Các tùy chọn hoàn thiện gia công CNC phổ biến
Sau khi một bộ phận hoặc thành phần đã được gia công cơ khí, nó có thể cần trải qua một hoặc nhiều quy trình hoàn thiện. Các quy trình này có thể được sử dụng để loại bỏ các khuyết điểm về mặt thẩm mỹ, cải thiện vẻ ngoài của sản phẩm, cung cấp thêm độ bền và khả năng chống chịu, điều chỉnh độ dẫn điện, v.v. Các quy trình hoàn thiện phổ biến cho các bộ phận gia công là anot hóa, sơn tĩnh điện và phun bi. Tuy nhiên, người ta cũng thường để nguyên các bộ phận như đã gia công hoặc phay khi không cần các lớp hoàn thiện khác.
Các tùy chọn hoàn thiện CNC phổ biến
– Anodizing (nhôm):
Anodizing là một quá trình điện hóa trong đó hợp kim nhôm hoặc titan được nhúng trong bể điện phân để làm dày lớp oxit tự nhiên của bộ phận gia công để làm cho nó dày đặc hơn, không dẫn điện và bền hơn. Hoàn thiện anodized cũng hứa hẹn khả năng kiểm soát kích thước tốt, khiến chúng được sử dụng tốt nhất trong các ứng dụng kỹ thuật hiệu suất cao, đặc biệt là đối với các khoang bên trong và các bộ phận nhỏ. Anodizing cung cấp một trong những lớp hoàn thiện thẩm mỹ nhất cho các bộ phận gia công CNC, nhưng giá thành cao hơn.
– Phun bi (kim loại hoặc nhựa):
Phun bi sử dụng hệ thống khí nén để bắn hàng triệu hạt thủy tinh vào chi tiết, giúp loại bỏ hiệu quả các vết và khuyết điểm của dụng cụ, đồng thời có thể được sử dụng để tạo ra bề mặt có hạt, mờ hoặc satin đồng nhất. Phun bi không thêm bất kỳ đặc tính hóa học hoặc cơ học nào và không giống như sơn tĩnh điện giúp tăng thêm vật liệu cho chi tiết, đây là lớp hoàn thiện khử, nghĩa là quá trình này loại bỏ vật liệu khỏi chi tiết.
Đây là một cân nhắc quan trọng nếu chi tiết của bạn có dung sai nghiêm ngặt. Phun bi là một trong những lớp hoàn thiện bề mặt có giá cả phải chăng nhất nhưng phải được thực hiện thủ công. Kích thước và cấp hạt cũng sẽ ảnh hưởng đến lớp hoàn thiện cuối cùng.
– Oxit đen (thép, thép không gỉ, đồng):
Quá trình xử lý điện hóa hoặc hóa học này tạo ra oxit sắt đen trên bề mặt kim loại đen. Còn được gọi là làm đen, oxy hóa hoặc thụ động hóa đen, quá trình này không chỉ đơn giản là lắng đọng một lớp oxit đen trên bề mặt kim loại. Thay vào đó, phản ứng hóa học giữa sắt trong kim loại và dung dịch muối oxy hóa tạo ra oxit sắt gọi là magnetite, có vẻ ngoài màu đen mờ. Quá trình này cải thiện độ ổn định về kích thước và vẻ ngoài thẩm mỹ của bộ phận đồng thời giảm phản xạ ánh sáng của bề mặt, điều này rất quan trọng đối với các bộ phận được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến bức xạ. Thép oxy hóa đen cũng có thể giúp mài sắc các công cụ như đầu tua vít và mũi khoan.
– Sơn tĩnh điện (tất cả các kim loại):
Sơn tĩnh điện tương tự như sơn phun. Bộ phận gia công được phủ một lớp sơn lót để bảo vệ chống ăn mòn. Sau đó, bộ phận được “sơn” bằng lớp sơn tĩnh điện khô từ súng phun tĩnh điện và được xử lý trong lò nung nóng đến ít nhất 200°C. Có thể phủ nhiều lớp để tăng độ dày của lớp hoàn thiện, tạo ra một lớp bảo vệ mỏng trên bộ phận, bền, chống mài mòn và đẹp về mặt thẩm mỹ. Quá trình này có thể kết hợp với phun bi để tăng khả năng chống ăn mòn của bộ phận và tạo ra sự đồng đều hơn về kết cấu và hình thức.
Không giống như quá trình anodizing, lớp hoàn thiện được sơn tĩnh điện tương thích với tất cả các kim loại, ít giòn hơn và có khả năng chống va đập tốt hơn. Tuy nhiên, sơn tĩnh điện thường mang lại khả năng kiểm soát kích thước kém hơn so với lớp hoàn thiện anodized và không được khuyến khích sử dụng cho các thành phần nhỏ hoặc bề mặt bên trong. Mức giá cao hơn của sơn tĩnh điện cũng có thể khiến các đợt sản xuất lớn trở nên tốn kém.
– Gia công theo phương pháp gia công (kim loại hoặc nhựa):
Không áp dụng các quy trình hoàn thiện cho các bộ phận gia công được gọi là hoàn thiện “gia công theo phương pháp gia công” hoặc “phay theo phương pháp phay”. Bộ phận sẽ có các vết và khuyết điểm nhỏ nhưng dễ thấy trên dụng cụ. Các bộ phận gia công theo phương pháp gia công có dung sai kích thước chặt chẽ nhất và cực kỳ phải chăng để sản xuất vì không cần xử lý sau.
Điều này lý tưởng cho các ứng dụng mà tính toàn vẹn của kích thước quan trọng hơn tính thẩm mỹ. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là nếu không có lớp hoàn thiện hoặc lớp phủ bảo vệ bổ sung, độ cứng bề mặt của gia công theo phương pháp gia công sẽ khiến chúng dễ bị khía, trầy xước và xước.
Lựa chọn vật liệu và hoàn thiện phù hợp
Việc lựa chọn vật liệu và tùy chọn xử lý sau cho bộ phận của bạn phụ thuộc rất nhiều vào cách thức và vị trí sử dụng bộ phận của bạn. Những cân nhắc chính về mục đích sử dụng cuối cùng khi lựa chọn vật liệu và bề mặt hoàn thiện của bộ phận bao gồm:
– Các yếu tố môi trường:
Các điều kiện môi trường của ứng dụng sử dụng cuối cùng của một bộ phận nhất định đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vật liệu và phương pháp xử lý nào là lý tưởng. Các yếu tố như nhiệt, lạnh, ngọn lửa, bức xạ UV, tiếp xúc với hóa chất hoặc hấp tiệt trùng, v.v. phải được tính đến để đảm bảo tính khả thi của bộ phận.
– Yếu tố điện:
Một cân nhắc quan trọng khác là một bộ phận cần có tính chất dẫn điện hay cách điện. Biết rằng bộ phận của bạn phải dẫn điện, bạn có thể chọn vật liệu dẫn điện như đồng, trong khi vật liệu như Nylon 66 sẽ phù hợp khi tìm kiếm chất cách điện tốt.
– Yếu tố cơ học:
Các bộ phận được thiết kế để chịu tải trọng nặng, hao mòn hoặc các lực bên ngoài khác cần được làm từ vật liệu có thể chịu được các lực đó. Việc xác định các đặc tính mong muốn hoặc cần thiết nhất cho một bộ phận — chẳng hạn như độ linh hoạt, khả năng chống va đập, độ bền kéo hoặc nén — có thể giúp các nhóm xác định chính xác vật liệu nào phù hợp nhất.
– Những cân nhắc về mặt thẩm mỹ:
Trong khi tính thẩm mỹ có thể là ưu tiên thứ yếu đối với một số bộ phận, thì điều này không đúng đối với nhiều sản phẩm tiêu dùng. Một số bộ phận hoặc ứng dụng có thể yêu cầu vật liệu có các tùy chọn thẩm mỹ cụ thể khi nói đến màu sắc, độ trong suốt hoặc độ hoàn thiện bề mặt.
– Dung sai:
Trong sản xuất, dự kiến sẽ có một số mức độ biến thiên giữa các bộ phận và dung sai kích thước đề cập đến phạm vi biến thiên có thể chấp nhận được mà các bộ phận khả thi phải nằm trong đó. Dung sai chặt chẽ hơn đòi hỏi nhiều công sức hơn và tốn kém hơn để đạt được nhiều lần nhưng có thể cần thiết dựa trên cách sử dụng một thành phần.
Lời kết
Hoàn thiện bề mặt sau gia công CNC là bước quan trọng để tạo ra sản phẩm có tính thẩm mỹ cao và hiệu quả sử dụng tốt nhất. Có nhiều phương pháp hoàn thiện khác nhau, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại vật liệu và ứng dụng cụ thể.
Xem thêm: