Obrábění pokročilých keramických materiálů

Advanced Ceramics Machining

journal article - other

Czech

Rozvoj keramických materiálů a technologií jejich výroby umožňuje připravovat keramiky s jedinečnými vlast-nostmi. Díky těmto užitným vlastnostem je keramika velmi atraktivním materiálem pro mnoho inženýrských aplikací. Aby bylo použití keramických materiálů v těchto špičkových aplikacích účelné, je třeba z nich vyrábět přesné součásti s nízkou drsností a s minimálním poškozením povrchu a toho lze dosáhnout obráběním. Tradiční metody obrábění je možné pro keramické materiály použít omezeně, proto je potřeba tyto metody modifikovat tak, aby byly použitelné, nebo je třeba vyvinout metody zcela nové. Kritickým činitelem jsou náklady na obrábění keramiky, které jsou hlavním důvodem, proč jsou stále v některých inženýrských aplikacích používány obráběné díly kovové, nikoliv keramické. Příspěvek obsahuje přehled současného stavu poznání v oblasti metod obrábění keramiky, zejména v kontextu materiálových vlastností. Cílem článku je zdůvodnění potřeby výzkumu v této oblasti a nastínění dalších možných směrů.

The development of ceramic materials and their manufacturing technologies enables to prepare ceramics with unique properties. Due to these superior properties it is very attractive material for many engineering applications. For the use of ceramic materials in these top practical applications it is necessary to produce the precision parts with low roughness and minimal surface damage. This can be achieved by machining. The ceramics properties are the biggest obstacle of its effective machining paradoxically. It is very difficult to machine advanced ceramics especially at high material removal rate without compromising surface integrity of advanced ceramic products and as a result machining cost for ceramics is usually high and contributes to 30-60 % of overall expense (in some cases about 90 %). There is need for reliable and cost-effective machining methods for advanced ceramics. The article discusses various machining methods of advanced ceramics, their limits and performances. Final machining methods are often useed for advanced ceramics. Because of the high hardness and low toughness of ceramic materials, diamond grinding is the most often method of choice in machining such materials. Lapping and polishing are presented in the chapter 3.1 and ELID machining process is introduced as well (Fig. 1). Conventional machining methods, as turning or milling are difficult to apply. It is possible to use it in „hot machin-ing“ conditions. Laser assisted turning is described in chapter 3.4 and principle is shown in Fig. 3. Non-conventional machining processes are extensively applied for processing advanced ceramics because its use are not limited by mechanical properties. Electrical discharge machining, ultrasonic machining, abrasive water jet machining and their modifications are included in the article. Rotary Ultrasonic Machining technology is described and its principle is shown in Fig. 2. The main problems of advanced ceramics machining have only been touched. The article points out the main aspects of this issue and justifies the need for research not only machining methods, but also the development and production of new ceramic materials.

Pokročilá keramika, metody obrábění, vlastnosti, obrobitelnost

Advanced ceramics, machining methods, properties, machinability

BLAŽKOVÁ, V.; SEDLÁK, J.; JAROŠ, A.; FIALA, Z.; MOURALOVÁ, K.; KOLÁŘ, L.

2015

30. 6. 2015

Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Fakulta výrobních technologií a managementu

1211-4162

Strojírenská technologie

20

1

Czech Republic

2

11

10