sabato 26 gennaio 2013

Foratura laser

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Foratura laser è un processo in cui un laser è usato per fare fori, anziché convenzionale foratura .

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[ modifica ] Applicazioni

I produttori di motori a turbina per la propulsione di aerei e per la produzione di energia hanno beneficiato della produttività del laser per la foratura di piccole dimensioni (0,3-1 mm di diametro tipico) cilindrici fori a 15-90 ° rispetto alla superficie in ghisa, lamiera e dei componenti lavorati. La loro capacità di praticare dei fori ad angoli poco profondi alla superficie a velocità comprese tra 0,3-3 fori al secondo ha permesso nuovi modelli che incorporano film fori di raffreddamento per una migliore efficienza del carburante , rumorosità ridotta e minori emissioni di NOx e CO.
Miglioramenti incrementali nel processo di laser e tecnologie di controllo hanno portato ad un notevole aumento del numero di fori di raffreddamento utilizzati nei motori a turbina. Fondamentale per questi miglioramenti e il maggior uso di fori laser è la comprensione del rapporto tra i parametri di processo e la qualità del foro e di perforazione di velocità.

[ modifica ] Teoria

Di seguito è riportato un riepilogo di approfondimenti tecnici sul processo di foratura laser e la relazione tra parametri di processo e la qualità del foro e velocità di foratura.

[ modifica ] Fenomeni fisici

Foratura laser di fori cilindrici avviene generalmente attraverso fusione e vaporizzazione (indicato anche come " ablazione ") del materiale del pezzo attraverso l'assorbimento di energia da un concentrato fascio laser .
L'energia richiesta per rimuovere il materiale di fusione è di circa il 25% di quella necessaria per vaporizzare lo stesso volume, quindi un processo che rimuove il materiale da fusione è spesso favorita. ^{[ citazione necessaria ]}
Se fusione o vaporizzazione è più dominante in un processo di foratura laser dipende da molti fattori, con impulsi laser durata e l'energia giocare un ruolo importante. In generale, quando una ablazione domina Q-switched Nd: YAG laser viene utilizzato. ^{[ citazione necessaria ]} D'altra parte, fondere espulsione, il mezzo attraverso il quale si crea un foro attraverso fusione del materiale, domina quando un tubo flash pompato Nd: YAG . laser è utilizzato ^{[ citazione necessaria ]} A Q-switched Nd: YAG ha normalmente durata dell'impulso dell'ordine di nanosecondi , potenza di picco dell'ordine di dieci a centinaia di mW / cm ² , e un tasso di asportazione di alcuni micrometri per impulso. Una lampada flash pompato Nd: YAG ha normalmente una durata dell'impulso dell'ordine di centinaia di microsecondi ad un millisecondo , potenza di picco dell'ordine di sub MW / cm ² , e di asportazione di dieci a centinaia di micrometri per impulso. Per i processi di lavorazione di ogni laser, ablazione e si fondono l'espulsione di solito coesistono. ^{[ citazione necessaria ]}
Melt espulsione sorge come risultato del rapido accumulo di pressione del gas (forza di rinculo) all'interno di una cavità creata dalla evaporazione . Per espulsione melt a verificarsi, uno strato fuso e devono formare i gradienti di pressione agenti sulla superficie a causa della vaporizzazione deve essere sufficiente a superare la tensione superficiale forze ed espellere il materiale fuso dal foro. ^{[ 1 ]}
Il "meglio dei due mondi" è un sistema unico in grado sia di "fine" e l'espulsione "grossolano" melt. Espulsione "Fine" fusione produce con caratteristiche di definizione muro eccellente e piccolo zona di influenza termica , mentre l'espulsione "grossolano" fuso, come quelli usati in percussione foratura e trapanazione , rimuove il materiale in fretta.
La forza di rinculo è una forte funzione del picco di temperatura . Il valore di T _cr^{[ chiarificazione necessaria ]} per cui il rinculo e forze di tensione superficiale sono uguali è la temperatura critica per l'espulsione di liquido. Per esempio, l'espulsione di liquido dal titanio può avvenire quando la temperatura al centro del foro supera 3780 K.
Nei primi lavori (Körner, et al., 1996), ^{[ 2 ]} la percentuale di materiale asportato con l'espulsione di fusione è stato trovato per aumentare con maggiore intensità. Più recente lavoro (Voisey, et al., 2000) ^{[ 3 ]} indica che la frazione del materiale rimosso dalla espulsione fusione, denominato fondere come frazione di eiezione (MEF), scende quando aumenta ulteriore energia laser. L'aumento iniziale espulsione fusione di innalzare la potenza del fascio è stato provvisoriamente attribuito ad un aumento del gradiente di pressione e la pressione generata all'interno del foro per vaporizzazione.
Una migliore finitura può essere raggiunto se il fuso viene espulso in minuscole goccioline. ^{[ citazione necessaria ]} In generale, dimensione delle gocce diminuisce con l'intensità di impulso crescente. Ciò è dovuto al tasso di vaporizzazione maggiore e quindi uno strato più sottile fuso. Per la durata dell'impulso più, l'ingresso maggiore energia totale aiuta a formare uno strato più spesso risultati fuso e l'espulsione di goccioline corrispondentemente maggiore. ^{[ 4 ]}

[ modifica ] Modelli precedenti

Chan e Mazumder (1987) ^{[ 5 ]} sviluppato un modello 1-D stato stazionario per incorporare considerazione liquido espulsione ma l'1-D presupposto non è adatto per alte proporzioni foratura e la foratura è transitorio. Kar e Mazumder (1990) ^{[ 6 ]} ha esteso il modello a 2-D, ma l'espulsione di fusione non è stato esplicitamente considerato. Un trattamento più rigoroso di espulsione fusione è stata presentata da Ganesh, et al. (1997), ^{[ 7 ]} , che è un 2-D modello transitorio generalizzato per incorporare solido, fluido, temperatura e pressione durante la foratura laser, ma è computazionalmente impegnativo. Yao, et al. (2001) ^{[ 8 ]} sviluppato un 2-D modello transitorio, in cui è considerato uno strato Knudsen al melt-vapore anteriore, e il modello è adatto per brevi impulsi e ad alta potenza di picco ablazione laser.

[ modifica ] assorbimento di energia laser e melt-vapore frontale

Al melt-vapore anteriore, la condizione al contorno Stefan viene normalmente applicato per descrivere l'assorbimento di energia laser (Kar e Mazumda, 1990;. Yao, et al, 2001).

$I_ {abs + k} \ left (\ frac {\ partial T} {\ partial z} + r \ frac {\ partial T} {\ partial r} \ right) + \ rho_l \ nu_i L_v - \ rho_v \ nu_v ( C_P t_i E_v +) = 0$ (1)

in cui $I_ {abs} = I (t) ^ {- \ beta z}$ l'intensità del laser è assorbita, β è il coefficiente di assorbimento laser seconda laser di lunghezza d'onda e materiale bersaglio, e I (t) descrive temporale intensità del laser di ingresso comprese la larghezza di impulso, frequenza di ripetizione, e forma di impulso temporale. k è la conducibilità termica , T è la temperatura, z ed r sono distanze lungo direzioni assiale e radiale, p è la densità , v la velocità , L _v il calore latente di vaporizzazione. Il pedici L , v ed i denotano fase liquida, in fase vapore e vapore-liquido, rispettivamente.
Se l'intensità del laser è elevata e la durata dell'impulso è breve, il cosiddetto strato di Knudsen si presume al melt-vapore anteriore dove le variabili di stato subiscono cambiamenti discontinui attraverso il livello. Considerando la discontinuità attraverso lo strato di Knudsen, Yao, et al. (2001) ha simulato il ribassamento superficiale velocità V _v distribuzione, lungo la direzione radiale in tempi diversi, che indica il tasso di ablazione del materiale sta cambiando in modo significativo attraverso lo strato Knudsen. ^{[ citazione necessaria ]}

[ modifica ] Melt espulsione

Dopo aver ottenuto la tensione di vapore p _v , il flusso strato fuso e l'espulsione di fusione può essere modellata utilizzando equazioni idrodinamiche (Ganesh et al., 1997). Melt espulsione si verifica quando la pressione di vapore viene applicata sulla superficie libera del liquido che a sua volta spinge il sciogliersi nella direzione radiale. Per conseguire multa espulsione fuso, il modello di fluidità necessario prevedere con estrema precisione, in particolare la velocità di scorrimento a fusione al bordo del foro. Così, un 2-D assialsimmetrico modello transitoria viene utilizzato e di conseguenza la quantità di moto e di continuità equazioni utilizzate.
Modello Ganesh per espulsione melt è completo e può essere utilizzato per diverse fasi del processo di foratura. Tuttavia, il calcolo è molto dispendioso di tempo e Solana, et al. (2001), ^{[ 9 ]} presentato un modello semplificato tempo dipendente che assume che la velocità di espulsione melt è solo lungo la parete del foro, e può dare risultati con un minimo sforzo computazionale.
Il liquido si sposta verso l'alto con una velocità u come conseguenza del gradiente di pressione lungo le pareti verticali, che è dato a sua volta dalla differenza tra la pressione di ablazione e la tensione superficiale divisa per la profondità di penetrazione x .
Supponendo che il fronte di foratura si muove ad una velocità costante, la seguente equazione lineare del moto liquido sulla parete verticale è una buona approssimazione per modellare l'espulsione fuso dopo la fase iniziale di foratura.

$\ Rho \ frac {\ partial u (r, t)} {\ partial t} = P (t) + \ mu \ frac {\ partial ^ 2 u (r, t)} {\ partial r ^ 2}$ (2)

dove p è la densità melt, μ è la viscosità del liquido, P (t) = (AP (t) / x (t)) è il gradiente di pressione lungo lo strato liquido, AP (t) è la differenza tra il vapore pressione P _v e la tensione superficiale $2 \ sigma \ over \ bar {\ delta}$ .

[ modifica ] effetto forma di impulsi

Roos (1980) ^{[ 10 ]} ha dimostrato che un treno composto da 200 ms a 0,5 ms impulsi prodotto risultati superiori per i metalli di perforazione di un appartamento di impulso 200 ms forma. Anisimov, et al. (1984) ^{[ 11 ]} ha scoperto che l'efficienza del processo migliorato accelerando il fuso durante l'impulso.
Grad e Mozina (1998) ^{[ 12 ]} ulteriormente dimostrato l'effetto di forme di impulso. Un ns 12 picco è stato aggiunto all'inizio, al centro e alla fine di un impulso di 5 ms. Quando il ns 12 spike stato aggiunto all'inizio dell'impulso laser lungo, dove nessun scioglimento era stato prodotto, nessun effetto significativo sulla rimozione è stato osservato. D'altra parte, quando il picco è stato aggiunto a metà e la fine dell'impulso lungo, il miglioramento della foratura efficienza era 80 e 90%, rispettivamente. L'effetto di inter-pulse shaping è stato anche valutato. Basso e Li (2001) ^{[ 13 ]} ha mostrato che un treno di impulsi di grandezza linearmente crescente avuto un effetto significativo sui processi di espulsione.

[ modifica ] Conclusione

I costruttori si stanno applicando i risultati di modellazione dei processi e dei metodi sperimentali per meglio comprendere e controllare il processo di foratura laser. Il risultato è di qualità superiore e più processi produttivi che a sua volta portare a prodotti di fascia più come il combustibile più efficienti e meno inquinanti aerei e generazione di energia motori a turbina.

Taglio laser

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Processo di taglio laser su un foglio di acciaio

CAD (superiore) e acciaio inox tagliato al laser parte (inferiore)

Il taglio laser è una tecnologia che utilizza un laser per tagliare materiali, ed è tipicamente utilizzato per applicazioni di produzione industriale, ma sta anche iniziando a essere usato dalle scuole, le piccole imprese, e hobbisti. Lavori di taglio laser dirigendo l'output di un laser ad alta potenza, da computer, al materiale da tagliare. Il materiale allora o si scioglie, ustioni, vaporizza via, o viene soffiata via da un getto di gas, ^{[ 1 ]} lasciando un bordo con una elevata qualità di finitura superficiale. Industriali taglio laser sono usati per tagliare piatto foglio di materiale così come i materiali strutturali e tubazioni.

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[ modifica ] Storia

Nel 1965, il primo laser macchina di produzione di taglio è stato utilizzato per praticare fori nel diamante muore. Questa macchina è stata fatta dal occidentale Centro di Ricerca Ingegneria Elettrica . ^{[ 2 ]} Nel 1967, gli inglesi pioniere laser-assistita getto di ossigeno di taglio dei metalli. Nei primi anni 1970, questa tecnologia è stata messa in produzione di tagliare titanio per applicazioni aerospaziali. Al tempo stesso di CO ₂ laser sono stati adattati per tagliare metalloidi, quali tessile , perché sono stati assorbiti da metalli. ^{[ 3 ]}

[ modifica ] Tipi di

Una diffusione raffreddato risonatore

4000 Watt di CO ₂ laser cutter

Ci sono tre tipi principali di laser utilizzati nel taglio laser. La CO ₂ laser è adatto per il taglio, foratura e incisione. Il neodimio (Nd) e neodimio ittrio-alluminio-granato ( Nd-YAG ) laser sono identiche nello stile e differiscono solo in applicazione. Nd è utilizzato per la foratura e dove alta energia, ma la ripetizione basso sono obbligatori. L'Nd-YAG laser viene utilizzato quando una potenza molto elevata è necessaria e per la foratura e incisione. Sia CO ₂ e Nd / Nd-YAG può essere utilizzato per la saldatura. ^{[ 4 ]}
Varianti comuni di CO ₂ laser includono flusso assiale veloce, lento flusso assiale, flusso trasversale, e lastra.
CO ₂ laser sono comunemente "pompato" facendo passare una corrente attraverso la miscela di gas (DC eccitati) o utilizzando energia a radiofrequenza (RF-eccitato). Il metodo di RF è più recente ed è diventato più popolare. Poiché disegni DC richiedono elettrodi all'interno della cavità, si possono incontrare erosione dell'elettrodo e la placcatura del materiale di elettrodo sul vetro e ottiche . Poiché risonatori RF hanno elettrodi esterni non sono soggetti a tali problemi.
CO ₂ laser sono utilizzati per il taglio industriale di molti materiali tra cui acciaio dolce, alluminio, acciaio inossidabile, titanio, carta, cera, plastica, legno, e tessuti. YAG laser sono utilizzati principalmente per il taglio e incisione metalli e ceramiche.
Oltre alla fonte di alimentazione, il tipo di flusso di gas può influenzare le prestazioni pure. In un flusso assiale veloce risonatore, la miscela di anidride carbonica, elio e azoto viene fatta circolare ad alta velocità da una turbina o soffiante. Laser flusso trasversale circolare la miscela di gas ad una velocità inferiore, richiedendo un semplice ventilatore. Lastra o risonatori diffusione raffreddati ad avere un campo statico che non necessita di gas di pressurizzazione o di vetro, con conseguente risparmio sulle turbine di ricambio ed oggetti in vetro.
Il generatore laser e ottiche esterne (tra cui la messa a fuoco) richiedono il raffreddamento. A seconda delle dimensioni e della configurazione, il calore di scarto può essere trasferito da un refrigerante o direttamente all'aria. L'acqua è un liquido refrigerante comunemente utilizzato, solitamente circolare attraverso un refrigeratore o di trasferimento di calore.

Lasing materiale	Applicazioni
CO ₂	Noioso di taglio / incisione Incisione
Nd	Ad alta energia impulsi a bassa velocità di ripetizione (1 kHz) Boring
Nd-YAG	Impulsi di energia molto elevati Boring Incisione Taglio

Un microjet laser è un getto d'acqua guidata laser in cui è accoppiato un fascio laser impulsato in un getto a bassa pressione dell'acqua. Questo è utilizzato per eseguire il taglio laser funzioni mentre utilizzando il getto d'acqua per guidare il fascio laser, molto simile a una fibra ottica, attraverso la riflessione interna totale. I vantaggi di questo sono che l'acqua rimuove anche i residui e si raffredda il materiale. Ulteriori vantaggi rispetto ai tradizionali di taglio "a secco" laser sono velocità elevate, il taglio a dadi parallelo solco e taglio omnidirezionale. ^{[ 5 ]}

[ modifica ] Processo

Taglio laser industriale in acciaio con le istruzioni di taglio programmato tramite l'interfaccia CNC

Generazione del laser fascio coinvolge stimolare un materiale lasing da scariche elettriche o lampade all'interno di un contenitore chiuso. Come il materiale lasing è stimolata, il fascio viene riflesso internamente mediante uno specchio parziale, fino ad ottenere energia sufficiente per sfuggire come un flusso di luce monocromatica coerente. Specchi o fibre ottiche sono in genere utilizzati per dirigere la luce coerente ad una lente, che mette a fuoco la luce alla zona di lavoro. La parte più stretta del fascio focalizzato è generalmente inferiore a 0,0125 pollici (0,32 mm). di diametro. A seconda dello spessore del materiale, kerf larghezze piccoli come 0,004 pollici (0,10 mm) sono possibili. ^{[ 6 ]} Per essere in grado di iniziare il taglio da qualche altra parte del bordo, una Pierce è fatto prima ogni taglio. Piercing di solito comporta un potente raggio laser pulsato, che pian piano si fa un buco nel materiale, tenendo circa 5-15 secondi per 0,5 pollici di spessore (13 mm) in acciaio inox , per esempio.
I raggi paralleli di luce coerente dalla sorgente laser spesso cadono nell'intervallo tra 0,06-0,08 pollici (1,5-2,0 mm) di diametro. Questo fascio viene normalmente focalizzato e intensificato da una lente o uno specchio ad un punto molto piccolo di circa 0,001 pollici (0,025 mm) per creare un fascio laser molto intenso. Al fine di ottenere una finitura liscia possibile durante il taglio del profilo, la direzione del fascio di polarizzazione deve essere ruotata come va intorno alla periferia di un pezzo sagomato. Per il taglio di lamiere, la lunghezza focale è generalmente 1,5-3 pollici (38-76 mm). ^{[ 7 ]}
Ci sono molti metodi diversi di taglio mediante laser, con diversi tipi utilizzati per tagliare materiale diverso. Alcuni dei metodi sono vaporizzazione, fondere e soffiare, soffiare fondere e bruciare, stress cracking termico, incisione, taglio a freddo e la masterizzazione di taglio laser stabilizzato.

Vaporizzazione di taglio: In vaporizzazione tagliare il fascio focalizzato riscalda la superficie del materiale a ebollizione e genera una serratura. La toppa porta ad un improvviso aumento di assorbimento rapido approfondimento del foro. Con l'aggravarsi della coperte e le bolle di materiale, il vapore generato erode le pareti fusi ejecta soffia fuori e allargare ulteriormente il foro. Materiale di fusione non come legno, carbonio e plastiche termoindurenti sono generalmente tagliati con questo metodo.
Melt e soffiare: Fondere e taglio colpo o fusione utilizza gas ad alta pressione per soffiare materiale fuso dalla zona di taglio, diminuendo notevolmente il fabbisogno di potenza. Il primo materiale viene riscaldato a fusione poi un getto di gas spinge il materiale fuso dal taglio evitando la necessità di aumentare la temperatura del materiale ulteriormente. Materiali tagliati con questo processo sono solitamente metalli.
Lo stress cracking termico: Materiali fragili sono particolarmente sensibili alla frattura termica, una caratteristica sfruttata in stress cracking termico. Un fascio è focalizzato sulla superficie causando riscaldamento localizzato ed espansione termica. Ciò si traduce in una crepa che può essere guidato spostando il fascio. La fessura può essere spostato in ordine di m / s. Di solito è usato nel taglio del vetro.
Il taglio a dadi Stealth di wafer di silicio: La separazione dei microelettronici chip preparato nella fabbricazione di dispositivi a semiconduttore da wafer di silicio può essere eseguita dal cosiddetto processo furtività spezzettatura, che opera con un pulsato Nd: YAG laser , la lunghezza d'onda dei quali (1064 nm) è ben adottato alla elettronica band gap del silicio (1.11 eV o 1117 nm).
Ulteriori informazioni: il taglio a dadi Wafer
Taglio reattiva: Chiamato anche "bruciare stabilizzato taglio laser a gas", "taglio a fiamma". Taglio reattiva è come ossitaglio torcia ma con un raggio laser come sorgente di accensione. Molto utilizzata per il taglio di acciaio al carbonio in spessori superiori a 1 mm. Questo processo può essere usato per tagliare lastre di acciaio di forte spessore e potenza laser relativamente poco.

[ modifica ] Le tolleranze e finitura superficiale

Taglio laser sono nuovi posizionamento precisione di 10 micron e ripetibilità su 5 micrometri.
Standard di rugosità Rz aumenta con lo spessore della lamiera, ma diminuisce con potenza del laser e la velocità di taglio . Durante il taglio di acciaio a basso carbonio con un laser di potenza 800 W, standard rugosità Rz è 10 um per spessore lamiera di 1 mm, 20 pm per 3 mm, e 25 micron per 6 mm. $Rz = 12,528 \ cdot (S ^ {0,542}) / ((P ^ {0,528}) \ cdot (V ^ {0,322}))$ , dove: $S =$ spessore della lamiera in mm; $P =$ potenza laser in kW (alcuni tagliatori laser nuovi hanno potenza del laser di 4 kW.), $V =$ velocità di taglio in metri al minuto ^{[ 8 ]}
Questo processo è in grado di contenere molto vicino tolleranze , spesso all'interno di 0,001 pollici (0,025 mm) geometria del pezzo e la solidità meccanica della macchina hanno molto a che fare con le capacità di tolleranza. La finitura superficiale tipico derivante dal taglio del raggio laser può variare 125-250 micro-pollici (0,003 mm a 0,006 millimetri). ^{[ 4 ]}

[ modifica ] configurazioni della macchina

Dual-pallet volo ottica laser

Volare ottica laser testa

Ci sono generalmente tre diverse configurazioni di macchine da taglio laser industriali: materiale in movimento, ibridi, sistemi di volo e l'ottica. Si riferiscono al modo in cui il fascio laser viene spostato sul materiale da tagliare o trasformati. Per tutti questi, gli assi di movimento sono tipicamente designati X e Y asse . Se la testa di taglio può essere controllata, è designato come asse Z.
Laser materiale in movimento hanno una testa di taglio fermo e spostare il materiale in esso. Questo metodo fornisce una distanza costante dal generatore laser al pezzo e un unico punto da cui rimuovere taglio effluenti. Richiede minori ottica, ma richiede lo spostamento del pezzo. Questa macchina stile tende ad avere il minor numero di ottiche di consegna del fascio, ma tende anche ad essere più lento.
Laser ibride forniscono una tabella che si muove in un asse (solitamente l'asse X) e spostare la testa lungo l'asse (Y) più corta. Ciò si traduce in un più costante lunghezza del percorso del fascio di consegna di una macchina volante ottica e può consentire un semplice sistema di erogazione del fascio. Ciò può causare la perdita di potenza ridotta nel sistema di consegna e più capacità per watt rispetto alle macchine volanti ottica.
Volanti laser ottici dispongono di un tavolo fisso e una testa di taglio (con raggio laser) che si muove sopra il pezzo in entrambe le dimensioni orizzontali. Volare frese ottica mantenere fermo il pezzo durante la lavorazione e spesso non richiedono materiale di fissaggio. La massa mobile è costante, così dinamiche non sono influenzati variando dimensioni del pezzo. Macchine volanti ottica sono il tipo più veloce, il che è vantaggioso quando si tagliano pezzi sottili. ^{[ 9 ]}
Battenti macchine ottiche devono utilizzare un metodo per tener conto della lunghezza del fascio passa da campo vicino (vicino al risonatore) il taglio in campo lontano (lontano dal risonatore) taglio. Metodi comuni per il controllo di questo includono collimazione, ottica adattativa o l'utilizzo di un asse costante lunghezza della trave.
cinque e sei assi macchine permettono anche di taglio pezzi formati. In aggiunta, ci sono vari metodi di orientare il fascio laser di un pezzo sagomato, mantenendo una distanza corretta messa a fuoco e standoff ugello, ecc

[ modifica ] Pulsing

Impulsi laser che forniscono una elevata potenza scoppio di energia per un breve periodo sono molto efficaci in alcuni processi di taglio laser, particolarmente per foratura, o quando i fori molto piccoli o molto basse velocità di taglio sono necessari, poiché se un raggio laser continuo sono stati utilizzati, il calore potrebbe raggiungere il punto di fusione del pezzo intero da tagliare.
La maggior parte dei laser industriali hanno la capacità di impulso o di taglio CW (Continuous Wave) sotto NC ( controllo numerico ), il controllo del programma.
Laser a doppio impulso utilizzare una serie di coppie di impulsi per migliorare asportazione e qualità del foro. Essenzialmente, il primo impulso rimuove il materiale dalla superficie e la seconda impedisce ejecta aderisca al lato del foro o taglio. ^{[ 10 ]}

[ modifica ] Vantaggi e svantaggi

In questo articolo contiene un elenco pro e contro . prega di contribuire a migliorarla integrando entrambi i lati in un più neutro presentazione. (novembre 2012)

Vantaggi del taglio laser su taglio meccanico comprendono facile bloccaggio e ridotta contaminazione del pezzo (poiché non tagliente che può essere contaminata da materiale o contaminare il materiale). Precisione può essere migliore, poiché il fascio laser non indossare durante il processo. C'è anche una ridotta possibilità di deformazione del materiale che viene tagliato, come sistemi laser hanno una piccola zona di influenza termica. Alcuni materiali sono molto difficili o impossibili da tagliare con mezzi più tradizionali.
Taglio laser per metalli presenta i vantaggi sopra taglio al plasma di essere più precisa e utilizzando meno energia quando il taglio di lamiere, tuttavia, la maggior parte dei laser industriali non può tagliare il metallo spessore maggiore che il plasma può. Più recenti macchine laser operanti a più alta potenza (6000 watt, in contrasto con il laser di taglio precoce 1.500 macchine, voti watt) si stanno avvicinando le macchine al plasma nella loro capacità di tagliare attraverso i materiali spessi, ma il costo del capitale di tali macchine è molto superiore a quella del plasma macchine da taglio in grado di tagliare materiali spessi come lamiera di acciaio.
Il principale svantaggio di taglio laser è il consumo di potenza. Industriale efficienza laser può variare dal 5% al 15%. Il consumo di potenza e l'efficienza di un laser particolare varierà a seconda della potenza di uscita e di parametri di funzionamento. Questo dipende dal tipo di laser e quanto bene il laser è abbinato al lavoro a portata di mano. La quantità di potenza necessaria taglio laser, noto come apporto di calore , per un particolare lavoro dipende dal tipo di materiale, spessore, di processo (reattivo / inerte) utilizzato, e velocità di taglio desiderata.

Quantità di portata termica necessaria per il materiale vario in vari spessori con un CO ₂ laser (watt) ^{[ 11 ]}
Materiale	Spessore del materiale
Materiale	0.02 in (0,51 mm)	0,04 in (1,0 mm)	0.08 in (2,0 mm)	0.125 in (3,2 mm)	0.25 in (6,4 mm)
Acciaio inossidabile	1000	1000	1000	500	250
Alluminio	1000	1000	1000	3800	10000
Acciaio dolce	-	400	-	500	-
Titanio	250	210	210	-	-
Compensato	-	-	-	-	650
Boro / epossidica	-	-	-	3000	-

[ modifica ] Produzione e velocità di taglio

Il tasso massimo di taglio (velocità di produzione) è limitato da una serie di fattori, tra potenza del laser, spessore, tipo di processo (reattiva o inerte) e proprietà dei materiali.
Comuni sistemi industriali (1 kW +) sarà il taglio di acciaio al carbonio metallo ,020-,5 pollici (0,51-13 mm) di spessore. Per tutti gli effetti, un laser può essere fino a 30 volte più veloce di taglio standard.

Taglio prezzi per i vari materiali e spessori con un CO ₂ laser (in / min) ^{[ citazione necessaria ]}
Materiale da lavorare	Spessore del materiale
Materiale da lavorare	0.02 in (0,51 mm)	0,04 in (1,0 mm)	0.08 in (2,0 mm)	0.125 in (3,2 mm)	0.25 in (6,4 mm)	0,5 in (13 mm)
Acciaio inossidabile	1000	550	325	185	80	18
Alluminio	800	350	150	100	40	30
Acciaio dolce	-	210	185	150	100	50
Titanio	300	300	100	80	60	40
Compensato	-	-	-	-	180	45
Boro / epossidica	-	-	-	60	60	25

[ modifica ] Vedi anche

Fresatura CNC: Introduzione alla DeskProto

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Fresatura CNC: Introduzione alla DeskProto

Intro
DeskProto vi permetterà di lavorare geometria 3D (STL), Disegno 2D (file DXF, AI, EPS) e rilievi in 3D basato su foto (qualsiasi file bitmap). Non è possibile creare una nuova geometria in DeskProto (non è un software CAD).
Fasi tipiche per creare un programma NC: Importazione di geometrie (.. File o formati come STL o dxf) - geometria Edit (traslazione, rotazione, ecc) - Inserire i parametri di fresatura (strategia, tipo di taglio, velocità, precisione, ecc.)
Poi DeskProto calcolerà i percorsi di fresatura risultanti che si può esportare la creazione di un file. Cnc.
Questo file utilizza Gcode, controllo numerico computerizzato (CNC) linguaggio di programmazione. E 'fondamentalmente una serie di istruzioni su dove, come e veloce attraverso quale percorso l'utensile da taglio deve muoversi. La situazione più comune è che un utensile da taglio viene spostato secondo queste istruzioni, tagliando il materiale in eccesso per lasciare solo il pezzo finito.
Infine si importa questo file (. Cnc) in wimpc per guidare la fresatrice FabLab di ...
Confronta geometria di percorsi utensile
Lavorare con DeskProto all'inizio è una prova e processo di errore. Usando le sue capacità di simulare i percorsi utensile che ne derivano, si può praticamente provare diverse strategie, strumenti e parametri prima di mulino l'oggetto con la macchina cnc del FabLab di.
Questo è un punto molto importante per tutti i principianti: quando si aggiungono, eliminare, cambiare o modificare qualsiasi operazione alla geometria, è necessario monitorare visivamente (con le opzioni di visualizzazione), i percorsi utensile risultanti che il CNC eseguirà. Questo processo di osservare le differenze tra la geometria originale (progettato in un software cad) e le conseguenti percorsi utensile in DeskProto, vi guiderà a capire se le operazioni di taglio che si sta preparando, corrisponderà alla forma desiderata da scolpire con la fresatura macchina. Questa è la strategia di base per imparare a cnc di fresatura.

geometria originale geometria + percorsi risultanti

Abbiamo scelto di vedere la geometria e / o percorsi utensile nella finestra dal menu Visualizza per confrontare
DeskProto offre una procedura guidata semplice per creare rapidamente il progetto di fresatura. Dopo aver completato la procedura guidata, ci sono alcune impostazioni manuali che possono essere modificati. Per questo tutorial esamineremo alcune configurazioni di base che si può fare manualmente, evitando la procedura guidata per il momento. Una volta che si dispone di una rapida rassegna di possibilità di editing del software, è possibile utilizzare la procedura guidata all'avvio per configurare più facile e veloce i vostri progetti di fresatura.
Procedura di base per la lavorazione 3D:
1. Controllo della geometria
Dopo aver caricato il file di geometria è possibile controllare la geometria ha dimostrato in DeskProto per confermare che è come ci si aspetta.
Le dimensioni possono essere controllate utilizzando le informazioni sulla geometria pulsante: il pulsante sulla barra degli strumenti DeskProto con il giallo [I].
Un modo semplice per controllare l'orientamento è quello di utilizzare un layout predefinito Viste: T / F / R / Def, al fine di vedere quattro viste: Superiore, Frontale, Destra e di default (3D).
2. Alcuni parametri che è possibile modificare per rendere le operazioni di taglio a destra.
Nel menu Parametri si vedrà che tre gruppi di parametri sono presenti: un gruppo chiamato "i parametri di progetto", uno chiamato "parametri" di parte e un altro chiamato "parametri di funzionamento".
È possibile modificare tutti questi parametri tramite l'albero di progetto: può contenere un progetto con una o più parti e per ogni parte una o più operazioni.
2,1 Modifica parametri di progetto
Parametri di progetto: Si può sostanzialmente modificare il nome del file di geometria e i nomi di tutte le Parti.
2.2 Modifica dei parametri di parte.
Parametri di parte definire la geometria da fresare. Una parte può essere un intero oggetto da macinare, o una parte di un oggetto da fresare ...
Quando si modificano questi parametri, nella scheda Generale, è possibile verificare che la macchina fresatrice corrisponde a quella che si sta utilizzando. Se non è il caso, è possibile modificarlo qui o tramite un menu più specifico: Biblioteca delle macchine. Nel FabLab abbiamo la High-Z S-720, ha scelto di default "High-Z S-1000" nel menu.
Altri parametri si possono cambiare sono l'orientamento del modello in X / Y / Z assi. Definire il segmento del modello che si desidera lavorare. Definire l'ambiente attorno al modello ... ecc
2,3 Modifica parametri di funzionamento.
I parametri di funzionamento sono i parametri di fresatura effettivi, quindi l'impostazione per il processo di fresatura.
Sgrossatura, finitura e Modellazione sono le operazioni tipiche per la fresatura di un oggetto.
Sgrossatura intende rimuovere rapidamente materiale (utilizzando una grande distanza percorso utensile), finendo per creare un modello accurato con una superficie liscia (utilizzando una piccola distanza percorso utensile), e la contornatura finale levigare passi maggior scala che può essere visibile, utilizzando l' strategia di "contorno Only".
Naturalmente sgrossatura deve essere fatto prima di finitura e Modellazione, così nel "albero del progetto" la sequenza delle operazioni può essere definito dall'alto verso il basso (in alto = primo, in basso = ultimo).
2.3.1 Scheda Generale

Cutter che è meglio prima dipende dalla geometria del modello. Si tratta di una ottimizzazione tra molti fattori: - velocità di taglio (una lama più grande può rimuovere il materiale più velocemente) - caratteristiche di geometria (per superfici a forma libera utilizzare un cutter a testa sferica, per superfici orizzontali e verticali utilizzare una fresa a punta piatta). - Qualità della superficie (una fresa a testa sferica più grande creerà una superficie più liscia) - piccoli dettagli (per i piccoli raggi interno una fresa piccola è necessaria) - altezza del modello (piccole frese sono a breve) - è possibile anche utilizzare la stessa fresa per tutte le operazioni o fare un cambio utensile a metà il processo di fresatura.
La Biblioteca di Cutters, nel menu Opzioni, è dove si può definire una nuova fresa, o modificare uno esistente per abbinare il vostro vero e proprio strumento.

Finestra Modifica di una fresa
Altrettanto importanti sono i parametri di precisione. Essi determinare l'accuratezza del modello, e anche il tempo necessario sia per il calcolo e la lavorazione.
Gli stessi concetti di base per definire la precisione destra sono la distanza e il passo di (distanza tra percorsi utensile e passo di lungo percorso utensile ) :
Il primo valore è la distanza tra ogni percorso utensile. Il secondo è la dimensione del movimento lineare, o passo, di ogni percorso utensile.
Questi parametri sono definiti valori di d / x, il che significa che il diametro della fresa diviso per un numero x. Per esempio, se si sceglie una distanza d / 3 per una punta a testa sferica del diametro di 6 mm, la distanza sarà 2mm. Di solito si dovrebbe scegliere lo stesso valore per entrambi i parametri.
Quindi la precisione (distanza orizzontale tra percorsi utensile) insieme con l'altezza di livello (quanto è profonda la taglierina può affondare nel materiale) determinare la quantità di materiale è stato rimosso per il percorso utensile. I valori di default di D / 5 (di precisione) e la metà della lunghezza di taglio della taglierina (altezza strato) andrà bene per il legno e cartone utensili. Le velocità di default farà pure. Per i materiali leggeri (schiuma, in legno chiaro) di precisione D / 3 lo farà, per materiali come plexiglas e alluminio valori più piccoli saranno necessarie. Si dovrà trovare i propri valori ottimali.
Infine, è importante capire che i valori di precisione utilizzati saranno arrotondati. Ad esempio: Nel caso la distanza tra i percorsi utensile è impostato a 1 mm e un cubo di 10,5 mm deve essere lavorata, allora questo non è possibile in quanto il modello di cubo risultante sarà 10 o 11 mm (DeskProto sarà infatti rendere 11).
Infine, i parametri di velocità dipende nel materiale scelto nel rapporto con la taglierina scelto.
Per i materiali morbidi è "meno importante", ma per i materiali duri questi parametri sono Fondament. Il modo migliore per trovare le impostazioni corrette è quello di cercare sul web per "velocità e grafico feed". E 'anche EASSy per trovare le formule per calcolare i valori corretti di questi parametri. Ci sono anche calcolatrici software. E, infine, m produttori di utensili ost fornirà vi consiglierà di velocità e dei mangimi per i loro strumenti basati su materiale ...

2.3.2 Strategia scheda
Un percorso utensile è una serie di movimenti che l'utensile da taglio come segue rimuove il materiale dal modello.
Essi sono creati in DeskProto con geometria CAD importata. Con la corretta geometria CAD una combinazione dei seguenti percorsi utensile si tradurrà in un oggetto efficiente lavorato e rifinito guardando.

Parallel
Rimuove parte del materiale da tutte le superfici. Il percorso utensile parallelo sposta l'utensile in passate parallele equidistanti nel piano X o Y attraverso la superficie. Come tutti i percorsi grezzi, taglia la superficie in più fasi Z. Percorsi utensile grezzi sono fatte con strumenti grossolani e le impostazioni al fine di rimuovere il materiale prima di tagliare una passata di finitura con le impostazioni più fini.

Impostazioni dettagliata parallelo sono le seguenti: lungo l'asse X significa percorsi paralleli all'asse X (Y costante così via), e lungo l'asse Y significa percorsi paralleli all'asse Y. Per ciascuno di questi punti due di partenza sono disponibili: frontale contro retro e sinistra contro destra. Inoltre un angolo con l'asse X può essere inserito per creare percorsi che non sono parallele a X e Y, ma sempre parallele tra loro.
Trasversalmente
Questo è lo stesso creando due operazioni in cui uno di essi usa parallela X, e l'altro utilizza parallela Y. Questa opzione è utile nel caso in cui il modello si vuole produrre deve avere una buona qualità superficiale: la scala effetto risultante dal parallelo X percorso utensile verrà rimosso dal percorso utensile parallelo Y e viceversa.
Blocco
La strategia di blocco predefinito è ottimale per diverse geometrie, come sarà minimizzare il numero di movimenti di posizionamento durante gli strati inferiori. Nella sgrossatura se la lama si sposta dall'esterno, ad un certo punto il materiale rimanente nel centro sarà tagliato sciolto. Questo pezzo di materiale sciolto può danneggiare il modello.
La strategia di blocco combina percorsi paralleli a X e Y ad una sorta di spirale rettangolare. Questi sono probabilmente i percorsi utensile più efficienti, molto adatti per la sgrossatura.
Circolare
percorso utensile mostra cerchi veri, proiettate sulla geometria 3D. Questa strategia può benissimo essere utilizzato per le geometrie rotonde, come gli anelli o coppe.
Radiale
Radial è il complemento di circolare: stesso Z-griglia, percorsi radiali perpendicolari circolare.
Il percorso utensile radiale taglia razze radiali fuori da un punto centrale. I raggi sono disposti ogni numero fisso di gradi. Come risultato, l'aumento di altezza e capesante accostamento laterale verso l'esterno. Anche se questo non è un percorso utensile ampiamente utilizzato, può portare a delle trame molto interessanti degni di esperimento.

Linea di galleggiamento
Lavorazione galleggiamento produce percorsi utensile su una costante Z-livello. Hanno una distanza fissa Z-in-tra ogni due percorsi utensile. Tale strategia è chiamata anche la lavorazione del profilo o Z-piano di lavoro.
Contorno
La Contour ultima strategia è l'unico che non fa parte della macchina completa: solo il contorno della geometria (contorno esterno) a livello ambiente viene lavorato.
Il percorso utensile contorno può essere utilizzato per avere il taglio dell'utensile lungo una curva. La curva può essere piana o 3D. Il percorso utensile contorno può essere usato come un clean-up pass per rimuovere smerlatura da una precedente operazione di fresatura superficie, per lisciare il modello.

2.3.3 Sgrossatura Tab

Altezza strato: invece di cercare di rimuovere tutto il materiale in una volta, sarà fatto a strati. L'altezza strato predefinito uguale per tutta la lunghezza di taglio della taglierina. Nella maggior parte dei casi è preferibile utilizzare una piccola personalizzato definita altezza strato, come con un materiale duro non si desidera utilizzare la taglierina sua lunghezza di taglio.
Per materiali leggeri come schiuma l'altezza può essere uguale o inferiore alla lunghezza di taglio della punta o fresa. Per i materiali di media come il legno mdf, compensato o solida che deve essere uguale o inferiore al diametro dei materiali bit.For forti come il perspex o in metallo è necessario utilizzare valori minori.
(Il primo strato inizia nella parte superiore del segmento. Quando il blocco è superiore a quella parte che si può impostare un segmento personalizzato parte con un più alto valore max Z).
Spessore della pelle definisce la profondità del materiale e per far essere rimosso durante la finitura. Lo spessore della pelle predefinita da utilizzare è 10% del diametro della fresa, che nella maggioranza dei casi sarà OK.
Per esempio, una fresa a testa sferica 6 mm e un legno tenero si potrebbe usare dire 5 Layer mm e 0,5 millimetri pelle.
Infine L'angolo di rampa viene utilizzata quando si inizia a macchina. Normalmente la fresa entra nel materiale in un movimento verticale verso il basso. Con questo parametro è possibile cmooth come le lame entra, per proteggere la rottura.
Dopo un operazione di sgrossatura è sempre bisogno di una seconda operazione che lavora l'area stessa più precisamente: l'operazione di finitura.
2.3.4 Bordi Scheda
In questa scheda è possibile modificare come il plotter lavoro il profilo del pezzo. Può funzionare dall'esterno, "extra per cutter" (tutto il materiale all'interno della parte sarà foglie). Dal centro del profilo, "No extra", taglierina taglierà metà del suo diametro interno e l'altra metà al di fuori della parte. E "Cutter rimane all'interno segmento", il che significa che la taglierina rende il contorno rimanendo all'interno della parte.
Calcola percorsi utensile
È possibile avviare i calcoli di fresatura premendo il pulsante Calcola percorsi utensile. Se la distanza e stepsize sono molto piccoli i calcoli fresatura avrà tempi più. Così, mentre la modifica e la verifica di parametri diversi, a volte è possibile utilizzare distanza momentaneamente più grande e passo di valori per andare a provare le cose più veloce DeskProto.
I percorsi utensile risultanti saranno disegnate in linee rosse. Ora è possibile vedere i movimenti di taglio che sarà fatto dal CNC, la sequenza di azioni, la profondità del taglio ... e, soprattutto, l'oggetto risultante che verrà fresato. È necessario modificare tutti i parametri fino a quando si vede che i percorsi utensile creerà la forma desiderata.
Alla fresatrice
Una volta che avete la forma desiderata risultante dalle percorsi utensile, è possibile esportare un file. Cnc tramite il pulsante "write NC-programma file".
Lavorazione 2D e lavorazione Bitmap
Lavorazione 2D è spesso usato per incidere loghi creati come un testo in 2D, senza informazioni di profondità nel ascia Z.

Logo originale (testo in 2D)

Logo originale (testo 2D) + percorso utensile
Si può vedere meglio il percorso utensile 2D come una penna-plotter funzionamento: la penna (ecco la taglierina) funziona su due livelli-Z. La penna tracciare delle linee a penna verso il basso livello, e nel mezzo si farà movimenti di posizionamento a pen-up di livello. Lo stesso accade durante la lavorazione 2D: il livello di lavorazione Z-valore definisce la penna verso il basso livello, e l'altezza libera circolazione nella terza scheda definisce la penna-up di livello.
Lavorazione Bitmap
DeskProto ha la capacità di macchina rilievi 3D basate su dati bitmap. DeskProto converte le informazioni 2D bitmap a una geometria 3D (a rilievo), e quindi calcola percorsi utensile più questa geometria.
La conversione è infatti molto semplice: ogni pixel ha un valore di grigio, che può essere nero, bianco o qualche in-tra tonalità di grigio. Questo valore di grigio verrà convertito in un valore di Z-. È necessario definire i livelli di Z per il nero e per il bianco, il tutto in-Z tra i livelli vengono calcolati automaticamente. Questo è chiamato Gray-valore di Z-altezza conversione.

Percorso utensile forma risultante grigio analisi dell'immagine valori

Il presente documento è un tentativo di fare una breve introduzione ai principi fondamentali di fresatura cnc con DeskProto. Dispone di informazioni provenienti da fonti diverse, di cui le principali sono il manuale di riferimento ufficiale e tutorial da DeskProto. È possibile scaricare i documenti originali a http://www.deskproto.com/

Arduino

Apprendimento Esempi | Fondazioni | Hacking | Link

PWM

L'esempio dissolvenza viene illustrato l'utilizzo di uscita analogica (PWM) per sfumare un LED. E 'disponibile in File-> Sketchbook-> Esempi-> menu analogico del software Arduino.
Pulse Width Modulation o PWM, è una tecnica per ottenere risultati analogico con mezzi digitali. Controllo digitale viene usato per creare un onda quadra, un segnale commutato tra on e off. Questo on-off pattern può simulare tensioni tra il pieno (5 volt) e OFF (0 Volt) modificando la porzione del tempo il segnale rimane in funzione del tempo che il segnale rimane spento. La durata del "a tempo" viene chiamata la larghezza dell'impulso. Per ottenere diversi valori analogici, si cambia, o modulare, che larghezza di impulso. Se si ripete questa on-off pattern abbastanza veloce con un LED per esempio, il risultato è come se il segnale è una tensione costante compresa tra 0 e 5V controllare la luminosità del LED.
Nel grafico sottostante, le linee verdi rappresentano un periodo di tempo regolare. Questa durata o è l'inverso della frequenza PWM. In altre parole, con la frequenza PWM di Arduino a circa 500Hz, le linee verdi dovrebbe misurare 2 millisecondi ciascuno. Una chiamata a analogWrite () è su una scala da 0 - 255, in modo tale che analogWrite (255) richiede un duty cycle del 100% (sempre), e analogWrite (127) è un duty cycle del 50% (a metà del tempo) per esempio.

Una volta che questo esempio in esecuzione, afferrare il vostro Arduino e scuoterlo avanti e indietro. Quello che state facendo qui, in sostanza, la mappatura tempo attraverso lo spazio. Ai nostri occhi, il movimento sfuma ogni lampeggiare il LED in una linea. Poiché i LED si affievolisce dentro e fuori, le linee poco aumenterà e diminuirà di lunghezza. Ora si sta vedendo la larghezza d'impulso.
Scritto da Timothy Hirzel
Fondazioni

Introduzione agli strumenti da taglio

wikimal

Fresatura CNC: Introduzione agli strumenti da taglio

Utensili da taglio sono disponibili in una vasta gamma di formati, materiali e tipi di geometria.
In genere è più efficiente di utilizzare una combinazione di percorsi utensile e strumenti diversi per ottenere un modello dettagliato invece di assumere che un piccolo strumento con un accostamento laterale più piccolo è l'unico modo. Spesso, uno strumento più grande può ottenere risultati migliore finitura.
In fresatura fine, la taglierina generalmente ruota su un asse verticale al pezzo. Denti di taglio sono situati sia sul lato frontale della fresa e la periferia del corpo fresa.
Un naso mulino a sfere fine, noto anche come una fresa sferica o fine mulino a sfere, ha una semisfera all'estremità dell'utensile. Palla frese naso sono utilizzati su pezzi con superfici complesse.
La scelta di fresa piatta fine contro una fresa palla determinare le caratteristiche dei marchi di realizzazione del prodotto (o la sua assenza) sul tuo modello. La maggior parte dei posti di lavoro potranno beneficiare di un uso strategico di dimensioni multiple e strumenti forma per la fresatura di diverse caratteristiche. Frese sono spesso utilizzati per il taglio di sgrossatura e 2D e V-Bit Frese emisferiche e sono spesso utilizzati per le operazioni di finitura.

Fine geometria
Ci sono fino-cut, down-taglio, la compressione taglio frese con un numero variabile di flauti. Frese sono destinati a tagliare orizzontalmente.
Up-cut, down-taglio e taglio compressione determinano il modo in cui vengono espulsi i chip (materiale tagliato) e la levigatezza della superficie. Con un cut-up fresa, i chip viene espulsa verso l'alto e la parte inferiore del materiale sarà liscio. Il down-taglio fresa è l'inverso di puching chip verso il basso e la parte superiore del materiale è liscia. La fresa compressione crea una superficie liscia sulla parte superiore e inferiore, che è perfetto per la pre-laminati bosco.

Frese sono disponibili in una varietà di forme. I più comuni sono frese piane e frese a sfera. Frese piatte taglierà zone pianeggianti senza capesante. Tuttavia, lasciano una terrazza-come capesante su superfici non piane. Frese a sfera lascerà più piccolo capesante per il valore stesso accostamento laterale su superfici inclinate, ma potranno anche lasciare capesante su zone pianeggianti.
I modelli possono essere attrezzata con una combinazione di frese piane e palla. Se un solo utensile sarà utilizzato per tutte le superfici a geometria fine palla darà una sensazione generale più coerente e risultato liscio.
Frese piatte può essere centro di taglio e taglio Non Centro: Centro di taglio frese quadrati sono essenziali per la fresatura a tuffo. Non centro mulini a taglio sono utilizzati solo per la fresatura laterale.

Quando si sceglie una fresa palla sceglie sempre il più grande formato disponibile. Per l'accostamento laterale stesso, uno strumento di grande lascerà più piccolo capesante, dando così un risultato uniforme. Per un modello generalmente liscia con alcune aree di dettaglio fine, uno strumento di grande deve essere utilizzato per il lavoro globale e un utensile più piccolo deve essere usato solo per pulire aree di dettaglio. più grandi strumenti di tagliare in modo più pulito, hanno una maggiore distanza, e rimanere vivi più a lungo . La velocità del tagliente su un utensile più grande è più alto per la velocità del mandrino stesso.

StepOver
Accostamento laterale è la distanza lo strumento si muove sopra tra passaggi successivi. Il valore accostamento laterale (con dimensione dell'utensile) dovrà stabilire se il modello ha una finitura liscia, o marchi di utensili sono visibili. Sarà anche un impatto diretto tempo di taglio. Modelli con accostamento laterale più piccolo richiedere più tempo per tagliare.

Stepdown
La lunghezza dell'area di taglio entro l'utensile determina la profondità del materiale può essere tagliato in una sola operazione, questo è chiamato il stepdown massima. Questo valore stepdown sarà usato solo al suo massimo quando il materiale che viene tagliato è morbido, per materiali più duri un valore più piccolo è spesso necessaria, impostando i percorsi utensile per asportare strati di materiali in passaggi separati.
Flauto geometria
Mentre il numero, la direzione e il tipo di flauti che un utensile da taglio è può variare enormemente, gli strumenti più comunemente usati sono due flauti e sono up-taglio spirali. Alcuni progetti possono beneficiare di altri tipi di geometria delle scanalature. Taglio di contorni MDF o fogli di compensato trarrebbero vantaggio dal basso con taglio spirali come strumento potrebbe spingere il materiale contro il tavolo della macchina CNC come taglia, piuttosto che sollevarlo.

Numero di Flauti
Singola Flute - Permette di grandi chiploads in materiali morbidi
Doppio flauto - Permette di finitura del pezzo migliore in materiali più duri
Flauti multiple - Consente una finitura parte ancora meglio in materiali più duri
Poiché il numero di taglio bordi aumenta, la velocità di avanzamento dovrebbe aumentare per evitare di bruciare e opacizzazione strumento prematura. Altri flauti ridurre il carico di chip e migliora la finitura superficiale, se la velocità di avanzamento rimane la stessa. I numeri di flauto più comuni per operazioni di fresatura generali sono due (meglio lo spazio per l'espulsione chip) e quattro (migliore finitura superficiale).
Esempi di applicazioni che utilizzano frese:

La scelta di frese

Strumento Materiali
Materiale: frese sono realizzati sia su leghe di acciaio cobalto (noto come acciaio ad alta velocità, o HSS), o da carburo di tungsteno in un reticolo di cobalto (colloquialmente abbreviato in "duro"). La seconda opzione è molto più difficile, più rigido e più resistente. Utensili in metallo duro può essere eseguito a velocità 2 a 2,5 volte più veloce di HSS. Quando si utilizzano utensili in metallo duro in modo che la vostra macchina utensile è rigido con un fuso solido e che i titolari hanno poca o nessuna eccentricità. A causa della natura fragile di carburo e le velocità alle quali utensili in metallo duro sono tipicamente eseguite, la rigidità è fondamentale per evitare la rottura dell'utensile.
Coatings: frese può essere ulteriormente rivestito con ceramiche come nitruro di titanio alluminio (TiAlN, aka AlTiN), nitruro di titanio (TiN), nitruro di carbonio titanio (TiCN), e così via. Di questi, il grigio bluastro rivestimento TiAlN è più comune, e dalla virtù di ridurre l'attrito e migliorare la durezza, aumenta la velocità di taglio del metallo fino al 20%. Si estende la durata dell'utensile.
Altri tipi di strumenti utilizzati nel nostro FabLab:
In metallo duro Punte a forare PCB. Carbide PCB Incisione V Bit Bit Diamante dentale per incidere PCB

Questo documento si basa in fonti diverse. Su di loro è la documentazione in linea del FabLab Hardvard: http://www.gsd.harvard.edu/ # / gsd-resources/fabrication-laboratory/index ....

Durezza

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera

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In questo articolo si occupa della durezza di solidi . Per altri significati, vedi Durezza (chiarimento delle ambiguità) .

Durezza è la resistenza meccanica , un materiale della penetrazione meccanica di un corpo di prova più duro oppone. A seconda del tipo di azione è diverso a diversi tipi di durezza. Dom durezza non è solo la resistenza al corpo duro ma anche contro morbida, il corpo rigido. La definizione di durezza diversa da quella di resistenza , che è la resistenza di un materiale alla deformazione e separazione.
La durezza è una misura della resistenza all'usura dei materiali. Rigidi lenti graffiare meno, temprati ingranaggi si consumano di meno. Nella scelta degli utensili da taglio , come testa di fresatura o strumento tornio , la durezza di particolare importanza, il taglio è difficile rimanere vivi più a lungo, ma rompere più veloce.
Durezza e test sono un elemento centrale nel campo della fisica dello stato solido , scienza dei materiali e l'analisi dei materiali e in scienze della terra per la caratterizzazione di rocce e minerali . Durezza è uno dei tenacità , resistenza , duttilità , la rigidità , la densità , e la temperatura di fusione delle proprietà del materiale di un materiale.

Prova di durezza su un rotolo nel 1900

Durezza e forza [ Modifica ]

La durezza di un materiale è solo parzialmente qualcosa con forza per fare del materiale, anche se la forza dei metodi di prova per misurare la durezza, la profondità di penetrazione sui vari campioni di prova sono basati influenzati. L'influenza della resistenza può essere ottenuto mediante misurazione di film sottili ridotta, ma non completamente evitati.
In alcuni casi, la durezza di un materiale è, tuttavia, in un umwertbaren relativa a forza materiale. Poi dalla prova di durezza relativamente poco costoso di solito molto più costoso prova di trazione vengono sostituiti. Di importanza pratica è la possibilità di effettuare una nuova valutazione della durezza Vickers Brinell e sulla resistenza alla trazione di acciai strutturali. Così, per esempio, in prove su strutture in acciaio possono essere rilevati confusione materiale.
Molti materiali hanno elevata durezza ed elevata fragilità , possono quindi difficilmente deformarsi plasticamente e improvvisamente collassare. Questa è la base, tra l'altro, la tecnica di taglio del vetro .
Per la costruzione dei componenti deve essere equilibrata durezza e tenacità senso: La rigido, componente fragile rompe facilmente, una volta che si verifica un carico di punta. Tough (meno dura) materiale sarebbe senza danno o con solo piccoli effetti. Nel secondo caso si consumano molto velocemente. Lo scopo è, pertanto, spesso, una grande area interna (core) in robusto, resistente materiale con uno strato superficiale molto difficile da prevedere. Questo ha due vantaggi: La resistenza all'usura aumenta e crepe possono formare molto peggio. I carichi effettivi sono riprese in esterni.

Prova di durezza e durezza scale [ Modifica ]

Nella scienza dei materiali, in particolare nei metalli, metodi di prova utilizzati sono principalmente ciò che il rientro misura. In questo i campioni di prova standard vengono premuti, alle condizioni stabilite nel pezzo. Seguendo la superficie o la profondità della rientranza permanente viene misurata. In linea di principio, viene fatta una distinzione statica e dinamica metodi di prova di durezza. I metodi di prova dinamici per portare il carico sul pezzo da controllare in un tratto, nel metodo statico, il carico è costante o lentamente aumentando.

Martens prova di durezza (durezza universale) [ modifica ]

Il nome di durezza universale smentisce il reale utilizzo in ambienti industriali. Lì, e anche in laboratorio questo metodo è usato molto raramente.
La durezza Martens prova era dal fisico tedesco Adolf Martens nome (1850-1914) ed è anche chiamato indentazione strumentata. Nel 2003, la durezza universale è stata ribattezzata la durezza Martens. Il processo è descritto nella norma ISO 14577 (Materiali metallici - rientro di prova strumentato per i parametri di durezza e materiali) standardizzato.
In questo metodo, durante il carico - continuamente e fase di scarica, la forza e la profondità di penetrazione misurata. La durezza Martens (HM) è definita come il rapporto tra la forza massima specificata per l'area di contatto corrispondente e in Newton per millimetro quadrato.
A differenza del Vickers o Brinellverfahren è determinato non solo il comportamento plastico del materiale, ma dalla curva di misura ottenuta può anche parametri dei materiali, come il rientro (rientro elastico - E _IT ), che Eindringkriechen (C _IT ) e plastica elastica e deformazione plastica può essere determinato.
Come penetratore stanno seguendo le forme più comuni: la piramide Vickers (vedere il metodo Vickers), una sfera di metallo duro, un diamante penetratore sferico e il penetratore Berkovich. Il penetratore Berkovich ha una punta come un normale tetraedro . bordo con angolo di 65 ° Il contorno delle impressioni è tipicamente approssimativamente triangolare. ^[1]
La conversione della profondità di penetrazione della superficie di contatto deve essere determinato per ciascun Eindringkörperform. L'area di contatto è calcolata per il corpo Vickers e Berkovich dal prodotto del quadrato della profondità di penetrazione e la costante di 26,43.

Test di durezza Rockwell (HR) [ modifica ]

Vedi anche : Rockwell (unità)

Ci sono diversi dell'ingegnere americano e fondatore Stanley Rockwell nel 1920 i metodi di prova di durezza sviluppati che sono specializzati per determinati settori. Le procedure sono differenti con l'unità HR e in una successiva identificazione; esempi di designazione sono Rockwell HRA, HRB, HRC ^[2] o HR15N in prova di durezza su fogli fino ad uno spessore di 0,20 mm e oltre HR15T HR30Tm.
La durezza Rockwell di un materiale risultante dalla profondità di penetrazione di un campione a richiesta di un particolare carico pre-e test. Campioni, le forze, la durata, e le formule di unità sono definiti nella norma DIN EN ISO 6508-1 (ex DIN EN 10109). Con un carico di prova predeterminato, il campione è polarizzato nella superficie del pezzo da testare. La profondità di penetrazione del provino viene utilizzato come pre-carico nel piano di riferimento. Poi il penetratore per un periodo di almeno due secondi, e un massimo di sei secondi viene caricato con il carico principale. Allora questa viene rimossa, in modo che solo il pre-carico è efficace. La differenza di profondità di penetrazione prima e dopo il posizionamento del carico principale è una misura della durezza Rockwell del materiale. Le unità Rockwell calcolato dopo (a seconda applicata Normskale diverso) formula dalla profondità di penetrazione. La profondità di penetrazione del provino è a un indicatore rilevato che è collegato alla sonda.
Nel metodo di C scala (unità HRC) a è a forma di cono provini di diamante con un angolo di punta di 120 ° ed una punta arrotondata con un raggio di 0,2 mm viene utilizzato (la C sta per la parola inglese cono per "cono"). Questo metodo viene utilizzato principalmente per materiali molto duri vengono utilizzati. Come altre sfere di metallo duro Rockwelleindringkörper vengono utilizzati con un diametro di 1,5875 millimetri (HRB, HRF, HRG) o 3,175 millimetri (HRE, e SAR HRK).
Esperimento:

Pre-carico (dare al HRA, HRB, HRC, ecc: 10 kg (~ 98 N) a HRN e HRT: 3 kp (~ 29,4 N)
Calibro a zero
Forza principale, oltre a rinunciare (ad esempio, HRB = 90 kp (~ 882,6 N), HRC = 140 kp (~ 1372,9 N))
Tempo di esposizione dipende dal comportamento allo scorrimento del materiale:
2 s - 3 s $\ Rightarrow$ per metalli senza tempo-dipendente comportamento plastico
3 s - 6 s $\ Rightarrow$ per i metalli con dipendenti dal tempo comportamento plastico
Forza abrogazione principale
Durezza valore letto dal comparatore
Pre-carico di raccogliere

La prova Rockwell è molto veloce, ma richiede prestazioni elevate sul serraggio del campione nell'apparecchio di prova. Non è adatto per campioni che producono il tester elastico, per esempio, tubi .
Esempi di durezza Rockwell:

uno albero in un riduttore per esempio, può avere una durezza di 48 HRC,
uno in acciaio inox - lama " acciaio inox "durezza 53 HRC,
una lama di coltello in giapponese Shiro-Gami-acciaio (acciaio carta bianca) la durezza fino a 61 HRC,
uno di Ao-Gami-acciaio (acciaio carta blu), anche una durezza fino a 65 HRC.

Sopra 65 HRC solito infinite possibilità per la lavorazione con definiti taglienti ^[3] delle superfici (tornitura, foratura, fresatura), più dure superfici devono essere levigato (lavorazione con taglienti geometricamente definiti).
Campo di misura: ammesso per il processo di valori di durezza sono 20 <HRC <bugia 70

Prova di durezza Brinell [ Modifica ]

Prova di durezza Brinell

Kugelschlaghärteprüfgerät

Con l'ingegnere svedese Johan agosto Brinell nel 1900 e sviluppato la esposizione mondiale di Parigi ha presentato il metodo di prova di durezza viene utilizzato in metalli duri morbidi e medio (DIN EN ISO 6506-1 e ISO 6506-4) come acciaio dolce, leghe di alluminio, in legno (ISO 3350) e per materiali a struttura eterogenea, come la ghisa, viene utilizzato. Qui, è una sfera in metallo duro con un carico di prova fisso F premuto sulla superficie del pezzo di prova.
In precedenza, come aggiunta alla palle penetratore carburo e sfere di acciaio utilizzato. Dopo lo stato finale di standardizzazione, una sfera d'acciaio a partire dal 2006, tuttavia, non è più consentito. La norma prevede ora per tutte le palle le sostanze di metallo duro prima. Le perle utilizzati hanno un diametro di 10 mm, 5 mm, 2,5 mm, 2 mm e 1 mm.
Dopo un tempo di esposizione di 10 a 15 secondi per acciai e ghisa , e da 10 a 180 secondi per i metalli non ferrosi e loro leghe, il diametro della rientranza permanente è misurata nel pezzo e determina la superficie dell'impronta. Per essere determinato è il diametro d media di due diametri perpendicolari reciprocamente d ₁ e d ₂ dell'impronta permanente. In anisotropo deformazione della durezza necessaria per calcolare il diametro più grande è d ₁ e piccolo diametro d ₂ media.

$d = \ frac {d_1 + d_2} {2}$

La durezza Brinell è definito come il rapporto tra il carico di prova alla superficie impressione. La forza di prova in Newton è moltiplicato per il valore di 0,102 (cioè l'inverso di 9,81) per l'alimentazione di unità Newton nella precedente unità Kilopond convertire. Questo assicura che le misurazioni di durezza con unità moderne producono lo stesso risultato come valori storici basata su unità oggi obsolete.

$HBW = \ frac {0 102 \ cdot 2 \ cdot {F}.} {\ Pi \ cdot D \ cdot \ left (A - \ sqrt {D ^ 2-d ^ 2} \ right)}$

Nella formula precedente, la forza F è in N , la palla diametro D, e la media impressione diametro d in mm. Il valore dei risultati denominatore della formula per la superficie della faccia circolare di un segmento sferico, una cosiddetta calotta .

Specifica standardizzata di durezza [ Modifica ]

Secondo la norma DIN EN ISO 6506-1 a partire dal 03/2006 deve essere vicino al valore di durezza e il metodo utilizzato, il diametro della sfera e il carico di prova deve essere sempre specificato con.

Esempio: 345 HBW 10/3000

in cui:

345 = valore di durezza
HBW = procedura ^[4] (W è il materiale della palla di prova: carburo di tungsteno)
10 = diametro della sfera D in mm
3000 = Forza di prova in kp

Con un carico che richiede più di 15 secondi, il tempo di caricamento è dato anche. Esempio: 210 HBW 5/10/60
È una modifica delle prove con il Brinell Poldi martello , in cui è formata l'impressione della palla da un martello indefinito mano. A causa del carico improvviso è una prova di durezza dinamica. Il pallone entra posteriore in una asta di metallo con una durezza definito. Dal rapporto tra il diametro indentazione poi la durezza del campione può essere calcolata. Il metodo ha il vantaggio che può arbitrariamente montato esemplari e componenti costruiti può essere controllato localmente. I valori di durezza così determinati non corrispondono esattamente i valori di durezza determinati staticamente per le affermazioni fatte nel settore, ma sono sufficienti nella maggior parte dei casi. Il termine "Poldi" deriva dalla pianta stesso acciaio in lingua ceca Kladno , dove questo metodo di test è stato sviluppato.
Con acciai non legati e basso possibile dal Brinell con certa tolleranza della resistenza alla trazione ( R _m ) del materiale può essere derivata. R _m ~ 3,5 × HBW

Durezza Vickers di prova (HV) [ modifica ]

Durezza Vickers di prova

Un non-standard di impronta (sbagliato) di un tester Vickers inciso in acciaio temprato

Il test Brinell è molto simile a quello nel 1925 da Smith e Sandland e sviluppato dalla società aerospaziale britannica Vickers test chiamato durezza, che viene utilizzato per il test di materiali omogenei ed è utilizzato anche per testare la durezza superficiale o sottili induriti pezzi e bordi. E 'nella norma DIN EN ISO 6507-1:2005 per -4:2005 ^[5] controllato. In contrasto con la prova Rockwell è un triangolo equilatero piramide di diamante con un angolo di apertura di 136 ° viene premuto con una forza di prova predeterminato al pezzo. Dal rilevata per mezzo di un microscopio di misura della lunghezza della diagonale del rientro impressione permanente la superficie è calcolato. Il rapporto di forza di prova in Newton sulla superficie impressione ( d in millimetri) viene moltiplicato per un fattore di 0,1891, la durezza Vickers (HV, Eng. VHN = durezza Vickers Number ). È stato sviluppato come prova di durezza, era pratica comune per specificare la forza di prova in newton dell'unità, e il fattore era 1,8544 (= 2 * sin 136 ° / 2).

$HV = \ frac {{0,} 102 \ times 2 \ cdot R \ cdot \ sin \ frac {136 ^ \ circ} {2}} {d ^ 2} \ approx 0 {,} 1891 \ frac {{F} d ^ 2}$

è qui

$d = \ frac {d_1 + d_2} {2}$

Il numero 0,102 è la conversione di Newton in newton.
La prova di durezza Vickers è suddiviso in tre aree:

Prova di durezza Vickers: F 49,03 N ≥
Prova di durezza Vickers piccola forza: 1961 N = F <49,03 N
Microdurezza Vickers di prova: 0.098 N = F <1,961 N

Specifica standardizzata della durezza Vickers [ Modifica ]

Oltre al valore di durezza è anche utilizzato il metodo di prova ed il carico di prova deve sempre essere specificato con.

Esempio: 610 HV 10

in cui:

610 = valore di durezza
HV = processo
10 = forza di prova F in newton

Con un carico che non ultimi 10 o 15 s, il tempo di caricamento sono anche dato. Esempio: 610 HV 10/30
La prova Vickers viene normalmente eseguita ad una unità di prova fissa, che non ondeggi, o può essere disturbato. Per testare componenti di grandi dimensioni e / o solido, è anche durometri portatili, che sono magneticamente o meccanicamente collegati o sul provino.
La prova di durezza Vickers è versatile ed è un quasi-test non distruttivi, poiché solo una piccola parte del danno, che spesso possono essere accettate. I componenti che non mostrano alcun danno dopo il test, è considerato un metodi di prova distruttivi, perché il componente viene danneggiato dalla prova di durezza Vickers.
Vale, ad esempio, la durezza Vickers della parola "45h" in viti con esagono o "14H" e "22H" in viti con intaglio e in odontoiatria in leghe dentali . Le classi di resistenza 14H, 22H, 33H e 45H si ottiene dividendo i valori di durezza di 10, che corrispondono quindi Durezza Vickers HV (min.) di 140, 220, 330 e 450

Leghe dentali [ Modifica ]

La durezza di Vickers dentale metalli per leghe di metallo prezioso con il carico di prova HV5 (5 kgf corrisponde 49,03 N) e NEM misurata leghe con HV10.
Per leghe dentali tre valori di durezza si possono distinguere:

s = morbido, durezza della lega come ricevuto e dopo ricottura
una indurito =, durezza della lega ad un trattamento termico specifico = "ricompensa"
g / b = remunerazione sé: durezza della lega, che può essere ottenuto mediante raffreddamento lento dopo fusione può

Durante l'esecuzione della prova è di assicurare che il tempo di permanenza del carico di prova è 10-15 s. Il campione deve essere saldamente fissata e l'area di prova di essere assolutamente perpendicolare alla direzione di prova. Dirt, ecc devono essere rimossi. Il test ha avuto successo, se i bordi dell'impronta e tutta la parte superiore della piramide vengono premuti nel centro. In pratica, si consiglia di eseguire le impressioni più, il massimo. e min. Valore di queste misurazioni essere ignorato e per determinare la media dei rimanenti.

Prova di durezza Knoop [ Modifica ]

Una variante del test di durezza Vickers, prova di durezza Knoop è (DIN EN ISO 4545-1 a -4: Materiali metallici - Prova di durezza Knoop), dal fisico americano e ingegnere Frederick Knoop stato sviluppato 1939a ^[6] La in Vickers Test punta di diamante in equilatero la prova Knoop una forma romboidale. Gli angoli di punta sono 172,5 ° e 130 ° per il tempo corto della pagina. Solo la diagonale lunga della rientranza viene misurata. Il test Knoop viene spesso utilizzato per materiali fragili come la ceramica o materiali sinterizzati , la misurazione della durezza dei sistemi di rivestimento, che rappresenta il metodo più accurato di misurazione

$HK = 1 {,} 451 \ frac {F} {2} ^ L_d$

Shore Prova di durezza [ Modifica ]

Dispositivo portatile per la prova di durezza di elastomeri: Proprio sotto l'ago per la penetrazione

6 Piastra mm di gomma di spessore nella metro, circa l'ago che penetra il tester di durezza Shore

Per elastomeri [ Modifica ]

La durezza Shore sviluppato nel 1915 dalla American Shore Albert ^[7] , è un parametro materiale per elastomeri e materie plastiche, e si trova nelle norme DIN 53505 e DIN 7868 Il nucleo del durometro Shore costituito da un perno caricato a molla in acciaio temprato. La sua profondità di penetrazione nel materiale da testare è una misura della durezza Shore, su una scala da 0 Shore (2,5 penetrazione mm) a 100 Shore (0 mm di profondità) viene misurata. Un numero elevato indica una elevata durezza. Con un tester di durezza Shore di un dispositivo aggiuntivo può essere impiegata per il campione da misurare con una forza di 12,5 Newtons a Shore A 50 Shore D o presse di Newton sulla tavola di misura. Nel determinare la durezza Shore, temperatura svolge un ruolo più importante nella determinazione della durezza dei materiali metallici. Così qui, la temperatura obiettivo di 23 ° C è la temperatura intervallo di ± 2 K limitata. Lo spessore del materiale deve essere di almeno 6 mm. La durezza della gomma da rete (= gomma reticolata debolmente morbida, gomma altamente reticolato =) determinata. Ma il contenuto di riempitivo è cruciale per la durezza di un articolo di gomma.

Shore A è indicato per elastomeri morbido, come misurato da un ago con una punta smussata. La faccia di estremità del tronco di cono ha un diametro di 0,79 millimetri, l'angolo di apertura è di 35 °. Peso della base: 1 kg, tempo di sosta: 15 palmari s di solito devono essere letti immediatamente quando viene premuto sul campione, il valore visualizzato diminuisce con più tempo di mantenimento.
Shore D viene specificato quando i denti elastomeri come misurato con un ago, che si rastrema con un angolo di 30 ° ed ha una punta sferica con un raggio di 0,1 millimetri. Peso della base: 5 kg, tempo di sosta: 15 s

Le misure sono anche trovato a terra e B Shore C, anche se sono raramente usati. Questi test ogni combinare il tronco di cono del Shore dell'inchiesta A e Shore D con il carico di prova altro.
Un metodo simile è metrologico determinare la IRHD = "International Rubber Hardness Degree", in tedesco anche microdurezza chiamato.

Per i metalli [ Modifica ]

Questo metodo si basa sul principio che una pallina cade al pezzo (o un albero con una punta a sfera) rimbalza più o meno, a seconda della durezza del pezzo e l'altezza di caduta. È poco utilizzata, in quanto, anche se è un metodo molto semplice, la precisione sia la massa del pezzo (per piccoli pezzi può facilmente venire a scivolare) e dipende dall'asse verticale perfetta del caso. La misurazione della durezza è espressa in punti Shore ed è solo standardizzato per cilindro grande terreno.

Prova di durezza Barcol [ Modifica ]

Il Barcol è una scala di durezza di materie plastiche rinforzate con fibra di vetro (FRP). Secondo DIN EN 59 è come una durezza Shore dell'aiuto di uno strumento portatile e un tronco di cono con una cima piatta determinata.

Prova di durezza Buchholz [ Modifica ]

La durezza Buchholz è per vernici utilizzate, e può essere liscia, almeno (10 + profondità di penetrazione micron) vengono usate spesse non elastiche rivestimenti. Per determinare la durezza Buchholz secondo DIN 53 153, ISO 2815, il tester Durezza Buchholz, che consiste in un tondo, ruota tagliente (= doppio tronco di cono) e un contrappeso, previsto per 30 secondi sulla superficie orizzontale, e quindi la lunghezza impressione 20 con una ingrandimento volte microscopio misurata. La durezza Buchholz viene quindi ottenuta utilizzando la seguente formula ^[8] :

$\ {Testo} resistenza rientranza (\ text {} Buchholz) = \ frac {100 \, \ mathrm {mm}} {\ mathrm {Eindruckl \ DDOT essere}}$

Per una migliore visibilità della lunghezza del corpo impressione è fornito con una lampada ad un angolo di 30 ° rispetto al piano perpendicolare al corpo illuminato impressione, per cui il sito impressione dal resto finitura molto brillante.

Leeb Prova di durezza [ Modifica ]

→ Articolo principale : tecnica di rimbalzo Leeb

La prova di durezza Leeb è stato applicato nel 1978 ^[9] e misura l'energia applicata sul rimbalzo.

Durezza Mohs di prova [ Modifica ]

Targa commemorativa per Friedrich Mohs a Vienna

Il valore di durezza può essere determinata solo dal confronto diversi materiali o stati materiali.
Tessuti rigidi scratch morbido. Questa intuizione si basa sulla prova di durezza Mohs Friedrich (1773-1839), utilizzati principalmente nel mineralogia viene utilizzato. Mohs, un geologo graffiato, diversi minerali contro l'altro, così allineandoli secondo la loro durezza. Con l'assegnazione di valori numerici per esemplari minerali diffusi e quindi facilmente raggiungibili portato ad una scala ordinale , la scala di Mohs, che si trova nella mineralogia e geologia fino ad oggi in un servizio ampio. Le differenze di durezza tra i minerali riferimento individuali sono non lineari. Informazioni sulla durezza dei minerali sempre riferimento alla scala Mohs, se non diversamente specificato. Nella lista per il confronto è anche chiamato assoluta durezza abrasiva durezza Rosiwal che caratterizza il lavoro di macinazione della sostanza e dà una migliore impressione di durezza dei rapporti reali. Entrambe le scale di durezza sono senza unità. Inoltre, nella tabella, la durezza è indicato dal metodo Vickers. Essa riflette il meglio con prova di durezza standard di oggi.
Per quanto riguarda la disponibilità e l'assistenza a lungo termine di minerali come gemme spesso una classificazione qualità più scadente è data. Minerali dom applicare la durezza Mohs 1 e 2 come morbido, da 3 a 5 medio-duro, e tutti i minerali sulla durezza Mohs 6 sono descritti come duro. ^[10]^[11]

Minerale	Durezza (Mohs)	durezza assoluta	Durezza Vickers HV in	Commento
Talco	1	0,03	2,4	con unghia schabbar
Gesso o salgemma	2	1,25	36	graffiato con l'unghia
Calcite (calcite)	3	4,5	109	graffiato con moneta di rame
Fluorite (fluorite)	4	5.0	189	con coltello ben resistente ai graffi
Apatite o manganese	5	6,5	536	con il coltello ancora resistente ai graffi, il più duro tessuto umano lo smalto dei denti ha questo grado di durezza ^[12]
Ortoclasio (feldspato)	6	37	795	graffiato con file in acciaio
Quarzo	7	120	1120	graffi finestra di vetro
Topazio	8	175	1427
Corindone	9	1000	2060	Una varietà di corindone è zaffiro .
Diamante	10	140000	10060	più difficile in natura minerale, solo a se stessi e (in caso di riscaldamento) di nitruro di boro resistente ai graffi. Nel frattempo, pochi, prodotti artificialmente, materiali noti più duri, tra cui: ADNR .

Prove di durezza più speciali [ Modifica ]

Inoltre, alcuni particolari metodi di prova di durezza sono comuni:

La prova di durezza universale nel 2003 è stata ribattezzata la durezza Martens prova e nella norma DIN EN ISO 14577 (Materiali metallici - rientro di prova strumentato per la durezza dei materiali e dei parametri), istituito
Quando la pressione di prova a sfera secondo EN ISO 2039-1 per le materie plastiche che lavorano con le palle di 5,0 mm di diametro, un carico iniziale di 9,8 N e carichi di prova di 49,0, 132, 358 o 961 N. La profondità di penetrazione deve essere compreso tra 0,15 mm e 0,35 mm. Ciò si traduce in un carico di prova ridotta e infine viene palla indentazione durezza HB lettura in N / mm ² o calcolata da una tabella.
Carbone di Index Hardgrove .
Nanoindentazione

Unità [ Modifica ]

La durezza Mohs e la durezza assoluta sono variabili adimensionali.
La disposizione corretta fisica dell'unità Vickers e prova di durezza Brinell sarebbe 1 N / m o 1 N / mm ². Ma si deve notare che questo metodo di prova all'inizio del 20 Secolo sono stati sviluppati e da allora sono stati standardizzati in norme più dettagliate e internazionalizzato. Che ha una notazione un po 'astratto per i fisici dei valori di durezza e il risultato unità. Come unità di durezza è l'abbreviazione del metodo di prova e la prova è data.
Alcuni esempi illustrano questo:

Durezza Vickers di prova:

610 HV 10

in cui:

610 = valore di durezza

HV = processo

10 = Forza di prova in newton

Prova di durezza Brinell:

345 HBW 10/3000

in cui:

345 = valore di durezza

HBW procedura = (informazioni come HB, HBS sono obsoleti.)

10 = sfera di diametro D in mm

3000 = Forza di prova in newton

Con un carico che richiede più di 15 secondi, il tempo di caricamento può anche essere specificato. Esempio: 210 HBW 5/750/60

Durezza Rockwell test:

58 HRC

in cui:

58 = valore di durezza

HRC = metodi di prova

Newton e Chilogrammo:

In precedenza la forza è stata misurata in newton. Una forza chilogrammo corrispondeva al peso di un chilogrammo. La conversione dell'unità della forza da Pond sull'unità Newton aveva. Correzione delle formule utilizzate per calcolare il risultato durezza Questa correzione è già inclusa nell'articolo. Viene utilizzato per la determinazione del valore di durezza forza dell'unità Newton e il fattore di correzione, il risultato è lo stesso con l'uso del kilopond potenza. Questo ha il vantaggio che i vecchi, a "Kilopondzeiten" valori di durezza determinati restano valide.

Quando si specifica la procedura per motivi pratici Kilopond ancora utilizzati perché anche i numeri possono essere utilizzati.

Tempra e la lavorazione [ Modifica ]

La durezza dell'acciaio può essere influenzato durante la produzione - si veda anche disagio .
Sopra una durezza di circa 60 (durezza Rockwell HRC) di solito finiscono le possibilità di taglio lavorazione con definiti taglienti delle superfici, vale a dire da tornitura, foratura o fresatura. Harder superfici devono tagliare o erosa , stai parlando di lavorazione con taglio geometricamente definito.

Rivalutazione [ Modifica ]

Quando si tratta di diversi metodi di prova di durezza, è spesso necessario rivalutare il valore di durezza misurata di un metodo in un metodo diverso, o resistenza alla trazione. Per questo motivo, sulla base di una pluralità di confronti tra i valori empirici sono stati determinati Umwertungstabellen creati e standardizzato nella norma pertinente (EN ISO 18.265 (precedentemente DIN 50 150)).
Importante per diversi materiali e diverse fasi di trattamento termico sono tabelle diverse. I gradi sono compresi nella norma EN 18265 anche elencato.
Il seguente Umwertungstabellen può quindi essere considerato solo come guida. Una rivalutazione standardizzata corrispondente norma deve essere utilizzato. Se ci si sposta, ma nella progettazione di componenti, i limiti del possibile, delle dichiarazioni rese nei metodi di normalizzazione e di ipotesi spesso non sono sufficienti a garantire una corretta interpretazione e l'esame.

Rivalutazione	Fattore
$HB \ Leftrightarrow HV$	$HB \ circa 0 {,} 95 HV$
$HRB \ Leftrightarrow HB$	$HRB \ circa 176 - \ frac {1165} {\ sqrt {HB}}$
$HRC \ Leftrightarrow HV$	$HRC \ circa 116 - \ frac {1500} {\ sqrt {AT}}$
$HV \ Leftrightarrow HK$	$HV \ ca HK$ (Nel campo di basso carico)
$R_m \ ca c HB$
Acciaio (bcc - Fe matrice)	3,5
Cu e lega di rame ricotto	5,5
Cu e Lega di rame lavorato a freddo	4.0
Al e Al-lega	3,7

Tabella di conversione manca seguenti informazioni importanti: Non è specificato, (utilizzato) per cui l'acciaio (Es. S235JRG2?), i valori di resistenza. La dichiarazione sui "diversi tipi di metallo duro" è troppo vago. (Wahrsch e sbagliato.)
Potete aiutare Wikipedia, permettendo loro recherchierst e incollarlo , ma per favore non copiare testi stranieri in questo articolo.

Tabella di conversione ^[13] per la resistenza alla trazione, Brinell ^[14] -, Rockwell, durezza Vickers.
Resistenza alla trazione (per acciai al carbonio e basso legati.)	Brinell	Rockwell			Durezza Vickers
MPa	HB	HRC	HRA	HRB	HV
-	-	68	86	-	940
-	-	67	85	-	920
-	-	66	85	-	880
-	-	65	84	-	840
-	-	64	83	-	800
-	-	63	83	-	760
-	-	62	83	-	740
-	-	61	82	-	720
-	-	60	81	-	690
-	-	59	81	-	670
2180	618	58	80	-	650
2105	599	57	80	-	630
2030	580	56	79	-	610
1955	561	55	78	-	590
1880	542	54	78	-	570
1850	517	53	77	-	560
1810	523	52	77	-	550
1740	504	51	76	-	530
1665	485	50	76	-	510
1635	473	49	76	-	500
1595	466	48	75	-	490
1540	451	47	75	-	485
1485	437	46	74	-	460
1420	418	45	73	-	440
1350	399	43	72	-	420
1290	380	41	71	-	400
1250	370	40	71	-	390
1220	376	39	70	-	380
1155	342	37	69	-	360
1095	323	34	68	-	340
1030	304	32	66	-	320
965	276	30	65	-	300
930	276	29	65	105	290
900	266	27	64	104	280
865	257	26	63	102	270
835	247	24	62	101	260
800	238	22	62	100	250
770	228	20	61	98	240
740	219	-	-	97	230
705	209	-	-	95	220
675	199	-	-	94	210
640	190	-	-	92	200
610	181	-	-	90	190
575	171	-	-	87	180
545	162	-	-	85	170
510	152	-	-	82	160
480	143	-	-	79	150
450	133	-	-	75	140
415	124	-	-	71	130
385	114	-	-	67	120
350	105	-	-	62	110
320	95	-	-	56	100
285	86	-	-	48	90
255	76	-	-	-	80

sabato 26 gennaio 2013

Foratura laser

Contenuto

[ modifica ] Applicazioni

[ modifica ] Teoria

[ modifica ] Fenomeni fisici

[ modifica ] Modelli precedenti

[ modifica ] assorbimento di energia laser e melt-vapore frontale

[ modifica ] Melt espulsione

[ modifica ] effetto forma di impulsi

[ modifica ] Conclusione

Taglio laser

Contenuto

[ modifica ] Storia

[ modifica ] Tipi di

[ modifica ] Processo

[ modifica ] Le tolleranze e finitura superficiale

[ modifica ] configurazioni della macchina

[ modifica ] Pulsing

[ modifica ] Vantaggi e svantaggi

[ modifica ] Produzione e velocità di taglio

[ modifica ] Vedi anche

Fresatura CNC: Introduzione alla DeskProto

PWM

Fresatura CNC: Introduzione agli strumenti da taglio

Durezza

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Durezza e forza [ Modifica ]

Prova di durezza e durezza scale [ Modifica ]

Martens prova di durezza (durezza universale) [ modifica ]

Test di durezza Rockwell (HR) [ modifica ]

Prova di durezza Brinell [ Modifica ]

Specifica standardizzata di durezza [ Modifica ]

Durezza Vickers di prova (HV) [ modifica ]

Specifica standardizzata della durezza Vickers [ Modifica ]

Leghe dentali [ Modifica ]

Prova di durezza Knoop [ Modifica ]

Shore Prova di durezza [ Modifica ]

Per elastomeri [ Modifica ]

Per i metalli [ Modifica ]

Prova di durezza Barcol [ Modifica ]

Prova di durezza Buchholz [ Modifica ]

Leeb Prova di durezza [ Modifica ]

Durezza Mohs di prova [ Modifica ]

Prove di durezza più speciali [ Modifica ]

Unità [ Modifica ]

Tempra e la lavorazione [ Modifica ]

Rivalutazione [ Modifica ]

Vedi anche [ modifica ]

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