การตัดโลหะคืออะไร?

การแนะนำ

การตัดโลหะเป็นรากฐานที่สำคัญของการผลิตที่ทันสมัยมีบทบาทสำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์มากมาย ตั้งแต่อุตสาหกรรมยานยนต์ไปจนถึงวิศวกรรมการบินและอวกาศความสามารถในการกำจัดวัสดุออกจากชิ้นงานโลหะเป็นสิ่งจำเป็น กระบวนการของ การตัดโลหะ เกี่ยวข้องกับเทคนิคต่าง ๆ แต่ละอย่างปรับให้เหมาะกับวัสดุเฉพาะการออกแบบและการใช้งานที่ใช้แล้ว บทความนี้นำเสนอแนวคิดพื้นฐานของการตัดโลหะตรวจสอบวิธีการต่าง ๆ การสนับสนุนเชิงทฤษฎีและความก้าวหน้าที่สร้างอุตสาหกรรม

คำจำกัดความของการตัดโลหะ

การตัดโลหะเป็นกระบวนการกำจัดวัสดุที่ไม่พึงประสงค์ออกจากชิ้นงานโลหะในรูปแบบของชิปเพื่อสร้างรูปร่างที่ต้องการหรือเสร็จสิ้น การกำจัดวัสดุนี้ทำได้ผ่านการประยุกต์ใช้กำลังโดยใช้เครื่องมือที่ยากกว่าวัสดุชิ้นงาน การดำเนินการตัดสามารถทำได้โดยใช้เครื่องจักรและเครื่องมือต่าง ๆ ตั้งแต่อุปกรณ์แมนนวลอย่างง่ายไปจนถึงเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน

ประเภทของการตัดโลหะ

การดำเนินการตัดโลหะมีความหลากหลายแต่ละแห่งมีจุดประสงค์เฉพาะในการสร้างและสร้างส่วนประกอบโลหะ การทำความเข้าใจการดำเนินการเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกวิธีที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด

การทำให้เสียดสี

Blanking เกี่ยวข้องกับการตัดรูปร่างแบนจากแผ่นโลหะซึ่งชิ้นส่วนที่ถูกเจาะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการหรือที่รู้จักกันในชื่อ 'ว่างเปล่า ' โลหะที่เหลือจะถูกทิ้งเป็นเศษซาก Blanking ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่จำเป็นต้องมีการผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันเช่นในการผลิตเหรียญเกียร์และส่วนประกอบเครื่องประดับ

การต่อยหรือเจาะ

การเจาะหรือที่รู้จักกันในชื่อการเจาะเป็นการตัดที่มีการสร้างรูในแผ่นโลหะ ซึ่งแตกต่างจาก Blanking วัสดุที่ถูกลบออกถือว่าเป็นของเสียและแผ่นที่มีรูเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ การเจาะเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างส่วนประกอบเช่นหน้าจอโลหะแผ่นที่มีรูพรุนและชิ้นส่วนที่ต้องใช้หลุมยึด

รอยบาก

รอยบากเกี่ยวข้องกับการตัดชิ้นโลหะจากขอบแผ่นแถบหรือว่างเปล่า การดำเนินการนี้ใช้เพื่อลบวัสดุออกจากปริมณฑลของชิ้นงานซึ่งมักจะเตรียมการสำหรับการดำเนินการขึ้นรูปตามมา รอยบากเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างส่วนประกอบโครงสร้างและชุดประกอบที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าขอบที่แม่นยำ

การเจาะรู

การเจาะเป็นกระบวนการของการตัดรูเล็ก ๆ หลายช่องที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิดในแผ่นโลหะแบน การดำเนินการนี้มักใช้ในการผลิตวัสดุสำหรับตัวกรองหน้าจอและองค์ประกอบการตกแต่ง แผ่นโลหะที่มีรูพรุนมีบทบาทสำคัญในสถาปัตยกรรมการออกแบบอุตสาหกรรมและแอพพลิเคชั่นควบคุมเสียงรบกวน

การตัดแต่ง

การตัดแต่งวัสดุส่วนเกินที่ไม่พึงประสงค์ออกจากรอบนอกขององค์ประกอบที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ การดำเนินการนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดด้านมิติและความงามที่แม่นยำ การตัดแต่งมักใช้ในการผลิตแผงยานยนต์ที่อยู่อาศัยเครื่องใช้ไฟฟ้าและรายการอื่น ๆ ที่มีความสำคัญ

การโกนหนวด

การโกนช่วยปรับปรุงคุณภาพขอบของชิ้นส่วนที่ว่างเปล่าโดยการถอดแถบโลหะบาง ๆ ตามขอบ การดำเนินการนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำของมิติและผิวผิวซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับส่วนประกอบที่ต้องใช้ความคลาดเคลื่อนอย่างแน่นหนา การโกนมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอิเล็กทรอนิกส์

การหั่น

การเลื่อนหมายถึงการตัดแผ่นโลหะลงในแถบที่แคบลงโดยไม่ต้องผลิตชิป การดำเนินการตัดอย่างต่อเนื่องนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเตรียมวัสดุสำหรับการประมวลผลขดลวดการเดินสายและการใช้งานอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องใช้ความกว้างของแถบเฉพาะ เครื่องสลิงได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการวัสดุจำนวนมากอย่างมีประสิทธิภาพ

การเดินเท้า

Lancing เป็นการดำเนินการตัดซึ่งรูถูกตัดบางส่วนและด้านหนึ่งจะงอลงเพื่อสร้างแท็บหรือช่องระบายอากาศโดยไม่ต้องถอดวัสดุใด ๆ เทคนิคนี้ใช้ในการสร้างคุณสมบัติเช่นบานเกล็ดแท็บสำหรับการประกอบหรือช่องเปิดการไหลของอากาศในสิ่งที่แนบมา Lancing ให้ฟังก์ชั่นในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของแผ่นโลหะ

การแท้ง

การตอดเกี่ยวข้องกับการตัดชิ้นส่วนแบนออกจากแผ่นโลหะโดยทำชุดตัดขนาดเล็กและทับซ้อนกัน การดำเนินการนี้ช่วยให้สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่กำหนดเอง แท้งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาต้นแบบและการผลิตในปริมาณต่ำซึ่งความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

กระบวนการตัดโลหะ

กระบวนการตัดโลหะสามารถแบ่งได้อย่างกว้างขวางเป็นวิธีการแบบดั้งเดิมและขั้นสูง แต่ละกระบวนการมีข้อได้เปรียบที่ไม่ซ้ำกันและได้รับการคัดเลือกตามคุณสมบัติของวัสดุความแม่นยำที่ต้องการและปริมาณการผลิต

กระบวนการตัดแบบดั้งเดิม

กระบวนการตัดโลหะแบบดั้งเดิมรวมถึงการดำเนินการเช่นการหมุนการกัดการขุดเจาะและการเลื่อย วิธีการเหล่านี้ใช้แรงกลและเครื่องมือตัดเพื่อกำจัดวัสดุ ตัวอย่างเช่นในการเปิดใช้งานเครื่องมือตัดจะเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของชิ้นงานหมุนเพื่อรูปร่าง การกัดเกี่ยวข้องกับเครื่องมือตัดการหมุนวัสดุที่ถอดออกจากชิ้นงานที่อยู่กับที่

กระบวนการเหล่านี้เป็นพื้นฐานของการผลิตและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความเก่งกาจ พวกเขาอนุญาตให้มีความแม่นยำในระดับสูงและเหมาะสำหรับวัสดุที่หลากหลาย

กระบวนการตัดขั้นสูง

กระบวนการตัดขั้นสูงใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยเพื่อให้ได้ความแม่นยำและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่นการตัดด้วยเลเซอร์การตัดพลาสมาและการตัดวอเตอร์เจ็ท

การตัดด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงโฟกัสของแสงเพื่อละลายเผาไหม้หรือไอระเหย มันมีความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมและเหมาะสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อน การตัดพลาสมาใช้เจ็ทความเร็วสูงของก๊าซไอออไนซ์เพื่อหั่นด้วยวัสดุนำไฟฟ้า การตัด Waterjet ใช้น้ำแรงดันสูงบางครั้งผสมกับอนุภาคที่มีการขัดเพื่อตัดวัสดุโดยไม่สร้างความร้อน

วิธีการขั้นสูงเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูงและการสูญเสียวัสดุน้อยที่สุดเช่นการบินและอวกาศยานยนต์และการประดิษฐ์ที่กำหนดเอง

ทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังการตัดโลหะ

ความเข้าใจพื้นฐานของทฤษฎีการตัดโลหะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปรับกระบวนการตัดและปรับปรุงอายุการใช้งานเครื่องมือ

กลไกการตัดโลหะ

กลไกของการตัดโลหะเกี่ยวข้องกับการเสียรูปและการแตกหักของโลหะภายใต้การกระทำของเครื่องมือตัด เมื่อขอบตัดแทรกซึมชิ้นงานมันจะตัดออกจากชั้นของวัสดุทำให้เกิดชิป กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือความเร็วในการตัดอัตราการป้อนและคุณสมบัติของวัสดุ

การทำความเข้าใจกับความเครียดและความเครียดในชิ้นงานและเครื่องมือช่วยในการทำนายการสึกหรอของเครื่องมือการตกแต่งพื้นผิวและความแม่นยำมิติ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการจำลองมักใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัดสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ

การก่อตัวของชิป

การก่อตัวของชิปเป็นสิ่งสำคัญในการตัดโลหะที่มีผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ มีชิปหลายประเภทรวมถึงชิปขอบต่อเนื่องไม่ต่อเนื่องและชิปที่สร้างขึ้น ประเภทของชิปที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและเงื่อนไขการตัด

ชิปต่อเนื่องนั้นราบรื่นและเป็นผลมาจากการตัดวัสดุดัดด้วยความเร็วสูง ชิปที่ไม่ต่อเนื่องเกิดขึ้นในวัสดุที่เปราะหรืออยู่ภายใต้ความเร็วในการตัดต่ำ ชิปขอบที่สร้างขึ้นเมื่อวัสดุยึดติดกับขอบตัดส่งผลกระทบต่อผิวและความแม่นยำมิติ การควบคุมการก่อตัวของชิปเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาสภาพการตัดที่ดีที่สุด

การสึกหรอของเครื่องมือและผลกระทบ

การสึกหรอของเครื่องมือเป็นผลสืบเนื่องของการตัดโลหะ มันมีผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือคุณภาพพื้นผิวและต้นทุนการผลิต กลไกการสึกหรอทั่วไป ได้แก่ การสึกหรอแบบกัดกร่อนการยึดเกาะการแพร่กระจายและการแตกร้าวด้วยความร้อน

เครื่องมือตรวจสอบการสึกหรอช่วยให้สามารถเปลี่ยนเครื่องมือได้ทันเวลาเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน วัสดุและการเคลือบขั้นสูงสำหรับเครื่องมือตัดได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและยืดอายุการใช้งานเครื่องมือ

วัสดุในการตัดโลหะ

คุณสมบัติของวัสดุชิ้นงานมีผลต่อกระบวนการตัดโลหะอย่างมีนัยสำคัญ โลหะที่ถูกตัดโดยทั่วไป ได้แก่ เหล็กอลูมิเนียมทองแดงไทเทเนียมและโลหะผสม

คุณสมบัติของวัสดุเช่นความแข็งความเหนียวและการนำความร้อนส่งผลกระทบต่อแรงตัดการสึกหรอของเครื่องมือและผิวผิว ตัวอย่างเช่นการตัดเฉือนสแตนเลสต้องใช้พารามิเตอร์การตัดที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับอลูมิเนียมเนื่องจากความแตกต่างของความแข็งและพฤติกรรมการแข็งตัวของการทำงาน

เครื่องมือตัดและอุปกรณ์

การเลือกเครื่องมือตัดและอุปกรณ์ที่เหมาะสมมีความสำคัญต่อการดำเนินการตัดโลหะที่มีประสิทธิภาพ

วัสดุเครื่องมือและการเคลือบ

เครื่องมือตัดทำจากวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิและความเครียดสูง วัสดุเครื่องมือทั่วไป ได้แก่ เหล็กความเร็วสูง (HSS), คาร์ไบด์, เซรามิกและเพชร การเคลือบเช่นไทเทเนียมไนไตรด์ (TIN) และอลูมิเนียมออกไซด์ (AL ₂O ₃) เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือโดยการลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ

ความก้าวหน้าในวัสดุเครื่องมือและการเคลือบได้เพิ่มความเร็วในการตัดและอายุการใช้งานของเครื่องมืออย่างมีนัยสำคัญซึ่งทำให้เกิดผลผลิตที่สูงขึ้น

เครื่องมือเครื่องจักร

เครื่องมือเครื่องจักรให้ความแม่นยำและการควบคุมที่จำเป็นสำหรับการตัดโลหะ เหล่านี้รวมถึงเครื่องกลึง, เครื่องกัด, การฝึกซ้อมและอุปกรณ์พิเศษเช่นเครื่องตัดเลเซอร์ เครื่องจักรการควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์ (CNC) ได้ปฏิวัติการตัดโลหะโดยการเปิดใช้งานการทำงานอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูงพร้อมรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน

การบูรณาการเทคโนโลยี CNC ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีการแทรกแซงของมนุษย์น้อยที่สุดลดข้อผิดพลาดและเพิ่มประสิทธิภาพ

การตัดพารามิเตอร์

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบรรลุพื้นผิวที่ต้องการความแม่นยำมิติและอายุการใช้งานเครื่องมือ

ความเร็วในการตัด

ความเร็วในการตัดหมายถึงความเร็วที่เครื่องมือตัดประกอบชิ้นงาน มันมีผลต่ออุณหภูมิที่เขตตัดการสึกหรอของเครื่องมือและคุณภาพของพื้นผิวสำเร็จรูป ความเร็วในการตัดที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มผลผลิต แต่อาจนำไปสู่การสึกหรอของเครื่องมือมากเกินไปหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม

อัตราฟีด

อัตราการป้อนคือระยะทางที่เครื่องมือก้าวหน้าในระหว่างการปฏิวัติครั้งเดียวของชิ้นงานหรือต่อจังหวะการตัด มันมีผลต่อการก่อตัวของชิปพื้นผิวเสร็จสิ้นและแรงตัด การเลือกอัตราการป้อนที่เหมาะสมคือความสมดุลระหว่างผลผลิตและข้อกำหนดด้านคุณภาพของส่วนที่เสร็จแล้ว

ความลึกของการตัด

ความลึกของการตัดคือความหนาของชั้นที่ถูกลบออกจากชิ้นงาน การเพิ่มความลึกของการตัดสามารถลดเวลาการตัดเฉือน แต่อาจเพิ่มแรงตัดและความเสี่ยงของการล้มเหลวของเครื่องมือ การพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับความสามารถของเครื่องและความแข็งแรงของเครื่องมือเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อพิจารณาความลึกของการตัด

ของเหลวตัดโลหะ

ของเหลวตัดโลหะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการตัดโดยการระบายความร้อนโซนตัดหล่อลื่นอินเทอร์เฟซระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานและการลบชิป

ประเภทของของเหลวตัด ได้แก่ น้ำมันอิมัลชันและของเหลวสังเคราะห์ การเลือกและการบำรุงรักษาของเหลวตัดที่เหมาะสมสามารถเพิ่มอายุการใช้งานเครื่องมือปรับปรุงพื้นผิวและลดการเสียรูปความร้อนของชิ้นงาน

ความปลอดภัยในการตัดโลหะ

ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการดำเนินการตัดโลหะเนื่องจากความเสี่ยงโดยธรรมชาติของการทำงานกับเครื่องมือที่คมชัดอุณหภูมิสูงและเครื่องจักรที่เคลื่อนไหว

ผู้ประกอบการควรปฏิบัติตามโปรโตคอลความปลอดภัยรวมถึงการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) เช่นแว่นตานิรภัยถุงมือและการป้องกันการได้ยิน การบำรุงรักษาเครื่องจักรเป็นประจำและการฝึกอบรมที่เหมาะสมเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันอุบัติเหตุ

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการตัดโลหะ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีส่งผลกระทบต่อการตัดโลหะอย่างมีนัยสำคัญซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นความแม่นยำและความหลากหลาย

เครื่องจักรกลซีเอ็นซี

การตัดเฉือนซีเอ็นซีได้เปลี่ยนภูมิทัศน์การผลิตโดยอนุญาตให้มีการตัดความเร็วสูงแม่นยำและทำซ้ำได้ เครื่อง CNC สามารถดำเนินการออกแบบที่ซับซ้อนด้วยการแทรกแซงของมนุษย์น้อยที่สุดลดข้อผิดพลาดและเวลาการผลิต

การตัดเลเซอร์

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ให้ความแม่นยำที่เหนือชั้นและสามารถตัดรูปร่างที่สลับซับซ้อนในวัสดุต่าง ๆ บริษัท เช่น Baokun Laser Cutter มีความเชี่ยวชาญในการจัดหาเครื่องตัดเลเซอร์ขั้นสูงที่เพิ่มความสามารถในการผลิต การใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ใน การตัดโลหะ นำไปสู่การปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิต

การประยุกต์ใช้การตัดโลหะ

การตัดโลหะเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมจำนวนมากแต่ละแห่งมีข้อกำหนดและความท้าทายเฉพาะ

ในอุตสาหกรรมยานยนต์การตัดโลหะใช้ในการผลิตส่วนประกอบเครื่องยนต์แผงตัวถังและชิ้นส่วนส่งสัญญาณ การผลิตการบินและอวกาศขึ้นอยู่กับการตัดความแม่นยำสำหรับเฟรมเครื่องบินใบมีดกังหันและส่วนประกอบโครงสร้าง อุตสาหกรรมการก่อสร้างใช้การตัดโลหะเพื่อสร้างกรอบเหล็กสะพานและองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม

อุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นใหม่เช่นการผลิตพลังงานทดแทนและอุปกรณ์การแพทย์ยังขึ้นอยู่กับเทคนิคการตัดโลหะขั้นสูงเพื่อผลิตส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสูง

บทสรุป

การตัดโลหะยังคงเป็นกระบวนการที่สำคัญในภาคการผลิตทำให้การผลิตส่วนประกอบโลหะที่ซับซ้อนและแม่นยำจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีที่ทันสมัย ความก้าวหน้าในการตัดเครื่องมือเครื่องจักรและกระบวนการได้เพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถของการดำเนินการตัดโลหะอย่างมีนัยสำคัญ ทำความเข้าใจพื้นฐานของ การตัดโลหะ เป็นสิ่งสำคัญสำหรับมืออาชีพที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและรักษาความสามารถในการแข่งขันในอุตสาหกรรม