中国における高精度セラミックス加工サービス

セラミックとは？

セラミックスは、金属または非金属化合物で構成された無機の非金属固体であり、柔らかいときに成形され、高温で加熱することによって硬化します。 セラミック材料は、主に酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物です。 セラミックスは一般的に硬度が高く、可塑性に劣ります。 食器や装飾品としての使用に加えて、陶磁器は産業や技術の発展にも重要な役割を果たしています。

セラミックス

セラミック加工とは？

セラミック加工は、セラミックブランクを図面に合わせて加工する作業です。 セラミック加工は、特別な加工ツールと加工技術を必要とするセラミック加工法の特殊なケースです。 通常の機械工場には、セラミックを機械加工する能力はありません。

セラミック加工には、主に旋削、研削、穴あけ、研削、研磨が含まれます。

1. セラミック旋削では、通常、ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素工具を使用します。 セラミック材料は硬度が高く脆いため、旋削加工では精度要件を確保することが難しく、加工効率に影響を与えるため、旋削加工は広く使用されておらず、基本的には研究段階にあります。

2. セラミックスの研削は、最も広く使用されている加工方法の 1 つです。 ダイヤモンド砥石や砥石とワークとの摩擦力を利用して、塑性変形や脆性破壊などにより材料を除去します。 セラミックス材料を研削する場合、加工時の力の偏りによりクラックが入りやすいです。

3.セラミックスの穴あけプロセスでは、直径の小さいダイヤモンド砥石を特別なドリルビットとして使用し、ドリルビットの端にある研磨粒子のマイクロカット効果を使用して、破壊の目的を達成しますそして材料の除去。

4.工業生産の一部の分野では、研削だけではセラミック部品の表面仕上げ要件を満たすことができず、通常は研削と研磨が使用されます。 セラミックス材料は靭性が低く脆性が高く、表面クラックにより強度が低下しやすい。 したがって、研削は、一定の粗さと高い形状精度を達成するだけでなく、ワークピースの強度を向上させることにもなります。 研磨は、柔らかい研磨剤と粒子の細かい研磨剤を使用して、低圧でワークピースに作用する精密なプロセスです。

セラミックス加工

セラミック加工用材料

セラミックスは一般に、その化学的性質によって、アルミナ (Al2O3) やジルコニア (ZrO2) などの金属酸化物と、炭化物、窒化物、ホウ化物などの非酸化物に分類されます。 製品の軽量化、耐久性、効率化を実現するための処理にセラミック材料が使用され、メンテナンス間隔が短縮され、製品の運用コストが削減されます。 これは、高温に耐える能力、超硬特性、優れた電気絶縁性によるものです。

セラミック加工に使用される一般的なセラミック材料を次に示します：

1. 機械加工可能な窒化アルミニウム: このハイブリッド タイプの窒化アルミニウム (AlN) セラミックは、高い熱伝導率と機械的強度を提供することで知られています。

機械加工可能な窒化アルミニウム

2. 窒化ホウ素 (BN): 他の従来のセラミック材料とは異なり、BN は非常に高い熱伝導率を持つ高度な合成セラミック材料です。 この材料は、固体および粉末の形で入手できます。

窒化ホウ素

3. 窒化ケイ素：これは、すべてのセラミック材料の中で最も汎用性があります。 熱特性、機械特性、電気特性の優れた組み合わせを備えています。

窒化ケイ素

4. ジルコニア。 ジルコニアは、硬くてもろい従来のセラミックとは一線を画しています。 高弾性、高強度、耐摩耗性を備えています。

ジルコニア

5.炭化ホウ素と炭化ケイ素の複合材料：このセラミック加工材料は、その黒色と優れた硬度からブラックダイヤモンドと呼ばれています。 そのため、追加の剛性を必要とする多くの高性能アプリケーションにとって重要な材料です。

炭化ホウ素

セラミック加工のメリットとデメリット

メリット：

1. 高硬度、高強度、低密度。 それらは、ほとんどの合金と比較して、非常に高い強度対密度比を持っています。

2. 優れた断熱性。 セラミックスは優れた電気絶縁体であるため、重要なワイヤやアセンブリを絶縁するために使用されてきました。

3. 高い耐火性と熱安定性。セラミックスは非常に高温に耐えることができます。

4. 良好なトライボロジー特性。 セラミックは耐久性があり、簡単に損傷することはありません。 繰り返される極端な摩擦に耐えることができます。

5. 耐食性に優れています。 セラミックは化学的に不活性であるため、腐食に強く、敏感な器具を汚染から保護します。

デメリット：

1. 低せん断強度と引張強度。 セラミックスの強度は金属の強度よりも低いです。 したがって、高い引張強度が必要な場合は、多くの場合、金属が好まれます。

2. 高脆性。 セラミックスは脆く、延性が非常に低いです。 その結果、セラミックは重い物が当たると割れ、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。

3. セラミック加工時の寸法公差の管理が難しい。

セラミックス加工の応用

その耐久性、硬度と強度、および化学反応性により、セラミックスの使用は、生物医学、航空宇宙、エレクトロニクスなどの業界全体に拡大しています。

1. 医療用アプリケーション

技術者はセラミック加工を使用して、バイオセラミックなどの多くの製品を製造してきました。 これらの特別な種類のセラミックは、体内にインプラントとして使用され、何の悪影響もありません。

2. 産業用アプリケーション

セラミック CNC 機械加工は、機械工が複雑で高精度の工業部品を製造する必要がある分野でも成功しています。 セラミック製の部品は耐摩耗性にも優れているため、長期間使用できるように設計された部品のターゲットになりやすいです。

3. 電子アプリケーション

また、機械工はセラミック CNC を使用して、高度な複雑さと耐摩耗性を必要とするさまざまな電気部品を加工しています。 その電気絶縁特性により、電気的危険に対する保護にも適しています。