เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะ ซิลิคอนไนไตรด์จะรวมความแข็งสูงเข้ากับการนำความร้อนที่ค่อนข้างต่ำและความเปราะบางของเซรามิก คุณลักษณะเหล่านี้สร้างความท้าทายในการตัดเฉือนหลายประการ
ความเสียหายทางกล
การตัดและการเจียรเพชรแบบทั่วไปจะสร้างแรงตัดที่อาจทำให้เกิดการบิ่นที่ขอบหรือรอยแตกขนาดเล็กใต้พื้นผิว โดยเฉพาะบริเวณผนังบางและมุมที่แหลมคม
การตั้งค่าหลายรายการลดความแม่นยำ
รูปทรงที่ซับซ้อนมักต้องใช้การจับยึดหลายครั้งบนเครื่องจักรสามแกนแบบธรรมดา- ทุกขั้นตอนการเปลี่ยนตำแหน่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดด้านมิติซึ่งส่งผลต่อความสม่ำเสมอในการผลิตเป็นชุด
ผลกระทบจากความร้อน
พารามิเตอร์เลเซอร์ที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่การสะสมความร้อนมากเกินไป ส่งผลให้ชั้นหล่อใหม่ รูเรียว หรือความเสียหายจากความร้อนเฉพาะที่
โครงสร้างภายในที่ซับซ้อน คุณลักษณะต่างๆ เช่น ช่องระบายความร้อน โครงสร้างขัดแตะ หรือโพรงลึก เป็นเรื่องยากที่จะผลิตโดยใช้การตัดเฉือนแบบธรรมดาเพียงอย่างเดียว
เนื่องจากความท้าทายเหล่านี้ ผู้ผลิตจึงมักจะรวมการขึ้นรูปรูปร่างที่ใกล้เคียง-สุทธิ-เข้ากับการตกแต่งขั้นสุดท้ายอย่างแม่นยำหลังจากการเผาผนึก
วิธีการผลิตทั่วไป
1. การขึ้นรูปใกล้-สุทธิ-
กระบวนการต่างๆ เช่น การฉีดขึ้นรูปด้วยเซรามิก (CIM) และการพิมพ์ 3 มิติด้วยเซรามิก จะสร้างส่วนประกอบที่มีลักษณะใกล้เคียงกับรูปร่างขั้นสุดท้ายก่อนที่จะทำการเผา ซึ่งจะช่วยลดปริมาณวัสดุที่ต้องนำออกในภายหลังให้เหลือน้อยที่สุด
CIM เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ-การผลิตส่วนประกอบมาตรฐานในปริมาณมากด้วยขนาดที่สอดคล้องกัน ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติด้วยเซรามิกให้อิสระในการออกแบบมากขึ้นสำหรับต้นแบบและชิ้นส่วนที่มีช่องภายในหรือโครงสร้างขัดแตะน้ำหนักเบา ชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาส่วนใหญ่ยังต้องการการตกแต่งที่แม่นยำหลังการเผาผนึก
2. การเจียรที่แม่นยำ
การเจียรเพชรยังคงเป็นกระบวนการตกแต่งมาตรฐานสำหรับส่วนประกอบซิลิคอนไนไตรด์หลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นผิวเรียบ แหวนแบริ่ง หน้าซีล และพื้นที่การทำงานที่สำคัญอื่นๆ ซึ่งต้องการความแม่นยำด้านมิติและการตกแต่งพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม
อย่างไรก็ตาม การเจียรจะมีประสิทธิภาพน้อยลงสำหรับชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวโค้ง โพรงลึก รูเอียง หรือรูปทรงอิสระที่ซับซ้อน การสึกหรอของเครื่องมือก็มีความสำคัญเช่นกันเมื่อตัดเฉือนเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่มีความหนาแน่นสูง
3. การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ห้า-แกน
การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ห้า-แกนได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการผลิตส่วนประกอบซิลิคอนไนไตรด์ที่ซับซ้อน
ต่างจากเครื่องมือตัดทั่วไป การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่ไม่-สัมผัสซึ่งช่วยลดแรงตัดเชิงกล ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการบิ่นที่คมตัดและความเสียหายใต้พื้นผิวได้อย่างมาก
ระบบเลเซอร์ห้า-แกนสามารถประมวลผล:
พื้นผิวโค้ง
รูระบายความร้อนเอียง
ช่องที่แม่นยำ
รูปทรงที่ซับซ้อน
โครงสร้างผนังบาง-
อาร์เรย์ไมโครโฮล
เนื่องจากลำแสงเลเซอร์จะรักษามุมการประมวลผลที่เหมาะสมที่สุดบนพื้นผิวที่ซับซ้อน คุณภาพการตัดเฉือนจึงยังคงสม่ำเสมอในขณะที่ลดความจำเป็นในการเปลี่ยนตำแหน่งซ้ำๆ
4. การผลิตแบบผสมผสาน
สำหรับส่วนประกอบเซรามิกประสิทธิภาพสูง-หลายๆ ชิ้น ทางออกที่ดีที่สุดไม่ใช่เพียงกระบวนการเดียว แต่เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี
ขั้นตอนการผลิตโดยทั่วไปคือ:
ใกล้เป็นรูปเป็นร่าง-สุทธิ-
การแยกและการเผาผนึก
การตัดด้วยเลเซอร์หรือการเจาะ
การบดหรือขัดพื้นผิวที่สำคัญอย่างแม่นยำ
การตรวจสอบขั้นสุดท้าย
วิธีการแบบผสมผสานนี้ผสมผสานความสามารถในการผลิตสูงเข้ากับความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง
โซลูชันของ WHYC Laser สำหรับชิ้นส่วนซิลิคอนไนไตรด์ที่ซับซ้อน
WHYC Laser ได้พัฒนาโซลูชันการประมวลผลด้วยเลเซอร์โดยเฉพาะสำหรับเซรามิกขั้นสูง รวมถึงซิลิคอนไนไตรด์ อลูมินา อลูมิเนียมไนไตรด์ เซอร์โคเนีย และซิลิคอนคาร์ไบด์
แพลตฟอร์มการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์เซรามิกซีรีส์ YCTC ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณภาพการตัดเฉือน ประสิทธิภาพ และความเสถียรในการผลิตสำหรับส่วนประกอบเซรามิกที่ซับซ้อน
การประมวลผลเลเซอร์แบบเลเยอร์-ต่อ-
แทนที่จะเอาวัสดุออกในการผ่านครั้งเดียว WHYC Laser จะใช้กลยุทธ์การตัดเฉือนเลเยอร์ที่ควบคุม-โดย- สิ่งนี้จะกระจายพลังงานความร้อนอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น ช่วยลดความเครียดจากความร้อน ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงคุณภาพขอบและความแม่นยำของมิติ
การตัดเฉือนพร้อมกันห้า-แกน
การรวมแกนเชิงเส้นตรงสามแกนและแกนหมุนสองแกนเข้าด้วยกัน ช่วยให้สามารถตัดเฉือนชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้ในการตั้งค่าเดียว ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งในขณะที่ปรับปรุงความสม่ำเสมอสำหรับหัวฉีดการบินและอวกาศ ฟิกซ์เจอร์เซมิคอนดักเตอร์ ส่วนประกอบเซรามิกโค้ง และชิ้นส่วนอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำ
ระบบควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ
การตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์-รวมกับก๊าซ-ช่วยแรงดันสูงช่วยลดการสะสมความร้อนเฉพาะที่ และขจัดเศษที่หลอมเหลวระหว่างการประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลลัพธ์ที่ได้คือรูที่สะอาดขึ้น คุณภาพแก้มยางที่ดีขึ้น และประสิทธิภาพการตัดเฉือนที่มั่นคงยิ่งขึ้น
การกำหนดค่าเลเซอร์ที่ยืดหยุ่น
การใช้งานที่แตกต่างกันต้องใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่แตกต่างกัน
ข้อเสนอ YCLaser:
300 W ไฟเบอร์เลเซอร์ QCWสำหรับการตัดและเจาะส่วนประกอบซิลิคอนไนไตรด์มาตรฐานอย่างมีประสิทธิภาพในการผลิตปริมาณปานกลาง- และสูง-
เลเซอร์พิโควินาทียูวี สำหรับการตัดเฉือนขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ-โดยมีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยที่สุด- ทำให้เหมาะสำหรับฟิกซ์เจอร์เซมิคอนดักเตอร์และการใช้งานที่มีความแม่นยำสูง-อื่นๆ
ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของชิ้นส่วน การเจียรหรือการขัดเงาขั้นที่สองยังคงสามารถนำมาใช้กับพื้นผิวการปิดผนึกหรือการจับคู่ที่สำคัญเพื่อให้ได้พื้นผิวที่ต้องการ
บทสรุป
ส่วนประกอบซิลิคอนไนไตรด์ที่ซับซ้อนไม่สามารถผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องจักรทั่วไปเพียงอย่างเดียว การผลิตสมัยใหม่มักจะผสมผสานการขึ้นรูปรูปร่างที่ใกล้เคียง-สุทธิ- การเจียรที่มีความแม่นยำ และการประมวลผลด้วยเลเซอร์ขั้นสูงเพื่อสร้างความสมดุลระหว่างความสามารถในการผลิต ความแม่นยำ และความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบ
ระบบการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์เซรามิกของ YCLaseraออกแบบใหม่เพื่อรองรับการผลิตส่วนประกอบซิลิคอนไนไตรด์ที่แม่นยำสำหรับการบินและอวกาศ เซมิคอนดักเตอร์ พลังงานใหม่ และการใช้งานทางอุตสาหกรรมขั้นสูง ด้วยการรวมกระบวนการเลเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุงเข้ากับการควบคุมการเคลื่อนไหวอัจฉริยะและความเชี่ยวชาญด้านกระบวนการเฉพาะของเซรามิก- ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือน ลดความเสี่ยงในการผลิต และได้คุณภาพที่สม่ำเสมอมากขึ้นสำหรับชิ้นส่วน Si₃N₄ ที่ซับซ้อน
