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碳化矽(SiC)陶瓷研磨加工困難點
[硬脆性材料]
碳化矽(SiC)陶瓷材料的莫氏硬度等級為9,僅次於金剛石(鑽石)及碳化硼。這樣的高硬度容易導致在研磨加工時,磨棒鈍化速度變快且磨耗量變大,而造成過大的磨削阻力。碳化矽也是易脆材料,因此在磨削過程中,很容易因磨削阻力過大而產生邊角脆裂或次表面裂紋,嚴重影響工件品質。
[高摩擦與磨削阻力]
研磨加工過程中,磨棒與碳化矽工件的摩擦力增加,主要因為碳化矽陶瓷粉塵(材料磨削後的粉塵碎屑)大量填塞在磨棒上磨粒之間的氣孔。若無法順利排除這些粉塵,粉塵大量填塞磨棒的氣孔,磨棒上的磨粒會迅速流失磨削力,進而導致磨削阻力的增加。
[刀具磨耗與修銳]
在碳化矽研磨加工過程中,陶瓷粉塵容易大量填塞至磨棒氣孔,導致磨棒加速鈍化,喪失磨削力,因此,刀具更換成本一直都是碳化矽研磨加工業者的一大痛點。若是選用金屬法、陶瓷法磨棒,可透過修銳(Dressing)的方式,將填塞在磨棒氣孔的粉塵削去,使磨粒銳角能露出,再產生其研磨的能力。然而,經常性的修銳,除了非常耗時之外,磨棒也會在修銳的過程中,產生額外的磨耗,加速減短刀具的壽命。
漢鼎超音波加工能為碳化矽(SiC)陶瓷研磨加工帶來哪些助益呢?
[超音波的高頻率微振動]
漢鼎的超音波輔助加工技術提供刀具每秒超過20,000次的縱向(Z軸方向)的高頻率微振動,使刀具在加工過程中,間接性地接觸工件。這樣的輔助切削機制應用在研磨加工上,可有效降低磨削阻力,並幫助順利排除陶瓷粉塵,避免填塞磨棒。
[良好的陶瓷粉塵排除機制]
超音波的縱向高頻微振動幫助排除陶瓷粉塵,可以減少磨棒因填塞大量粉塵而造成與工件之間的摩擦。若磨粒間的氣孔被大量陶瓷粉塵包圍、填塞,磨棒會加速失去研磨能力。
超音波的輔助磨削機制,減緩陶瓷粉塵填塞磨棒的速度,促使磨棒觸發自修銳(self-sharpening:磨粒鈍化後,受力增加,舊磨粒脫落,使新鑽露出)機制,磨棒得以恢復研磨能力繼續加工。這樣的機制可以大幅降低刀具修銳的工時,以及修銳造成的刀具磨耗,有效減少時間及刀具更換成本。
[降低磨削阻力]
超音波輔助研磨加工的機制,使得碳化矽陶瓷粉塵可以在研磨加工過程中,順利的排除,改善大量陶瓷粉塵填塞磨棒的狀況,使磨棒不會因磨削力下降而受力增加,藉此避免磨削阻力的增加。磨削阻力的降低,除了可以減少刀具與工件的摩擦,也給予切削線速度(cutting speed)與進給率(feed rate)往上提升的空間。
[漢鼎超音波輔助研磨加工碳化矽(SiC)陶瓷之優勢]
漢鼎的超音波高頻率微振動輔助加工模組產品,提供了一個改善先進材料加工製程的解決方案。針對碳化矽陶瓷的研磨加工,漢鼎超音波輔助研磨加工技術,幫助有效排除陶瓷粉塵,避免大量粉塵填塞磨棒,藉此降低磨削阻力。這樣的輔助磨削機制,針對碳化矽研磨加工,可縮短加工時間(去除/減少刀具修銳次數)、更好的工件品質(減少脆裂邊、刀痕,改善表面粗糙度),並延長刀具壽命(去除/減少刀具修銳所產生的磨耗,避免大量陶瓷粉塵填塞)。
超音波輔助碳化矽(SiC)陶瓷研磨加工成功案例分享
[碳化矽(SiC)陶瓷:平面研磨加工]
漢鼎針對碳化矽陶瓷材料進行平面研磨(降面)加工。使用漢鼎BT-30超音波加工模組,超音波的高頻率微振動幫助順利排除陶瓷粉塵,有效避免大量粉塵填塞磨棒氣孔。
磨削阻力的降低,幫助減少工件邊角脆裂,刀具加工時受力均勻,在工件表面上呈現大小一致的刀痕紋路。超音波輔助研磨加工,順利排除陶瓷粉塵,觸發磨棒自修銳機制,使新鑽露出,恢復磨削力。因此加工過程中,無須進行刀具修銳,避免刀具因修銳產生的磨耗。
[碳化矽(SiC)陶瓷:螺旋擴孔研磨加工]
漢鼎針對碳化矽陶瓷材料進行螺旋擴孔研磨加工。使用漢鼎BT-30超音波加工模組,超音波的高頻率微振動幫助順利排除陶瓷粉塵,避免大量粉塵填塞磨棒,有效降低磨削阻力,藉此改善表面品質與刀痕。
超音波輔助磨削加工機制,粗磨製程即可改善表面粗糙度(surface roughness,Sa)與刀痕,減少後續製程處理時間,提升整體加工效率。
良好的陶瓷粉塵排除機制,幫助降低磨削阻力,除了減少刀具磨耗,也帶來更好的工件表面品質。
改善加工效率、工件品質及刀具壽命,順應企業永續ESG趨勢:歡迎聯絡我們
或立即申請成為漢鼎超音波模組銷售夥伴!
[硬脆性材料]
碳化矽(SiC)陶瓷材料的莫氏硬度等級為9,僅次於金剛石(鑽石)及碳化硼。這樣的高硬度容易導致在研磨加工時,磨棒鈍化速度變快且磨耗量變大,而造成過大的磨削阻力。碳化矽也是易脆材料,因此在磨削過程中,很容易因磨削阻力過大而產生邊角脆裂或次表面裂紋,嚴重影響工件品質。
[高摩擦與磨削阻力]
研磨加工過程中,磨棒與碳化矽工件的摩擦力增加,主要因為碳化矽陶瓷粉塵(材料磨削後的粉塵碎屑)大量填塞在磨棒上磨粒之間的氣孔。若無法順利排除這些粉塵,粉塵大量填塞磨棒的氣孔,磨棒上的磨粒會迅速流失磨削力,進而導致磨削阻力的增加。
[刀具磨耗與修銳]
在碳化矽研磨加工過程中,陶瓷粉塵容易大量填塞至磨棒氣孔,導致磨棒加速鈍化,喪失磨削力,因此,刀具更換成本一直都是碳化矽研磨加工業者的一大痛點。若是選用金屬法、陶瓷法磨棒,可透過修銳(Dressing)的方式,將填塞在磨棒氣孔的粉塵削去,使磨粒銳角能露出,再產生其研磨的能力。然而,經常性的修銳,除了非常耗時之外,磨棒也會在修銳的過程中,產生額外的磨耗,加速減短刀具的壽命。
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[超音波的高頻率微振動]
漢鼎的超音波輔助加工技術提供刀具每秒超過20,000次的縱向(Z軸方向)的高頻率微振動,使刀具在加工過程中,間接性地接觸工件。這樣的輔助切削機制應用在研磨加工上,可有效降低磨削阻力,並幫助順利排除陶瓷粉塵,避免填塞磨棒。
[良好的陶瓷粉塵排除機制]
超音波的縱向高頻微振動幫助排除陶瓷粉塵,可以減少磨棒因填塞大量粉塵而造成與工件之間的摩擦。若磨粒間的氣孔被大量陶瓷粉塵包圍、填塞,磨棒會加速失去研磨能力。
超音波的輔助磨削機制,減緩陶瓷粉塵填塞磨棒的速度,促使磨棒觸發自修銳(self-sharpening:磨粒鈍化後,受力增加,舊磨粒脫落,使新鑽露出)機制,磨棒得以恢復研磨能力繼續加工。這樣的機制可以大幅降低刀具修銳的工時,以及修銳造成的刀具磨耗,有效減少時間及刀具更換成本。
[降低磨削阻力]
超音波輔助研磨加工的機制,使得碳化矽陶瓷粉塵可以在研磨加工過程中,順利的排除,改善大量陶瓷粉塵填塞磨棒的狀況,使磨棒不會因磨削力下降而受力增加,藉此避免磨削阻力的增加。磨削阻力的降低,除了可以減少刀具與工件的摩擦,也給予切削線速度(cutting speed)與進給率(feed rate)往上提升的空間。
[漢鼎超音波輔助研磨加工碳化矽(SiC)陶瓷之優勢]
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[碳化矽(SiC)陶瓷:平面研磨加工]
漢鼎針對碳化矽陶瓷材料進行平面研磨(降面)加工。使用漢鼎BT-30超音波加工模組,超音波的高頻率微振動幫助順利排除陶瓷粉塵,有效避免大量粉塵填塞磨棒氣孔。
磨削阻力的降低,幫助減少工件邊角脆裂,刀具加工時受力均勻,在工件表面上呈現大小一致的刀痕紋路。超音波輔助研磨加工,順利排除陶瓷粉塵,觸發磨棒自修銳機制,使新鑽露出,恢復磨削力。因此加工過程中,無須進行刀具修銳,避免刀具因修銳產生的磨耗。
[碳化矽(SiC)陶瓷:螺旋擴孔研磨加工]
漢鼎針對碳化矽陶瓷材料進行螺旋擴孔研磨加工。使用漢鼎BT-30超音波加工模組,超音波的高頻率微振動幫助順利排除陶瓷粉塵,避免大量粉塵填塞磨棒,有效降低磨削阻力,藉此改善表面品質與刀痕。
超音波輔助磨削加工機制,粗磨製程即可改善表面粗糙度(surface roughness,Sa)與刀痕,減少後續製程處理時間,提升整體加工效率。
良好的陶瓷粉塵排除機制,幫助降低磨削阻力,除了減少刀具磨耗,也帶來更好的工件表面品質。
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