Investigación y aplicación de tecnología de procesamiento especial
Aborda el surgimiento y desarrollo de la tecnología de procesamiento especial y explica la creación rápida de prototipos, el procesamiento ultrasónico y el procesamiento con haz de electrones y haz de iones. Se analizan el procesamiento láser, los principios de proceso de varios métodos de procesamiento y sus aplicaciones específicas en la práctica de producción. Finalmente, se prospecta la dirección del desarrollo de la tecnología de procesamiento especial.
Palabras clave: procesamiento especial; tecnología de creación rápida de prototipos; procesamiento por haz de electrones y haz de iones; procesamiento por láser
1. p> El procesamiento mecánico, como método de procesamiento con una larga historia, ha promovido en gran medida la civilización material humana y las actividades de producción. Para el sector industrial, las piezas o máquinas diseñadas deben realizarse mediante métodos de procesamiento. Sin métodos de procesamiento eficaces, por muy buena que sea una idea de diseño, no se puede transformar en un producto. Por ejemplo, la máquina de vapor se inventó en la década de 1870, pero el equipo de producción en ese momento no podía producir cilindros de máquina de vapor con alta precisión y altos requisitos de coincidencia, por lo que ha sido imposible producir una máquina de vapor que pueda funcionar correctamente [1]. . No fue hasta la aparición de las máquinas perforadoras de cilindros que se resolvió este problema de producción, lo que hizo que las máquinas de vapor se utilizaran ampliamente y desencadenara la primera revolución industrial. Por lo tanto, podemos encontrar que los métodos de procesamiento juegan un papel importante en la realización de ideas de diseño y el desarrollo social y económico.
Con el desarrollo de la producción y las necesidades de los experimentos científicos, los requisitos de los productos son cada vez mayores. Los productos tecnológicos futuros se están desarrollando hacia la alta precisión, alta velocidad, carga pesada, alta temperatura y alta presión, miniaturización y alta confiabilidad. Para lograr estos nuevos requisitos, se necesitan nuevos materiales y nuevas estructuras. Por ello, se han planteado muchas nuevas exigencias para el sector de fabricación de maquinaria. El procesamiento especial se produjo y desarrolló bajo esta fuerte demanda social, y sus ventajas sobre el procesamiento tradicional alientan aún más a la gente a investigarlo y aplicarlo. Por lo tanto, hasta ahora existen muchos tipos de tecnologías de procesamiento especiales, y la precisión del procesamiento y la eficiencia de producción que se pueden lograr son cada vez mayores. Se puede decir que la tecnología de procesamiento especial se ha convertido en un método de procesamiento indispensable en la industria de fabricación de maquinaria moderna.
El mecanizado tradicional utiliza energía mecánica y fuerza de corte para procesar el metal, mientras que el procesamiento especial utiliza principalmente energía eléctrica, energía química, energía luminosa, energía sonora, energía térmica y otras energías para eliminar el metal, por lo que la tecnología de procesamiento especial puede Se utiliza para procesar diversos materiales metálicos o no metálicos con alta dureza, alta resistencia, alta fragilidad y alta tenacidad. Dado que el procesamiento especial utiliza una amplia gama de herramientas, como láseres, ultrasonidos, haces de electrones, haces de iones, etc., es fácil realizar una automatización completa del proceso de procesamiento, lo cual es de gran importancia para la organización y gestión de la producción moderna. .
Desde 1943, Paul Lazarenko y su esposa de la antigua Unión Soviética comenzaron a estudiar el fenómeno de corrosión por descarga de chispas de los contactos de interruptor. La tecnología de procesamiento especial ha experimentado más de 60 años de desarrollo. En la actualidad, se han desarrollado muchos métodos de procesamiento especiales, como electroerosión, WEDM, procesamiento electroquímico y procesamiento láser. Hoy en día, la gente también está estudiando métodos de mecanizado de compuestos que aplican una teoría de mecanizado especial a los métodos de mecanizado tradicionales, como el corte por vibración, el fresado por vibración, etc. Dado que la tecnología de procesamiento especial es particularmente adecuada para procesar materiales difíciles de mecanizar, superficies complejas y microsuperficies de precisión, el procesamiento especial tiene una gran aplicabilidad y potencial de desarrollo en la fabricación de herramientas, moldes, herramientas de medición, instrumentos, naves espaciales y componentes microelectrónicos. ha sido cada vez más utilizado. En el futuro, el procesamiento especial se desarrollará con el objetivo de mejorar la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie, mejorar la eficiencia y la automatización de la producción y desarrollar el procesamiento de compuestos y el procesamiento de ultraprecisión.
2. Tecnología de creación rápida de prototipos
La tecnología de creación rápida de prototipos (RP) es un método de procesamiento aditivo que se utiliza principalmente para fabricar muestras para evaluar y modificar rápidamente el diseño de nuevos productos y funcionales. pruebas, acortando en gran medida el ciclo de desarrollo del producto. La tecnología de creación rápida de prototipos integra ingeniería mecánica, CAD, tecnología CNC, tecnología láser y ciencia y tecnología de materiales. Es fácil automatizar el proceso de producción, eficiente y conveniente. Por lo tanto, esta tecnología de fabricación de prototipos se utiliza cada vez más en la práctica de producción. Según los materiales y principios de proceso utilizados en la tecnología de creación rápida de prototipos, se puede dividir en cuatro tipos: moldeo por solidificación líquida (SL) de resina fotosensible, moldeo por sinterización de polvo por láser selectivo (SLS), moldeo por chip laminado (LOM) y moldeo por deposición fundida ( tipo FDM).
3. Tecnología de procesamiento ultrasónico
Las ondas sonoras con una frecuencia superior a 16000 Hz se denominan ondas ultrasónicas. Es una onda longitudinal que puede transmitir energía fuerte y generar fuerza hidráulica cuando se propaga en un líquido. impacto medio.
La tecnología de mecanizado ultrasónico (USM) utiliza el extremo de la herramienta para vibrar a una frecuencia ultrasónica, y la suspensión abrasiva provoca impacto mecánico, pulido y cavitación ultrasónica de las partículas abrasivas bajo la acción de la vibración ultrasónica para procesar materiales duros y quebradizos. Debido a los principios del proceso y las características de la tecnología de procesamiento ultrasónico, el procesamiento ultrasónico tiene muchas aplicaciones especiales. Como procesar agujeros profundos, esmerilar y pulir moldes y moldes de cavidades, procesar materiales difíciles de mecanizar, corte por vibración ultrasónica, procesamiento de compuestos electrolíticos por ultrasonidos, procesamiento de compuestos por electroerosión por ultrasonidos, limpieza por ultrasonidos, corte por ultrasonidos, etc. El desarrollo de la tecnología de procesamiento ultrasónico y de nuevos materiales se complementan entre sí. En el futuro, el procesamiento ultrasónico definitivamente tendrá más aplicaciones y desarrollos.
4. Procesamiento por haz de electrones y haz de iones
El procesamiento por haz de electrones (EBM) utiliza haces de electrones con una densidad de energía extremadamente alta para impactar la superficie de la pieza de trabajo a velocidades extremadamente altas, causando la mayoría de las veces. de la energía cinética para convertirse en energía térmica, el material de la pieza de trabajo impactado se funde y vaporiza parcialmente, logrando así el propósito de cambiar las propiedades físicas y químicas, la forma, el tamaño y la posición de la superficie del material de la pieza de trabajo procesada. El dispositivo de procesamiento del haz de electrones incluye un cañón de electrones, un sistema de vacío, un sistema de control y una fuente de alimentación. El haz de electrones se obtiene calentando un cátodo emisor hecho de tungsteno o tantalio. Debido a los principios del proceso y las características del procesamiento por haz de electrones, la tecnología de procesamiento por haz de electrones se puede utilizar para procesar orificios y superficies especiales, grabado, soldadura, tratamiento térmico y litografía por haz de electrones.
El procesamiento por haz de iones (IBM) utiliza los efectos de impacto, pulverización e implantación de haces de iones de alta energía para impactar la superficie del material y realizar diferentes procesamientos. Dado que el bombardeo de materiales con haces de iones elimina átomos capa por capa, se puede lograr una precisión de procesamiento a nivel nanométrico. El procesamiento con haz de iones se puede dividir en tres tipos según su principio y propósito de procesamiento: procesamiento de grabado para eliminar material de la pieza de trabajo, procesamiento de galvanoplastia para recubrir la superficie de la pieza de trabajo y procesamiento de implantación de iones para modificar la superficie. Debido a que los haces de electrones y los haces de iones son fáciles de controlar con precisión, el proceso de procesamiento puede automatizarse completamente, pero todavía quedan muchos problemas técnicos que deben resolverse en términos de enfoque y desviación de los haces de electrones y de iones.
5. Procesamiento láser
La tecnología láser comenzó en la década de 1960 y se puede utilizar para taladrar, cortar, soldar, tratar térmicamente y almacenar con láser. La generación de láser proviene de la radiación estimulada de la materia, es decir, alguna materia con una estructura de niveles de energía metaestable, al ser excitada por una determinada energía fotónica externa, produce el llamado fenómeno de inversión del haz de partículas. En el estado de inversión del haz de partículas, si un fotón con una energía igual a la diferencia entre el estado fundamental y el estado metaestable irradia el material, se generará radiación estimulada y se emitirá una gran cantidad de energía luminosa. Debido a que el láser tiene las características de alta intensidad, buena monocromaticidad, buena coherencia y buena direccionalidad, puede usarse para procesar casi cualquier material. Los láseres de uso común actualmente incluyen láseres de estado sólido (láseres de rubí, láseres de vidrio de rubidio y láseres de granate de itrio y aluminio dopados con rubidio) y láseres de gas (láseres de dióxido de carbono y láseres de iones de argón). En la práctica de producción, se necesita más investigación sobre los factores que afectan el procesamiento láser para aprovechar al máximo la tecnología de procesamiento láser.
6. Conclusión
En los últimos años, con la creciente demanda de nuevos materiales, nuevas estructuras, piezas de contornos complejos y piezas con requisitos especiales, la tecnología de procesamiento especial ha ganado cada vez más atención. Amplia gama de aplicaciones. En el futuro, con la mejora de la tecnología de control electromecánico, la tecnología de procesamiento especial se automatizará más. El uso completo de la tecnología informática puede hacer que el procesamiento especial se desarrolle en dirección a la automatización y la flexibilidad [2]. En el futuro, la tecnología de procesamiento especial se utilizará cada vez más en micromecanizado de precisión, procesamiento de compuestos y procesamiento ecológico.
Referencia
[1], Bai,. Procesamiento especial [M], Beijing: Machinery Industry Press, 2011: 1 ~ 6.
Wang Jie, Fan Jun, et al. Nuevos avances en tecnología de procesamiento especial [J] Light Industrial Machinery, 2008, 26 (4): 5 ~ 7.
Ya lo viste. él ? ¿Papel artesanal especialmente procesado? La gente todavía ve:
1. Papeles con tecnología de mecanizado de ultraprecisión
2. Papeles con tecnología de mecanizado ultrasónico
3. /p>
p>
4. Artículos sobre tecnología de fabricación de maquinaria avanzada
5. Artículos sobre tecnología de fabricación de ultraprecisión