Seramikler; Saatlerden bıçağa, tuğlalara ve çanak çömleklere kadar günlük eşyalarda yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan seramik işleme, bir şirketin malzeme portföyünü genişletmek için harika bir yol olabilir. Geleneksel olarak bir fırın kullanılarak yapılsalar da, bunları işlemek, makine atölyenize benzersiz bir satış noktası kazandıran yararlı bir çaba olabilir.
Bir malzeme sınıfı olarak seramikler çeşitli biçimlerde gelir ve bunların işlenmesi zor olabilir. Bununla birlikte, görünümleri ve hisleri bakımından benzersizdirler, yüksek düzeyde basınç dayanıklılığına sahiptirler (germe kuvveti dayanıklılığı açısından daha az olsa da) ve bir dizi farklı ürün için iyi bir temel sağlarlar.
Seramik Malzemelerin İşlenmesi
Seramiklerin CNC ile işlenmesi, önceden sinterlenmişlerse biraz zor olabilir. Bu işlenmiş sertleştirilmiş seramikler, enkaz ve parçalar her yere uçacağından oldukça zorlayıcı olabilir. Seramik parçalar, son sinterleme aşamasından önce ya “yeşil” (sinterlenmemiş toz) kompakt durumunda ya da önceden interlenmiş “bisque” formunda en etkili şekilde işlenebilir.
Genel olarak, frezeleme, delme, tornalama gibi işleme yöntemleri seramik parçalara önceden interlenmiş halde uygulanabilir. Kalıplama açısından, ön interlenmiş seramiklerin işlenmesinde Titanyum nitrür (TiN) kaplı yüksek hız çeliği takımlar, tungsten karbür takımlar ve polikristalin elmas (PCD) takımlar kullanılmaktadır. Bisque durumunda, bir takım tezgahının elde edebileceği MRR, takım ve kalıp çeliklerininkiyle eşleşebilir.
Sinterlenmiş durum açısından en yaygın işleme süreci taşlamadır. Aşındırıcı çarkın yardımıyla makine cilalı bir yüzey kalitesi elde edebilir. Seramiklerin taşlanması da en iyi şekilde, taşlanacak bölgeyi yağlayan sıvı soğutma sıvısı ile yapılır. Sinterlenmiş seramikler için, polimer reçinede farklı konsantrasyonlarda preslenmiş farklı tane boyutuna sahip sentetik veya doğal elmaslı reçine bağlı tekerlekler kullanmak en iyisidir.
Elbette pek çok farklı seramik türü vardır ve hepsinin kendine has özellikleri vardır. Bunlar genel kurallardır ancak bu işlemler değişebilir.
Seramik Çeşitleri
Macor
Macor, Corning Inc tarafından sahip olunan ve üretilen işlenebilir bir cam seramiktir. Havacılık, medikal ve yarı iletken üretiminde bir dizi uygulamaya sahiptir. İşlenebilir cam seramiklerin kullanılması, daha düşük hacimli miktarların üretilmesi gerektiğinde, ancak yüksek fiyatlı takım ücretleri bir seçenek olmadığında, maliyet açısından verimli bir yoldur. Macor’un sürekli kullanım sıcaklığı 800°C’dir ve pik sıcaklığı 1.000°C’dir. Termal genleşmesi çoğu metal ve sızdırmazlık camıyla uyumludur. Macor ayrıca ıslanmaz, sıfır gözeneklilik sergiler ve sünek malzemelerin aksine deforme olmaz. Ayrıca yüksek voltajlarda, çeşitli frekanslarda ve yüksek sıcaklıklarda etkili bir yalıtkandır. Ayrıca vakumlu ortamlarda “gaz çıkışı” yapmaz.
Alümina
Alümina, çok çeşitli uygulamalara yol açan iyi mekanik ve elektriksel özelliklere sahiptir. Alümina, özelliklerini geliştirmek için tasarlanmış katkı maddeleri ile çeşitli saflıklarda üretilebilir. Çok çeşitli seramik işleme yöntemleri kullanılarak oluşturulabilir ve çok çeşitli boyut ve şekiller üretmek için işlenebilir veya şekillendirilebilir. Ayrıca metalleştirme ve sert lehimleme teknikleri kullanılarak metallere veya diğer seramiklere kolaylıkla birleştirilebilir.
Alüminyum nitrür
Alüminyum nitrür, silikon levhaların genleşmesiyle yakından eşleşen alüminadan daha düşük termal genleşme sergiler ve metalize edilebilir, bu da onu yarı iletken uygulamalar için ideal bir malzeme haline getirir.
Alümina silikat (Lav)
Alümina silikat veya Lav, işlenebilir bir seramik malzemedir. Yüksek kullanım sıcaklığına ve mükemmel ısıl/elektrik yalıtım özelliklerine sahiptir.
Bor nitrür
Bor nitrür, standart karbür matkaplar kullanılarak işlenebilir. BN, yüksek elektrik direnci, düşük dielektrik sabiti ve kayıp tanjantı, düşük termal genleşme, kimyasal eylemsizlik ve iyi termal şok direnci sergiler. Bu özellikleriyle BN, vakum bileşenleri, çeşitli elektrik bileşenleri ve nükleer uygulamalar için yararlı bir malzemedir.
Cam (Pyrex, Vycor ve benzeri malzemeler)
Optik yüksek termal şok direnci ve yalıtım özelliklerinin gerekli olduğu birçok uygulamada çeşitli cam türleri kullanılmaktadır.
Grafit
Karbon esaslı bir seramik malzeme olarak grafit, polimer durumuna bağlı olarak çeşitli yoğunluklarda olabilir. Grafit ayrıca mükemmel termal şok ve kimyasal dirence sahiptir ve bu onu kalıplar, fırın tekneleri, kaplama anotları ve lehimleme armatürleri için ideal bir malzeme yapar.
Müllit
Mullite, yüksek sıcaklık stabilitesi, mukavemeti ve sürünme direnci nedeniyle mükemmel bir yapısal malzemedir. Düşük bir dielektrik sabitine ve yüksek elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir. Tipik uygulamalar arasında Fırın Mobilyaları, fırın merkez borusu, ısı değişim parçaları, ısı yalıtım parçaları ve silindirler bulunur. Mullite işlenebilirken, lazere daha uygundur.
Mikalex
Mukavemet ve sıcaklık performansında değişiklik gösteren çeşitli kaliteler arasından seçim yapabileceğiniz Mycalex, karmaşık parçalar halinde üretilebilen mükemmel bir işlenebilir seramik yalıtkan malzemedir. Genellikle endüstriyel ekipmanlarda küçük parçalar için kullanılır.
Kuvars
Üstün termal, kimyasal ve optik özellikleri ile kuvars, aydınlatma ve yarı iletken alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Bunları elmas aletler, taşlama veya su jeti ile yapmak en iyisidir. Aşındırıcı teknikler, herhangi bir kesme tekniğinden çok daha faydalıdır.
Silisyum karbür
Silisyum karbür, yüksek sertliği ve aşınma direnci ile bilinir. Yaygın uygulamalar şunları içerir: pompa contaları, valf bileşenleri ve aşındırıcı parçalar. Bu malzemenin yüksek sertlik değerlerine rağmen, yine de nispeten kırılgandır ve sadece elmas taşlama teknikleri kullanılarak işlenebilir. Tipik olarak, bir Acheson grafit dirençli fırında üretilir ve bir toz besleme stoğu olarak kullanılmadan önce ezilmesi ve öğütülmesi gereken ince bir toz veya bağlı bir kütle olarak oluşturulabilir.
Steatit
Steatitin maliyeti diğer seramik malzemelerle karşılaştırıldığında nispeten düşüktür. Yalıtım ve sıcaklık direncinin önemli olduğu uygulamalarda kullanışlıdır.
Zirkonya
Stabilize zirkonya, alüminanın erime noktasının çok üzerindeki sıcaklıklara kimyasal ve korozyon direnci sunar. Bu karakterler onu diş uygulamaları ve protezler için oldukça iyi bir malzeme yapar. Yüksek sertliği, işlenmesini zorlaştırabilir ancak yüksek kesme hızlarında (670m/dakika’nın üzerinde) işlenmesine yardımcı olur. Zirkonya seramikleri, diğer seramik malzemelere göre büyük miktarda stresi emme yeteneğine sahiptir. Oda sıcaklığında en yüksek mekanik mukavemet ve tokluğu sergiler.
