วัสดุใดบ้างที่สามารถทำการกัดขึ้นรูปในแนวตั้งได้?
การกัดแนวตั้งเป็นวิธีการตัดเฉือนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยที่แกนหมุนจะตั้งฉากกับแท่นทำงาน การกำหนดค่านี้ให้ทัศนวิสัยที่ดีเยี่ยมและความยืดหยุ่นในการทำงาน ทำให้สามารถแปรรูปวัสดุอุตสาหกรรมทั่วไปได้เกือบทั้งหมด
การจำแนกประเภทและคุณลักษณะของวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการกัดแนวตั้ง:
1. วัสดุโลหะ:
โลหะเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในการขึ้นรูปด้วยเครื่องกัดแนวตั้งมากที่สุด การเลือกเครื่องมือตัดที่เหมาะสม (เช่น คาร์ไบด์หรือเหล็กกล้าความเร็วสูง) และพารามิเตอร์การตัด (ความเร็วรอบแกนหมุน อัตราป้อน และสารหล่อเย็น) ขึ้นอยู่กับความแข็งและความสามารถในการขึ้นรูปของวัสดุ
• อะลูมิเนียมและโลหะผสมของอะลูมิเนียม:เนื่องจากมีคุณสมบัติในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยมและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว จึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้บ่อยที่สุดในการขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC เหมาะสำหรับงานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และกล่องหุ้มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
·เหล็ก:ประกอบด้วยเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม ความยากง่ายในการขึ้นรูปขึ้นอยู่กับความแข็งและปริมาณคาร์บอนของวัสดุ เครื่องกัดแนวตั้งมักใช้ในการแปรรูปวัสดุเหล่านี้ในการผลิตแม่พิมพ์และชิ้นส่วนเครื่องจักรกล
• สแตนเลสสตีล:มีคุณสมบัติทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการแข็งตัวจากการทำงานระหว่างการกลึง และสร้างความร้อนจากการตัดสูงมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องมือกลึงที่มีความแข็งแรงสูงและเครื่องมือตัดเฉพาะทาง
• ทองแดง ทองเหลือง และทองสัมฤทธิ์:มีคุณสมบัติในการดัดงอได้ดีเยี่ยม รวมถึงการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม กระบวนการตัดจึงค่อนข้างราบรื่น
• โลหะผสมไทเทเนียม:วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติเด่นคือมีความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม จัดเป็นวัสดุที่ยากต่อการขึ้นรูปเนื่องจากมีค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของเครื่องมืออย่างมาก การขึ้นรูปจึงต้องใช้แรงบิดสูงและระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ
·เหล็กหล่อ:มีความแข็งแกร่งดี แต่เปราะมาก การกลึงทำให้เกิดเศษผงละเอียด
2. วัสดุพลาสติก:
โดยทั่วไปแล้วพลาสติกสามารถทำงานได้ดีในกระบวนการกัดแนวตั้ง แม้ว่าจะต้องควบคุมความร้อนในการตัดอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการหลอมละลายหรือการเสียรูปของวัสดุ:
·อะคริลิก:มีคุณสมบัติโปร่งใสสูง ในระหว่างการตัดเฉือน เครื่องมือต้องคมอยู่เสมอและต้องตั้งความเร็วรอบแกนหมุนให้เหมาะสม มิเช่นนั้น ขอบที่ตัดอาจเปลี่ยนสี (ขาวขึ้น) หรือละลายได้
·ไนลอน:มีความทนทานและสามารถขึ้นรูปได้ดี แต่ต้องระมัดระวังปัญหาเรื่องความคงตัวของขนาดที่เกิดจากการดูดซับความชื้น
·โพลีคาร์บอเนต:มีคุณสมบัติเด่นด้านความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทก ความโปร่งใส และอายุการใช้งานยาวนาน
·POM (อะซีทัล):มีคุณสมบัติทางกลสูงและขึ้นรูปได้ดีเยี่ยม จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเฟืองและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง
·ดูตัวอย่าง:พลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงที่ขึ้นชื่อเรื่องความทนทานต่อความร้อนสูง นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการแพทย์และอวกาศ
3. วัสดุผสม
ความท้าทายหลักในการขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตคือ การสึกหรอและการแยกชั้น:
วัสดุคอมโพสิตเสริมใยคาร์บอน: แข็งมากและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงต่อเครื่องมือตัด โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้เครื่องมือเคลือบเพชร
ไฟเบอร์กลาส:มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงมาก
4. ไม้
ไม้เนื้อแข็งและไม้เนื้ออ่อน: เครื่องกัดแนวตั้ง (หรือเครื่องแกะสลัก) สามารถแปรรูปไม้เนื้อแข็งชนิดต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ
แผ่นไม้: เช่น MDF (แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง), ไม้อัด เป็นต้น การแปรรูปไม้โดยทั่วไปต้องใช้ความเร็วรอบแกนหมุนที่สูงกว่า
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญเมื่อเลือกใช้วัสดุ:
ก่อนตัดสินใจดำเนินการกัดขึ้นรูปแนวตั้ง คุณต้องประเมินประเด็นสำคัญต่อไปนี้:
· ความสามารถในการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักร:วัสดุนั้นตัดง่ายหรือไม่? (ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมตัดง่ายกว่าไทเทเนียม)
• ความแข็งแรงและการยึดจับ:รูปทรงของชิ้นงานเหมาะสมสำหรับการยึดจับอย่างมั่นคงบนเครื่องมือกลหรือไม่? ชิ้นงานที่บางเกินไปหรือมีรูปทรงซับซ้อนอาจเกิดการสั่นสะเทือนระหว่างการตัดเฉือนได้
• การเลือกเครื่องมือ:สำหรับวัสดุที่แตกต่างกัน (ซึ่งมีความแข็งและความหนืดต่างกัน) จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกดอกกัดที่มีส่วนประกอบของวัสดุที่เหมาะสม (เหล็กความเร็วสูง คาร์ไบด์ PCD) และรูปทรงการตัดที่เหมาะสม
• การจัดการความร้อน:วัสดุบางชนิด (เช่น พลาสติกและโลหะผสมไทเทเนียม) มีความไวต่อความร้อนและต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นชนิดพิเศษหรืออากาศอัดเพื่อระบายเศษวัสดุและระบายความร้อน
• การจัดการชิป:โดยทั่วไป การกำจัดเศษโลหะในการกัดแนวตั้งจะอาศัยการล้างด้วยน้ำมันหล่อเย็นหรือการทำความสะอาดด้วยมือ วิธีการจัดการกับเศษโลหะ (ซึ่งมีน้ำหนักมากกว่า) จะแตกต่างจากวิธีการจัดการกับเศษพลาสติก (ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดไฟฟ้าสถิตสะสม)