Руководство по отделке поверхности обработки с ЧПУ

Обработка поверхности с ЧПУ - это процесс, в ходе которого на основном материале искусственно создается поверхностный слой с различными свойствами. Это критически важный этап производства. Необработанные детали могут иметь заусенцы и шероховатости. Обработка позволяет устранить эти дефекты и повысить коррозионную стойкость, прочность и эстетичность, удовлетворяя строгим требованиям автомобильной, аэрокосмической и других отраслей промышленности. Это ключевое средство повышения добавленной стоимости и конкурентоспособности продукции.

Основная ценность: Устранение дефектов поверхности после Обработка на станках с ЧПУПовышение коррозионной стойкости, износостойкости и других свойств, а также улучшение эстетических характеристик для удовлетворения потребностей различных отраслей промышленности.

Необходимость и основная ценность обработки поверхности с ЧПУ

Обработка поверхности деталей с ЧПУ - ключевой шаг в улучшении характеристик детали. Ее необходимость отражается в трех ключевых измерениях: функциональная оптимизация, безопасность и соответствие требованиям, а также эстетическое совершенствование. С точки зрения функциональной оптимизации, усталостный ресурс необработанных лопаток авиационных двигателей снижается на 40%. Анодирование создает оксидный слой толщиной 5-20 мкм со стойкостью к соляному туману 500 часов, что соответствует требованиям MIL-A-8625 стандарты. Когда шероховатость поверхности медицинских изделий превышает Ra 0,8 мкм, риск размножения бактерий возрастает в три раза, что требует обработки до Ra ≤ 0,4 мкм, чтобы соответствовать стандартам. ISO 10993 требования к биосовместимости.

С точки зрения безопасности и соответствия нормативным требованиям, заусенцы могут стать причиной заеданий при сборке, а заусенцы на медицинских компонентах должны быть не более 0,02 мм, что соответствует требованиям ISO 13715 стандарты. Очистка для удаления масла и загрязнений может увеличить время ржавления прецизионных холоднотянутых труб в условиях влажности 80% с 72 часов до более чем 1 000 часов.

Эстетические усовершенствования включают порошковое покрытие, которое обеспечивает красочный внешний вид и повышает устойчивость к атмосферным воздействиям в 2,5 раза. Процесс вакуумного покрытия гарантирует сохранение 80% покрытия после 5 000 истираний, что значительно снижает затраты на послепродажное обслуживание.

Данные об основных ценностях

1. Устойчивость к коррозии: Анодирование выдерживает 500 часов испытаний соляным туманом, а вакуумное покрытие - более 96 часов испытаний соляным туманом.
2. Безопасность: Удаление заусенцев снижает количество дефектов сборки с 5% до 0,3% и уменьшает адсорбцию бактерий на медицинских компонентах на 80%.
3. Экономическая эффективность: Обработка поверхности может продлить срок службы пресс-формы в 3-5 раз и снизить общие эксплуатационные расходы на 40%.

Обработка поверхности, благодаря синергетическому эффекту физического упрочнения и химического модифицирования, придает деталям с ЧПУ износостойкость, коррозионную стойкость и легкость очистки.

Например, твердость электролитического никелирования достигает 400-700 HV, которая может быть увеличена до 1000 HV после термообработки, что повышает износостойкость в три раза по сравнению с необработанными деталями. Технология плазменной очистки повышает поверхностную энергию с 30 мН/м до 72 мН/м, улучшая адгезию покрытия более чем на 50%. Эти улучшения характеристик повышают надежность продукции. Например, показатель прохождения тестов на устойчивость к высоким и низким температурам для автомобильных электронных компонентов после плазменной обработки увеличился с 82% до 97%, что полностью подтверждает незаменимую роль обработки поверхности в высокотехнологичном производстве.

Подробное объяснение 10 процессов обработки поверхности с ЧПУ

Обработка поверхности деталей с ЧПУ - важнейший этап в улучшении эксплуатационных и эстетических характеристик изделия. Ниже подробно описаны основные параметры и сценарии применения 10 основных процессов:

Анодирование

• Принцип: электролитическое формирование пленки Al₂O₃, классифицируемой как стандартная (5-25 мкм) или твердая (25-150 мкм).
• Параметры: Напряжение 10-20 В, температура 15-25°C, время обработки 15-60 минут
• Области применения: Корпуса из алюминиевого сплава (например, средние рамки мобильных телефонов), с испытанием на стойкость к солевому туману более 500 часов

Гальваническое покрытие

• Принцип: электролитическое осаждение металлического слоя (хром/никель/цинк)
• Параметры: Толщина покрытия 0,2-50 мкм, плотность тока 1-5 А/дм²
• Области применения: Твердое хромирование (твердость HV900) на вставках пресс-форм, износостойкость автомобильных деталей

Пескоструйная обработка

• Принцип: пескоструйная обработка (стеклянные шарики/оксид алюминия) создает матовую поверхность
• Параметры: Давление 0,3-0,6 МПа, зернистость 60-240
• Применение: Предварительная обработка перед анодированием, устранение следов от инструментов

Полировка

• Принцип: Механическое/химическое уменьшение шероховатости поверхности
• Параметры: Ra до 0,008 мкм (зеркальное покрытие), время обработки 30-120 минут
• Применение: Зеркальная полировка медицинских приборов из нержавеющей стали

Химическое удаление заусенцев

• Принцип действия: Химический раствор растворяет заусенцы
• Параметры: Температура 50-80°C, время обработки 5-20 минут
• Применение: Детали со сложными внутренними полостями (например, блоки гидравлических клапанов)

Порошковое покрытие

• Принцип: порошковое покрытие с электростатической адсорбцией, отверждение при 200°C
• Параметры: Толщина покрытия 60-120 мкм, степень адгезии 0
• Применение: Атмосферостойкое покрытие корпусов приборов

Лазерная гравировка

• Принцип: Лазерное выжигание создает постоянную маркировку
• Параметры: Мощность 20-50 Вт, глубина гравировки 0,05-0,3 мм
• Применение: Маркировка QR-кодом/логотипом на аксессуарах

Химическое никелирование

• Принцип: Безэлектродное осаждение слоя сплава Ni-P
• Параметры: Толщина покрытия 5-20 мкм, твердость HV 500-1000
• Применение: Поверхностное упрочнение формовочной стали

Пассивация

• Принцип: Формирование пассивирующей пленки Cr₂O₃ на поверхности нержавеющей стали
• Параметры: Время обработки 10-30 минут, испытание соляным туманом >500 часов
• Применение: Аксессуары из пищевой нержавеющей стали

Резка проволокой (Wire EDM) Текстурирование

• Принцип: электрический искровой разряд разъедает металлическую поверхность
• Параметры: Шероховатость поверхности Ra 1,4-1,7 мкм, точность ±0,003 мм
• Применение: Текстурная обработка полостей пресс-форм

Таблица сравнения параметров процесса

Принципы выбора способа обработки поверхностей деталей с ЧПУ:

1. Приоритет функции: Для износостойкости выбирайте гальваническое/электроникелевое покрытие; для коррозионной стойкости выбирайте анодирование/пассивирование.
2. Точная подгонка: Для получения зеркальной поверхности требуется сочетание полировки и шлифовки.
3. Контроль затрат: Для деталей массового производства предпочтительна пескоструйная обработка/порошковое покрытие; для прецизионных деталей используется лазерная гравировка.

Обработка с ЧПУ Решения для обработки поверхности металлических и пластиковых деталей

Обработка с ЧПУ Решения для обработки поверхности металлических деталей

Обработка поверхности металла для улучшения коррозионной стойкости и механических свойств.
Например, при анодировании алюминиевых сплавов образуется оксидная пленка толщиной 5-20 мкм. После обработки алюминиевый сплав 6061-T6 может достичь твердости, превышающей HV300, что делает его пригодным для применения в областях, требующих высокой износостойкости, например, в корпусах электронных устройств. Электролитическая полировка или PVD-покрытие из нержавеющей стали не только отвечает требованиям чистоты медицинского класса, но и повышает износостойкость более чем на 30% за счет модификации поверхности.

Обработка с ЧПУ Решения для обработки поверхности пластиковых деталей

При обработке поверхности пластика основное внимание уделяется межфазной адгезии и функциональной модификации. После плазменной обработки поверхностная энергия полипропилена (PP) увеличивается с 30 мН/м до 72 мН/м, что соответствует требованиям к адгезии электрофоретической краски для автомобильных деталей. Материал ABS может получить покрытие с металлической текстурой благодаря процессу "грунтовка + вакуумное гальваническое покрытие", толщина покрытия составляет 0,8-1,2 мкм, что подходит для корпусов бытовой электроники. Для специальных пластмасс, таких как PEEK, матовая обработка позволяет снизить отражательную способность поверхности до уровня ниже 15%, что отвечает оптическим требованиям медицинских приборов.

Ключевые отличия: Обработка металла направлена на создание защитного слоя путем окисления и нанесения гальванического покрытия. Например, анодированные пленки из алюминиевого сплава обеспечивают стойкость к солевому туману до 500 часов. Обработка пластика направлена на обеспечение межфазной совместимости с помощью плазменной активации и предварительной обработки грунтовкой. После обработки полипропиленовый материал может достичь адгезии 5B при испытании на 100-градусной сетке. Оба способа требуют выбора процесса в зависимости от характеристик материала: для металлов приоритетом является электрохимическая стабильность, а для пластиков - контроль поверхностной энергии.

Сравнение затрат и времени на обработку поверхности с ЧПУ

Сравнительная таблица стоимости и времени обработки поверхности металлического материала

Сравнительная таблица стоимости и времени обработки поверхности с ЧПУ пластикового материала

Основное влияние размера партии на стоимость: Если взять в качестве примера гальваническое производство, то при увеличении размера партии со 100 до 1 000 штук удельные затраты могут быть снижены на 40%, в основном за счет увеличения загрузки оборудования и разделения трудозатрат. Производитель деталей для новых энергетических автомобилей снизил удельные затраты на анодирование с 4 долларов США за квадратный метр до 3 долларов США за квадратный метр за счет оптимизации размеров партий, в результате чего годовая экономия составила более 4,5w usd.

С точки зрения стратегий контроля затрат полировка пресс-формы вместо пескоструйной обработки позволяет сократить количество этапов последующей обработки. Один из производителей автомобильных пресс-форм применил зеркальную полировку с высоким блеском (Ra ≤ 0,05 мкм), отказавшись от этапа пескоструйной обработки и снизив удельные затраты на 18%, но увеличив расходы на полировку пресс-формы на 30%-50%. Плазменная полировка снижает энергопотребление на 70% и увеличивает скорость обработки в 10 раз по сравнению с традиционной электролитической полировкой, что делает ее особенно подходящей для крупномасштабной обработки нержавеющей стали.

С точки зрения оптимизации времени, время цикла пробной обработки поверхности нержавеющей стали составляет всего 1-3 дня, а время цикла обработки - 4-7 дней, в то время как такие процессы, как титановое покрытие и хромирование, требуют 8-15 дней. Производитель деталей связи использовал процесс Dacromet для сокращения цикла обработки поверхности крышек телефонов общего пользования с 7 дней до 1-3 дней, что позволило удовлетворить требования быстрой поставки.

В целом, компаниям необходимо выбрать оптимальный процесс в зависимости от свойств материала, размера партии и цикла поставки, сбалансировав стоимость и эффективность. Например, плазменная полировка предпочтительна для небольших партий высокоточных деталей, а анодирование или гальваническое покрытие подходит для крупных партий металлических деталей. Для пластиковых деталей можно рассмотреть возможность вакуумной гальванизации, чтобы сократить время цикла.

Заключение: Технологические тенденции и рекомендации по выбору технологии обработки поверхности с ЧПУ

Суть обработки поверхности деталей с ЧПУ заключается в балансе между функциональностью и рентабельностью за счет оптимизации процесса. Ее технологическое развитие обусловлено как защитой окружающей среды, так и интеллектуальными технологиями. Будущие тенденции сосредоточены на экологичных процессах, таких как нанопокрытие (например, покрытие AlTiN PVD увеличивает срок службы инструмента в 2 раза) и плазменное оксидирование (снижение энергопотребления на 75%), а также на глубокой интеграции интеллектуальных технологий управления, таких как оптимизация параметров AI и цифровые двойники.

При выборе продукта необходимо разработать трехмерную систему оценки, основанную на критерии "окружающая среда-производительность-стоимость": Фторуглеродное напыление (устойчивость к Cl-коррозии) предпочтительнее для экстремальных условий; твердое анодирование (твердость > 300 HV) выбирается для применения в условиях повышенного износа; порошковое покрытие (снижение стоимости на 40%) может быть использовано для бюджетных внутренних деталей.

Компаниям следует активно разрабатывать процессы с низким содержанием летучих органических соединений, такие как бесхромовое пассивирование и вакуумное нанесение покрытия, чтобы соответствовать изменяющимся экологическим нормам. Кроме того, они должны обеспечивать стабильность процесса путем проведения испытаний на срез (например, 48-часового испытания в соляном тумане), что в конечном итоге позволит согласовать технологические итерации с коммерческой ценностью.

Основной принцип: обработка поверхности должна основываться на свойствах материала (например, алюминий подходит для анодирования) и требованиях конкретного применения (например, для медицинских компонентов приоритетны антибактериальные свойства). При соблюдении основных показателей, таких как коррозионная стойкость и износостойкость, для достижения оптимального баланса между производительностью и стоимостью следует использовать комбинацию процессов (например, пескоструйная обработка + анодирование).

Заключение к этой статье

В этой статье всесторонне анализируется необходимость, основная ценность, основные процессы, решения по адаптации металла и пластика, сравнение затрат и времени на обработку поверхности с ЧПУ, а также предлагаются технические тенденции и предложения по выбору. Если у вас есть другие вопросы или вы хотите найти опытного поставщика услуг по обработке с ЧПУ, вы можете связаться с нами WELDO чтобы получать самую свежую информацию и котировки.

FAQ по обработке на станке с ЧПУ обработка поверхности