7.3. Plazmasugaras megmunkálások

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 - 107 K hőmérséklet hozható létre

Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

Dr. Maros Zsolt [email protected]

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

A plazmavágás berendezései



A plazma sugár hőmérsékleteloszlása (4mm –re a kilépéstől)



2

Plazmával segített forgácsolás



7.4. Elektronsugaras megmunkálás Elektron ágyú:

(Electron Beam Machining, EBM)

- Kibocsátja az elektronokat (katódsugárcső) - katód: volfrám, tantál - Felgyorsítja az elektronsug.-t 200 000 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/mm2 - Röntgen-sugár veszély Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


3

A vákuum feladata: - csökkenti a szennyeződéseket (hatása azonos a tiszta argonéval) - megakadályozza a levegőt alkotó gázok molekuláival való ütközéseket - megakadályozza az égést

Elektronsugár vákuumban Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

Elektronsugár levegőben Dr. Maros Zsolt [email protected]

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 Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


4

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



Az elektronsugaras megmunkálás energiasűrűsége



6

7.5. Elektrokémiai megmunkálások (Electron Chemical Machining, ECM) A folyamat lényege az ún. anodikus oldódás

Anód (+):

Elektroli: NaCl vizes oldata

- töltéscsere - fémleválás - O2 keletkezik Katód (-): - töltéscsere - fémkiválás - H2 keletkezik

- 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

Elektrokémiai süllyesztőgép

példák



Elektrokémiai polírozás - speciális alkalmazások, finom felületek létrehozása

Orvosi implantátumok, térdizület Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


8

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 Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


9

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

7.6. Ultrahangos megmunkálások Ultrahang:

Rugalmas közegben terjed mechanikai hullám

- terjedésükhöz közvetítő közeg kell - a közegek határától visszaverődnek - a jellemző ultrahang frekvencia: 16 kHz - 100 MHz - hallható: 20 Hz - 20 kHz. - infrahangok: 20 Hz alatt - energiasűrűség: 10W/cm2 - ágyú elsütésekor az ágyúcső nyílása mellett közvetlenül 0,001 W/cm2 hangenergia mérhető, - 10 000 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

Ultrahangos megmunkálógépek

Koncentrátor és magnetosztriktor





12

Különleges megmunkálások alkalmazása



Eljárások összehasonlítása



13

7.3. Plazmasugaras megmunkálások

Recommend Documents