaras megmunkálás (Electron Beam Machining, EBM) - Kibocsátja az elektronokat (katódsugárcső) - katód: volfrám, tantál - Felgyorsítja az elektronsug.-t km/s - a fénysebesség 66%-a! - Elektromágneses mező: kis- (< 30 kv) és nagyfesz. (> 100 kv) rendszerek - Fókuszálja a munkadarabra (elektromágneses lencse ) - Nagy energiasűrűség 1 MW/mm 2 - Röntgen-sugár veszély 3

katód: volfrám, tantál - Felgyorsítja az elektronsug.-t 200 000 km/s - a fénysebesség 66%-a!

4 A vákuum feladata: - csökkenti a szennyeződéseket (hatása azonos a tiszta argonéval) - megakadályozza a levegőt alkotó gázok molekuláival való ütközéseket - megakadályozza az égést Elektronsugár vákuumban Elektronsugár levegőben Precíziós finommegmunkálásokhoz: pl finomfúrás (Φ<10μm) - A mdb a másodperc milliomod része alatt 1000 C-ra hevül, helyi olvadás és elpárolgás - az üreg belsejében kialakult nagy nyomás ki- és felfelé préseli az olvadékot a lyukból, - rendkívül pontos, kis átmérőjű furatok 4

finommegmunkálásokhoz: pl finomfúrás (Φ<10μm) - A mdb a másodperc milliomod része alatt 1000 C-ra hevül, helyi olvadás és

5 Elektronsugaras megmunkálások alkalmazása - Speciális szűrők készítése (saválló acélból) - Fémek (Ti ötvözetek) és nemfémek, ultrakemény, rideg és törékeny anyagok (kerámiák, zafír, kvarc) precíziós fúrása - lemezvastagság 0,01-5mm - a sugár könnyen eltéríthető - hátrány: vákuum kell 5

rideg és törékeny anyagok (kerámiák, zafír, kvarc) precíziós fúrása -

6 Az elektronsugaras megmunkálás energiasűrűsége 6

7 7.5. Elektrokémiai megmunkálások (Electron Chemical Machining, ECM) A folyamat lényege az ún. anodikus oldódás Anód (+): - töltéscsere - fémleválás -O 2 keletkezik Katód (-): - töltéscsere -fémkiválás -H 2 keletkezik Elektroli: NaCl vizes oldata - csapadék keletkezik (Fe-OH) - FeCl disszociál -hőfejlődés - csak a vizet kell pótolni - az intenzitás az áramerősségtől függ Jellegzetes eljárások - Elektrokémiai süllyesztés - Elektrokémiai polirozás - Elektrokémiai köszörülés (elizálás) Elektrokémiai süllyesztés vázlata 7

Elektroli: NaCl vizes oldata - csapadék keletkezik (Fe-OH) - FeCl disszociál -hőfejlődés - csak a vizet kell pótolni - az

8 Elektrokémiai süllyesztőgép példák Elektrokémiai polírozás - speciális alkalmazások, finom felületek létrehozása Orvosi implantátumok, térdizület 8

9 Az áramerősség hatása az elektrokémiai megmunkálások jellemzőire Anódmechanikai megmunkálás Elektrokémiai köszörülés (elizálás) - szerszám: abrazív szemcsék, pl. bórnitrid (szigetel) fémes kötőanyagban (vezető) - alapvetően anódos megmunkálás - a szemcsék csak a leválasztott anyag eltávolításában segítenek - fontos a megfelelő résméret biztosítása 1: csiszoló szemcsék 2: fémes kötőanyag 3: munkadarab 4: fellazított réteg 5: elektrolit 9

bórnitrid (szigetel) fémes kötőanyagban (vezető) - alapvetően anódos megmunkálás - a szemcsék csak a

10 Elektrokémiai köszörülés (elizálás) Alkalmazás - NC köszörűgépen komplex profilok kialakítására - Kemény anyagok (zsugorított karbidok, alaktartó ötvözetek: Inconel, Nimonic, titánötvözetek, fémkompozitok: Al-Al2O3) megmunkálása - Speciális szerszám-elektródokat használnak polikristályos gyémánt (PCD) csiszolóporral 10

ötvözetek: Inconel, Nimonic, titánötvözetek, fémkompozitok: Al-Al2O3)

11 7.6. Ultrahangos megmunkálások Ultrahang: Rugalmas közegben terjed mechanikai hullám - terjedésükhöz közvetítő közeg kell - a közegek határától visszaverődnek - a jellemző ultrahang frekvencia: 16 khz MHz - hallható: 20 Hz - 20 khz. - infrahangok: 20 Hz alatt - energiasűrűség: 10W/cm 2 - ágyú elsütésekor az ágyúcső nyílása mellett közvetlenül 0,001 W/cm 2 hangenergia mérhető, ágyút kell elsütni egyszerre Gázban, folyadékban: longitudinális hullám, szilárd anyagokban emellett transzverzális és tágulási hullámok is jellemzőek Ultrahangos anyagleválasztás: 1. Munkadarab 2. Rezgő szerszám 3. Csiszoló-szuszpenzió (bór-karbid vagy szlicíum-karbid) 1. Munkadarab 2. Rezgő szerszám 3. Csiszoló-szuszpenzió (bór-karbid vagy szlicíum-karbid) 11

- infrahangok: 20 Hz alatt - energiasűrűség: 10W/cm 2 - ágyú elsütésekor az ágyúcső nyílása mellett közvetlenül 0,001 W/cm 2 hangenergia mérhető, - 10 000 ágyút kell elsütni egyszerre

12 Ultrahangos megmunkálógépek Koncentrátor és magnetosztriktor 12

13 Különleges megmunkálások alkalmazása Eljárások összehasonlítása 13

Hasonló dokumentumok

Különleges megmunkálások (MSc)

1. A különleges megmunkálások jellegzetességei és csoportosításuk Különleges megmunkálások (MSc) www.uni-miskolc.hu/~ggytmazs -Kifejlesztésüket a megmunkálandó anyagok fejlődése indikálta -anyagválasztás