Usinage CNC en céramique :une autre option pour une solution de fabrication sur mesure

Il peut parfois être assez fastidieux de choisir le meilleur matériau pour votre processus de fabrication. En raison des propriétés spécifiques que possèdent les céramiques, elles pourraient être exactement les matériaux dont vous avez besoin. Les potiers utilisent largement la céramique pour fabriquer des briques, de la poterie, des couteaux et même des horloges, entre autres. Bien que les potiers fabriquaient de la céramique à l'aide d'un four, les fabricants vont encore plus loin pour moderniser le processus d'usinage CNC de la céramique en adoptant la méthode d'usinage, qui vous offre de meilleurs designs et une finition lisse.

En raison de leurs différentes formes et conceptions, l'usinage de pièces en céramique peut être un peu difficile. Cependant, vous pouvez gérer efficacement les défis en comprenant les processus d'usinage et le type de céramique à concevoir. Ainsi, ici, vous apprendrez les différentes applications de la céramique, leurs caractéristiques et leur procédé d'usinage, entre autres. Maintenant, commençons.

Application de pièces en céramique

Les machinistes ont utilisé l'usinage céramique CNC pour fournir de nombreux produits dans différentes industries avec un grand succès. C'est la durabilité et les excellentes propriétés de dureté. Des exemples de certaines industries de l'usinage céramique CNC ont de l'importance :

1. Applications médicales

Les machinistes ont utilisé ce processus de fabrication pour fabriquer de nombreux produits tels que la biocéramique. Les professionnels de la santé peuvent utiliser ces types spéciaux de céramiques comme implants dans le corps sans qu'aucun type de réaction indésirable ne se produise. Les professionnels de la santé les utilisent également dans les applications dentaires. Les machinistes fabriquent des implants dentaires à l'aide de céramiques telles que la zircone. Ces implants dentaires ont une durée de vie assez longue grâce à leur grande résistance à l'usure.

2. Applications industrielles

L'usinage CNC de la céramique a également connu du succès dans les domaines où les machinistes doivent fabriquer des pièces industrielles complexes et de haute précision. Les pièces en céramique ont également une résistance élevée à l'usure, ce qui en fait une cible facile pour les pièces destinées à durer un certain temps.

3. Applications électroniques

Les machinistes utilisent également l'usinage CNC en céramique pour différentes pièces électriques qui nécessitent un haut niveau de complexité et de résistance à l'usure. En raison de ses propriétés d'isolation électrique, il en fait même un meilleur candidat pour prévenir les risques électriques.

Caractéristiques de la céramique

Comme tous les autres matériaux, la céramique possède également des caractéristiques incroyables qui les distinguent. Nous allons nous étendre sur certains des avantages et des inconvénients que la céramique possède en raison de ses caractéristiques. Ils incluent :

Avantages de la céramique

1. Isolateur électrique :les céramiques sont d'excellents isolants électriques, et pour cette raison, elles ont trouvé leur utilité dans l'isolation des fils et des composants critiques. Ils offrent une meilleure isolation électrique que la plupart des autres matériaux isolants utilisés.
2. Isolation Thermique :la céramique peut supporter une température très élevée.
3. Durabilité :la céramique ne s'abîme pas facilement. Ils sont durables et résistants. Ils peuvent résister à des cycles thermiques et à des frottements répétés et extrêmes. C'est pourquoi ils conviennent aux pièces de machines qui nécessitent des frottements.
4. Chimiquement inerte :ils sont chimiquement inertes; ainsi, ils sont résistants à la corrosion. Étant donné que la céramique ne réagit pas aux autres produits chimiques, elle protège les instruments sensibles de la contamination.
5. Excellentes dureté et résistance :La céramique est connue pour sa dureté et sa résistance incroyables. Ils ont un excellent rapport résistance/densité par rapport à la plupart des alliages techniques modernes.
6. Abordable :La céramique est moins chère que plusieurs autres matériaux selon l'application. Par exemple, l'installation de carreaux de céramique coûte moins cher que la moquette ou le parquet.
7. Couleur :La céramique conserve la couleur plus longtemps que d'autres matériaux comme le ciment et la pierre. Si vous peignez un matériau céramique, la couleur collera aux surfaces et restera non lavée pendant des années. C'est pourquoi beaucoup préfèrent l'utiliser pour les décorations intérieures comme les murs et les sols afin de conserver une coloration lumineuse pendant des années.
8. Facile à nettoyer :La céramique ne retient pas les résidus et les odeurs des aliments, des boissons et des produits chimiques. Ils sont résistants aux taches et très faciles à nettoyer. Ainsi, ce sont de bonnes options pour les revêtements de sol de salle de bain, de cuisine, d'hôpitaux et de maisons de retraite.

Inconvénients de la céramique

1. Faible résistance au cisaillement et à la traction :La résistance de la céramique est inférieure à celle des métaux. Ainsi, dans les endroits où une résistance élevée à la traction est requise, les métaux sont généralement préférés.
2. Haute fragilité :Les céramiques sont cassantes et ont une très faible ductilité par rapport aux métaux. La faible ductilité des céramiques est due à leurs liaisons covalentes et ioniques, qui sont des liaisons très fortes qui ne se lient que dans une direction spécifique. Par conséquent, la céramique peut se fissurer lorsqu'elle est frappée par des objets lourds, ce qui peut entraîner des dommages permanents.
3. Il est difficile de contrôler les tolérances dimensionnelles de la céramique pendant le traitement.

Matériaux céramiques techniques

Les matériaux céramiques techniques sont utilisés dans la fabrication des produits pour rendre le produit plus léger, plus durable, plus efficace, réduire les intervalles de maintenance et réduire les coûts d'exploitation du produit. Les machinistes utilisent ces matériaux en remplacement des métaux, des matériaux réfractaires et des polymères. Ils le doivent à leur capacité à résister à une température élevée, à une super dureté et à une excellente isolation électrique.

Voici quelques-uns des matériaux céramiques techniques utilisés pour l'usinage cnc céramique :

1. Shapal Hi-M Soft (nitrure d'aluminium usinable) :ce type hybride de céramique en nitrure d'aluminium (AlN) est connu pour offrir une conductivité thermique et une résistance mécanique élevées.

2. Nitrure de bore (BN) :contrairement à d'autres matériaux céramiques traditionnels, le BN est un matériau céramique synthétique avancé avec une conductivité thermique très élevée. Ce matériau se présente sous forme solide et en poudre.
3. CeramaSil-N (nitrure de silicium) :c'est l'un des matériaux céramiques techniques les plus polyvalents. Il se distingue par sa combinaison de propriétés thermiques, mécaniques et électriques.

4. Zircone :la zircone se distingue des céramiques traditionnelles, qui sont dures et cassantes. Il offre une grande flexibilité, une grande résistance et une résistance à l'usure.

5. DuraWear (composite de carbure de bore et de carbure de silicium) :ce matériau d'usinage céramique est également connu sous le nom de diamant noir pour sa couleur noire et sa superbe dureté. Les machinistes le classent derrière le diamant et le nitrure de bore cubique comme le troisième matériau le plus dur. Par conséquent, c'est un matériau important utilisé pour de nombreuses applications hautes performances où une dureté supplémentaire est requise.

Conception et usinage de céramiques

Il existe des propriétés intrinsèques spécifiques de la céramique dont vous devez tenir compte lors de la conception d'un produit. N'oubliez pas que la céramique est très fragile; par conséquent, ils peuvent se casser facilement. Il est donc crucial d'éviter que le stress ne se concentre sur un point particulier. Les conseils suivants vous aideront dans votre usinage céramique CNC :

1. Convertir la contrainte de traction en contrainte de compression :cela donnera au matériau la capacité d'absorber plus de contraintes sans se casser.
2. Évitez les bords longs et pointus.
3. Utilisez une conception modulaire.

4. Utilisez des motifs ronds au lieu de motifs ovales.
5. Au lieu d'utiliser des coins internes pointus, utilisez un rayon de coin ou des poches de coin.
6. Assurez-vous que les distances entre les trous ne sont pas trop proches.

7. Évitez les changements de section soudains.
8. Au lieu d'utiliser des conceptions et des formes de mur compliquées, utilisez des formes simples.
9. Utilisez des intérieurs arrondis et des percées au lieu d'angles et d'arêtes vives.

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Conclusion

L'utilisation de la céramique s'étend à diverses industries en raison de sa durabilité, de sa dureté et de sa résistance, et de sa non-réactivité chimique, entre autres caractéristiques. Les fabricants les utilisent dans les industries biomédicales, aérospatiales et électroniques. Cependant, aussi bonnes que soient les céramiques, comme tous les autres matériaux, elles ont aussi leurs inconvénients tels qu'une grande fragilité, un faible cisaillement et une résistance à la traction. Néanmoins, vous pouvez contrôler cela si vous suivez les bonnes étapes et les bons conseils lors du processus d'usinage CNC de la céramique.

FAQ

Q :Comment est fabriquée la céramique ?

A :Les fabricants fabriquent des céramiques avec un mélange d'argile, de poudres, d'éléments en terre et d'eau. Ils façonnent le mélange aux formes désirées. Une fois que la céramique a pris sa forme, les potiers l'exposent à un four à haute température appelé four pour sécher. Ils le recouvrent ensuite de motifs décoratifs appropriés.

Q :Pourquoi la céramique est-elle cassante ?

A :Les céramiques sont cassantes à cause de leurs liaisons chimiques. Les atomes de la céramique sont chimiquement liés entre eux par des liaisons ioniques et covalentes, qui sont des liaisons stables qui ne se lient que dans une direction particulière.