Jusheng

Você já teve uma peça valiosa de liga de titânio TC4 descartada após dezenas de horas de usinagem precisa devido a problemas de última hora com marcas ou vibração da ferramenta? Isso causará um enorme atraso no prazo do projeto. O problema raramente é causado pelo seu projeto, mas sim pela incapacidade do fornecedor de fresamento escolhido de trabalhar com metais ultradifíceis de usinar.

Com o aumento do uso de metais difíceis de usinar em indústrias de alta tecnologia, como aeroespacial e médica, agora é essencial para o sucesso do seu projeto que você tenha um parceiro de usinagem confiável. Neste livro, apresentamos o conhecimento de engenharia da JS sobre fresamento de metais difíceis de usinar para ajudar você a superar seus desafios.

Resumo da resposta principal

As seguintes questões serão abordadas neste artigo:

Como superar os problemas fundamentais de fresamento de metais difíceis de cortar, a diferença de custo e valor entre a JS e seus concorrentes , o que pode ser concluído a partir dos estudos de caso reais da JS e os motivos pelos quais a JS se tornou o fornecedor de fresamento preferido para fresamento de metais difíceis de usinar.

Por que confiar neste guia?

A JS tem ampla experiência na área de fresamento CNC , sendo capaz de lidar com mais de 100 tipos de materiais, como metais, plásticos de engenharia e resinas de alta temperatura, correspondendo com precisão aos parâmetros do processo e controlando as características do material e os pontos de ajuste de fresamento.

Para componentes estruturais complexos, como peças de paredes finas e cavidades profundas, ao otimizar os caminhos das ferramentas e usar a tecnologia de usinagem de 5 eixos , o problema de deformação é superado e a tolerância é estável até ± 0,005 mm.

Também dominamos processos avançados de tratamento de superfície, como jateamento de areia, revestimento, anodização, etc., dotando as peças de excelente aparência e desempenho especial, atendendo totalmente aos requisitos de fabricação de precisão.

Este manual se baseia na vasta experiência de JS em fresamento de metais difíceis de usinar. De acordo com muitos experimentos e testes em campo, nossos especialistas técnicos integraram experiência valiosa em processos de fresamento, controle de parâmetros e ferramentas de metais difíceis de usinar.

Este guia é uma referência valiosa para ajudá-lo a superar os desafios da usinagem.

A JS tem vasta experiência em fresamento de metais difíceis de usinar, e este guia é uma sólida experiência prática. Como um fornecedor especializado em fresamento, garantimos a qualidade de nossos serviços personalizados de fabricação de fresamento CNC e somos dignos de sua confiança.

Questões centrais da fresagem de metais duros e soluções de engenharia da JS

A usinagem de metais duros (por exemplo, ligas de titânio, superligas de níquel e aços de alta resistência) é uma área tecnologicamente desafiadora na usinagem. Esses materiais duros, resistentes, de alta resistência e baixa condutividade térmica são particularmente difíceis de fresar.

Depois de anos atuando como uma empresa profissional de fabricação de fresamento CNC personalizado, a JS aplicou suas soluções de engenharia para resolver esses problemas.

Desafio 1: Taxas de sucata assustadoras — como obtê-las repetidamente <5%

A causa da alta taxa de refugo na fresagem de metais difíceis de fresar é a interação mútua entre as propriedades mecânicas do material e a operação de fresagem. As ligas de titânio apresentam resistência à tração acima de 1000 MPa e força de fresagem 30% a 50% maior que a do aço comum.

Além disso, sua condutividade térmica é de 1/5-1/10 do aço nº 45. O calor de corte eleva a temperatura da ferramenta para 800-1000°C e acelera o desgaste e a falha.

Estatísticas do setor mostram que, para empresas que usinam inicialmente metais difíceis de usinar, as taxas de refugo costumam ser superiores a 20%, chegando a ultrapassar 50% em peças sofisticadas. As medidas técnicas adotadas pela JS Company para garantir um nível uniforme de refugo inferior a 5% são:

1. Verificação do pré-tratamento da matéria-prima:

As matérias-primas são rigorosamente verificadas por meio do uso de espectrômetros e testadores de dureza. A velocidade de corte é regulada dependendo das variações de dureza entre lotes de ligas de titânio, com um desvio máximo de 5%.

2. Otimização do sistema de ferramentas:

Ferramentas de carboneto de alta granulação fina (3-5 μm) com revestimento de AlTiN são usadas para melhorar a resistência ao desgaste em mais de 40%. Ângulos de inclinação específicos da ferramenta (-5° a 10°) e ângulos de alívio (5° a 12°) reduzem a resistência ao corte e o calor.

3. Controle de parâmetros de usinagem adaptável:

O sistema CNC inteligente mantém a força de corte e o torque sob monitoramento em tempo real. Sempre que a taxa excede 10%, ele diminui a taxa de avanço em 15%-20% e a profundidade de corte em 10%-15% automaticamente.

4. Inspeção de qualidade do processo completo:

Pontos de medição tridimensionais são localizados em cada etapa da usinagem, usando ferramentas com precisão de 0,001 mm para garantir que os erros de dimensão do processo não excedam 50% da tolerância do projeto.

Desafio 2: Especificações de superfície rigorosas — Ligas de titânio podem obter um acabamento espelhado Ra0,2?

Obter um acabamento espelhado Ra0,2 em ligas de titânio é parte do que torna isso desafiador. Sua reatividade química facilmente fará com que crie uma camada de óxido durante a fresagem, o que aumenta o atrito. Sua plasticidade facilmente fará com que crie arestas postiças, o que leva à perda da integridade da superfície. Além disso, até mesmo pequenas vibrações do equipamento (amplitude > 0,001 mm) afetarão o acabamento espelhado.

As tecnologias básicas da JS Company para atingir uma superfície de espelho Ra0,2 em ligas de titânio são as seguintes:

1. Máquinas-ferramentas de ultraprecisão: velocidade do fuso de 20.000 rpm, desvio radial e axial ≤ 0,0005 mm e precisão de posicionamento da guia de 0,001 mm/300 mm.

2. Fluido de corte ultraespecial: Fluido de corte diluído em água com aditivos de extrema pressão na concentração de 8%-10%, pressão de injeção de 0,8-1,2 MPa, vazão de 20-30 L/min e temperatura de corte sob condições controladas inferior a 300°C.

3. Plano de processo de corte em várias etapas: 'Desbaste-Semi-acabamento-Acabamento-Super-acabamento'. O superacabamento usa pequena profundidade de corte (0,05-0,1 mm) e alta taxa de avanço (1000-1500 mm/min) com interpolação circular.

4. Polimento espelhado: polimento mecânico com pasta de diamante (grão W0,5) sob pressão de 0,1-0,2 MPa e velocidade de 1500-2000 rpm, e micro-remoções (0,005-0,01 mm) são removidas para eliminação de falhas superficiais.

Desafio 3: Problemas desafiadores - Quais outros problemas "invisíveis" existem?

Metais difíceis de usinar são cortados com problemas "ocultos" facilmente ignorados, que afetam a qualidade do processamento e a produtividade.

1. A usinagem de tensão residual causa distorção na peça (0,1-0,5 mm/m), o que é inaceitável em peças de paredes finas e componentes complexos. O JS usa simulação de elementos finitos de distribuição de tensão preditiva e tratamentos com envelhecimento em baixa temperatura (120-150 °C, 2-4 horas) para descarregar mais de 60% da tensão residual.

2. A vibração da ferramenta (frequência de 500-2000 Hz, amplitude de 0,001-0,01 mm) pode produzir marcas na superfície devido à vibração. O JS tem um sensor de vibração para monitoramento (frequência de amostragem de 10 kHz) para analisar a frequência de vibração e controlar a velocidade do fuso ou trocar as ferramentas de alta rigidez para que a diferença de frequência seja maior que 20% para eliminar a vibração.

3. A anisotropia do material (por exemplo, ligas de titânio forjadas) leva a diferenças nas propriedades mecânicas em diferentes direções (diferenças no módulo de elasticidade de 5% a 10%), levando a uma rugosidade superficial não uniforme (diferenças em Ra de 0,4 e acima).

O JS mede o grau de anisotropia por meio de testes e reduz a taxa de avanço em 10%-15% onde a anisotropia direcional é muito alta, em uma tentativa de obter qualidade de usinagem uniforme.

A JS aborda as principais questões de fresamento de metais duros, incluindo taxas de refugo e requisitos de acabamento de superfície. É simples fazer o pedido: diga-nos o que você precisa on-line e nós criaremos um plano e fabricaremos profissionalmente peças de fresamento CNC de precisão. Teremos prazer em ajudar.

Comparação entre 'Custo Real' e 'Valor do Projeto'

O custo e o valor do projeto estão entre os fatores que as empresas utilizam para selecionar seus fornecedores de fresamento CNC. Nesse caso, comparamos a JS com outras (xometry, protolabs e rapiddirect) comparando diferenças em "custo real" e "valor do projeto" em cotações, taxas de processamento e outros fatores.

JS vs. Outros concorrentes de tamanho semelhante

Comparação de 'Citações': Custos Explícitos vs. Implícitos

Os custos explícitos são listados de forma muito clara na cotação, por exemplo, custo do material, taxa de processamento e frete. Os custos implícitos são os custos que ocorrem na usinagem e não na cotação, por exemplo, custo de retrabalho, custo de sucata e perda por conta de entrega atrasada.

A cotação da JS envolve custos explícitos relativamente altos e custos implícitos baixos porque oferece produtos de boa qualidade, tem baixa porcentagem de retrabalho, acarreta baixa despesa de retrabalho e entrega no prazo.

Alguns dos rivais, embora possam desfrutar de vantagens de custo aparente, sofrem com custos implícitos devido à baixa qualidade do processamento, altos níveis de geração de sucata e altos níveis de retrabalho.

Comparação de 'Custos de Processamento': Custo Unitário versus Custo Total de Propriedade (TCO)

O custo unitário refere-se ao custo de processamento de uma unidade de uma peça, enquanto o custo total de propriedade (TCO) inclui todos os custos ao longo do ciclo de vida de uma peça, desde o design, processamento, uso até o descarte.

Os preços unitários da JS podem ser mais altos do que os de alguns de seus concorrentes, mas seu custo de propriedade é menor, pois suas peças são de maior qualidade e duram mais, reduzindo a necessidade de substituição e manutenção. Seus concorrentes, com preços unitários mais baixos, no entanto, têm peças de menor qualidade e durabilidade e, portanto, um custo total de propriedade mais alto.

Como a capacidade de engenharia se traduz diretamente em vantagem de custo?

A superioridade tecnológica da JS é de fato transformada em competitividade de custos. Para começar, a JS pode melhorar a eficiência da usinagem e reduzir o tempo de usinagem por meio da otimização do processo de usinagem e do projeto de ferramentas e da subsequente redução do custo de usinagem.

Em segundo lugar, a JS pode resolver problemas complexos de usinagem, reduzir taxas de refugo e retrabalho e reduzir custos ocultos. Em terceiro lugar, as soluções personalizadas da JS são capazes de satisfazer os requisitos especiais dos clientes, criar valor para os produtos e, finalmente, alcançar a competitividade no mercado.

Custos implícitos e explícitos são incorporados ao nosso preço de fresamento CNC . Você pode fazer um detalhamento na Internet antes de fazer o pedido para que possa ter o custo de propriedade em mente. Permitiremos que você tenha vantagens de custo e engenharia ao trabalhar conosco.

Estudo de caso: Fresamento de um suporte de espelho de scanner de titânio de uma peça para uma empresa de lidar

Histórico do cliente

O cliente precisava de um suporte de titânio com alta proporção de aspecto. Eles tentaram trabalhar com dois fornecedores no passado, mas a taxa de rendimento foi de 0%. Isso se deveu principalmente à complexidade da estrutura do suporte, à dificuldade de usinagem e às altas exigências de precisão e qualidade de superfície.

Problemas: As nervuras finas eram propensas à fratura por vibração, muita distorção térmica e baixa rugosidade da superfície do conjunto. Todos esses problemas faziam com que a peça ficasse abaixo dos padrões do cliente.

Intervenção de Engenharia JS

1. Design para Manufatura (DFM):

Por meio de digitalização 3D e simulação de elementos finitos, os defeitos no projeto original foram determinados como sendo os seguintes:

①A transição em ângulo reto das costelas finas era propensa à fratura na frequência de ressonância de 120 Hz.

②Houve interferência da ferramenta devido à falta de rebaixo no fundo da cavidade profunda.

③Não havia tolerância de usinagem da superfície de montagem e não era possível compensar a deformação térmica.

A solução de otimização prevista e sugerida foram nervuras trapezoidais (superior 1,5 mm, inferior 2 mm), margem de usinagem adicional de 0,5 mm e introdução de um rebaixo de R0,8 mm próximo à base do alojamento profundo, o que foi mais do que aceitável para o cliente.

2. Solução personalizada:

• Sistema de fixação:

Foi empregado um grampo hidráulico autoajustável de três pontos com uma pressão de fixação variável de 5-8 MPa. A frequência de vibração da usinagem foi reduzida de 120 Hz para menos de 45 Hz por uma unidade de amortecimento hidráulico para evitar a faixa de frequência de ressonância do material. Almofadas de PTFE de grau Shore A 90 foram usadas entre as interfaces para evitar marcas de arranhões na superfície da liga de titânio e também para 30% de absorção de energia vibracional.

• Ferramentas e métodos de corte:

Desbaste: Foi utilizada uma fresa de carboneto ultrafino de 16 mm com revestimento de AlTiN de 4 μm. Condições de corte : 80 m/min, avanço de 0,1 mm/r, resfriamento por névoa de óleo e tamanho de gota de 5 μm, temperatura controlada a ≤ 250 °C e remoção de 70% do material por remoção em alta velocidade.

Semiacabamento: O semiacabamento foi realizado com uma fresa de cerâmica de 10 mm de maneira a permitir o melhor uso de sua resistência térmica para atingir a deformação térmica mínima. A velocidade de corte foi aumentada para 120 m/min, com margem de acabamento de 0,3 mm.

Acabamento: O acabamento foi realizado com uma fresa PCD de 6 mm com grão de diamante de 3 μm a 150 m/min. A interpolação circular foi aplicada de acordo com a especificação de rugosidade da superfície necessária.

• Controle de Processo:

O tratamento de envelhecimento a vácuo (300°C, 3 horas, vácuo 10⁻³Pa) foi realizado após usinagem grosseira para reduzir 60% do estresse residual.

O envelhecimento natural foi realizado três vezes (24 horas de cada vez, temperatura ambiente de 23±2°C) durante o semiacabamento . A deformação foi verificada após cada intervalo de envelhecimento para confirmar ≤0,05 mm.

Usinagem fina : Foi utilizada medição on-line de três coordenadas (precisão de 0,0005 mm), leituras de 5 minutos e taxa de avanço em tempo real reguladas para ± 0,001 mm para garantir uma tolerância estável de ± 0,005 mm.

Valor e Conquistas

Por fim, a taxa de rendimento do componente foi aumentada de 0 para mais de 95% . A planura da superfície de montagem principal foi de 2,8 μm, de acordo com a medição, a rugosidade da superfície foi de Ra0,28 e a deformação térmica foi controlada abaixo de 0,03 mm/m (abaixo da exigência do cliente de 0,05 mm/m).

O período de entrega foi reduzido dos 45 dias estimados originalmente para 28 dias , economizando ao cliente US$ 280.000 em taxas de produção de teste e permitindo que seu produto LiDAR adquirisse a certificação de nível automotivo dentro do prazo.

O suporte do radar a laser comprova a força da JS. Se você precisa de peças de fresamento CNC , entre em contato conosco. Com nossas soluções personalizadas, você poderá quebrar barreiras de usinagem e alcançar o sucesso do projeto.

Por que a JS Milling Supplier é sua melhor escolha?

Entre vários fornecedores de fresamento CNC, sua melhor escolha é a JS com base nos seguintes motivos:

Excelente capacidade de engenharia e ampla experiência

A JS é capaz de resolver uma variedade de problemas associados à fresagem de metais duros, como altas taxas de refugo e acabamentos quase superficiais. Os serviços de fabricação de fresamento CNC personalizados realizados internamente pela JS oferecem soluções personalizadas para atender às especificações específicas do cliente.

Controle de qualidade de produtos de alta qualidade

Os produtos de alta qualidade da JS são de alta qualidade, e um sistema de controle de qualidade extremamente rigoroso garante a precisão das peças e o acabamento da superfície. Além disso, os serviços de fresamento CNC on-line da JS são convenientes, eficientes e rápidos para cotar e entregar.

Custo-efetividade competitivo

Do ponto de vista de custo, o preço da fresagem CNC da JS pode ser relativamente mais alto, mas sua alta qualidade de produto, baixa taxa de refugo e baixo custo de propriedade permitem que os clientes obtenham um melhor valor de engenharia.

A JS é o seu fornecedor de fresamento com serviços personalizados de fabricação de fresamento CNC, feitos sob medida para atender às suas necessidades. É simples fazer o pedido: informe-nos sobre o que você precisa, defina seu projeto e começaremos a produzir. Todo o processo é rápido e confiável. Venha nos escolher.

Perguntas frequentes

P1: Como você garante uma 'taxa de sucata abaixo de 5%'? O que você faz se isso for ultrapassado?

Isto não é um slogan, é uma declaração da fé da JS em suas capacidades de controle de engenharia. Se, por nossa culpa, excedermos essa taxa, reembolsaremos todas as despesas com materiais e mão de obra e enviaremos imediatamente nossa melhor equipe de engenharia para visitar e aprimorar o processo.

Q2: Quais são as principais considerações ao escolher o fluido de corte para fresamento de metais difíceis de usinar, como ligas de titânio e ligas de alta temperatura à base de níquel?

Deve-se priorizar a seleção de tipos que contenham aditivos de extrema pressão, com concentrações controladas entre 8% e 10%. Ao mesmo tempo, deve-se garantir pressão e vazão de injeção suficientes para evitar a oxidação do material ou o desgaste rápido da ferramenta.

Q3: Se o cliente ajustar temporariamente os requisitos de precisão das peças durante o processamento, a JS pode responder prontamente e ajustar o plano?

Claro. A equipe técnica avaliará imediatamente a viabilidade dos ajustes, otimizará os parâmetros de usinagem, as configurações das ferramentas e os padrões de teste, minimizando o impacto no ciclo de entrega e garantindo a qualidade.

Resumo

Se você encontrar metais desafiadores e difíceis de fresar, a JS é certamente a sua melhor escolha. Como fornecedora experiente de fresamento CNC, a JS possui maior capacidade de engenharia, vasta experiência e serviços de alta qualidade na fabricação de fresamento CNC personalizado.

A JS lidera o setor na solução dos principais problemas de metais difíceis de fresar e fornece valor de engenharia com boa relação custo-benefício. Nossos serviços de fresamento CNC on-line oferecem conveniência fácil e em tempo real, peças de fresamento CNC de qualidade garantida e preços acessíveis . Selecione a JS Precision Manufacturing para suas necessidades de fresamento de metais difíceis de fresar.