У савременој прецизној производњи, индустрије као што су ваздухопловство, медицински уређаји и електроника захтевају све-већи квалитет површине и тачност компоненти. Међутим, традиционалне технике полирања често не успевају када се ради о сложеним структурама као што су унутрашњи канали протока, закривљене површине слободног облика, унакрсно-избушене рупе и ситне слепе рупе, због ограничења у геометрији алата. Технологија магнетне завршне обраде, која користи магнетно поље за покретање магнетних абразива у релативном кретању са радним предметом, нуди ефикасно, прецизно и еколошки прихватљиво решење за полирање сложених делова. Ова технологија води индустрију прецизне производње ка већој прецизности, већој ефикасности и зеленијим процесима. Хајде да ближе погледамо ову технологију.
Принцип магнетне завршне обраде
Технологија магнетне завршне обраде користи силе магнетног поља за покретање магнетних абразива, формирајући динамички слој за брушење који врши микро-сечење, преклапање и полирање на површини радног предмета. Конкретно, радни предмет и магнетни абразиви се постављају у магнетно поље. Магнетни абразиви постају магнетизовани и поравнавају се уредно дуж линија магнетног поља, формирајући структуру сличну „магнетној четкици“. Затим, ротирањем или осциловањем генератора магнетног поља, ствара се наизменично магнетно поље, што узрокује да се магнетни абразиви ротирају, скачу и преврћу великом брзином унутар контејнера. Пошто не постоји чврста веза између абразива и радног предмета, абразиви могу да продру у сложене мртве углове као што су унутрашње рупе, навоји и жлебови, стварајући сложено релативно кретање са површином радног предмета-укључујући удар, гребање и трење. Ово механичко сечење и рибање уклања ситне површинске избочине, неравнине и слојеве оксида док истовремено чисти површину.
Припрема магнетних абразивних честица
Магнетни абразиви су композитни материјали који се углавном састоје од магнетне фазе, абразивне фазе и мале количине адитива. Магнетна фаза, типично направљена од магнетно проводљивих материјала као што је редуковано гвожђе у праху или прах карбонилног гвожђа, одговорна је за магнетизовање поља и за пренос силе магнетног држања. Абразивна фаза-обично алуминијум оксид, силицијум карбид, дијамант, итд. – директно врши брушење, преклапање и полирање и може се изабрати на основу материјала који се полира.
Да би се обезбедило да магнетни абразиви формирају стабилну и уједначену четкицу за млевење у магнетном пољу и постигле -квалитетне завршне обраде површине, честице морају да имају добру дисперзибилност и отпорност на хабање. Ово намеће строге захтеве за припрему магнетних абразива. Уобичајене методе припреме обухватају синтеровање, везивање, атомизацију и брзо очвршћавање, хемијску копреципитацију и само{3}}синтезу на високим температурама (СХС) која се само шири.
01 Метода синтеровања
Феромагнетни прах (нпр. гвожђе или прах легуре гвожђа) и абразивни прах (нпр. алуминијум оксид, силицијум карбид, кубни бор нитрид) се мешају у пропорцијама и синтерују на високој температури (укључујући топло{4}}синтеровање, ласерско синтеровање, синтеровање у електричној пећи), синтеровање у електричној пећи, итд. честице. Ова метода производи абразиве високе густине, јаке везе између тврде фазе и матрице, бољу отпорност на ударце и дужи век трајања од везаних абразива. Међутим, процес је релативно сложен и скуп.
02 Метода лепљења
Феромагнетни прах, тврди абразивни прах и лепак од полимерне смоле се мешају, очвршћавају, дробе и просеју да би се добила жељена величина честица. Овај процес је релативно једноставан, захтева мала улагања у опрему и има ниске трошкове производње. Лепак такође даје одређену жилавост и способност-самооштрења. Међутим, лепак може да омекша или чак да се распадне на високим температурама, а тврда фаза може да се одвоји током поновљеног сечења великом брзином. Овај метод је најпогоднији за завршну обраду ниске{6}}до-средње чврстоће.
03 Атомизација и метода брзог очвршћавања
Растопљена феромагнетна легура или композитни раствор се брзо хлади и учвршћује коришћењем гасне или течне атомизације да би се формирали сферни магнетни абразиви. Овај метод производи абразиве правилног облика, уједначену дистрибуцију величине честица и добре завршне перформансе, али захтева врхунску-опрему и скуп је.
04 Само-Самопропагирајућа-синтеза на високим температурама (СХС)
Феромагнетни прах и тврди абразивни прах се мешају, пресују у компакт и запаљују локално користећи спољну енергију (нпр. електрична варница). Егзотермна хемијска реакција се затим шири кроз компакт у таласу сагоревања, брзо синтетизујући магнетни абразив. У поређењу са синтеровањем, овај метод не захтева спољно непрекидно загревање, значајно смањује потрошњу енергије и има брзу брзину реакције, што га чини погодним за-производњу великих размера. Међутим, процес је тешко контролисати због његове насилне, високе-температуре и брзе природе.
Типичне примене и предности обраде
Како технологија магнетне завршне обраде сазрева и перформансе магнетног абразива се побољшавају, она је широко прихваћена у ваздухопловству, медицинским уређајима, електроници, хардверским производима и другим врхунским{0}}областима производње. Показује незаменљиве предности, посебно у прецизној завршној обради сложених структурних делова.
01 Ваздухопловство
Компоненте као што су лопатице мотора, турбински дискови, ваздушни лежајеви и млазнице за гориво су често сложени делови слободног облика или имају унутрашње пролазе за проток и захтевају изузетно високу површинску тачност и отпорност на хабање. Магнетна завршна обрада користи флексибилну прилагодљивост магнетних абразива да би досегла скривене делове делова, постижући полирање слепе стране уз избегавање крутих оштећења од удара. Ово побољшава век трајања и оперативну поузданост компоненти.
02 Медицински уређаји
Површинска храпавост сићушних, сложених структура-као што су хируршки инструменти, вештачки зглобови, кардиоваскуларни стентови и медицинске игле-утиче не само на биокомпатибилност и ћелијску адхезију, већ може постати и место за везивање бактерија. Магнетна завршна обрада може уклонити микро неравнине и слојеве оксида са имплантата од метала и легура, значајно смањујући колонизацију бактерија, смањујући ризик од упале и тромбозе и побољшавајући успех имплантације. Такође избегава деформације или оштећења изазвана традиционалним полирањем, чувајући механичке перформансе и безбедност медицинских уређаја.
03 Елецтроницс
Електронске компоненте (нпр. конектори, терминали, проводници за чип, микро-зупчаници) су ситне и сложене, захтевају високу равност површине и електричну проводљивост. Традиционално полирање може изазвати деформације и огреботине на површини, што утиче на перформансе. Магнетна завршна обрада омогућава серијско, прецизно полирање ових малих делова, побољшавајући површинску проводљивост и равност, истовремено осигуравајући доследност у обради серије, смањујући стопе прераде и олакшавајући масовну производњу електронских компоненти.