Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der industriellen Fertigungstechnologien hat sich die CNC-Keramikbearbeitung zu einer wichtigen Bearbeitungsmethode in der modernen Fertigung entwickelt. Aufgrund der ausgezeichneten Härte, Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturtoleranz und chemischen Stabilität von keramischen Werkstoffen werden sie in vielen Branchen eingesetzt, z. B. in der Elektronik, der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt. Aufgrund ihrer Sprödigkeit sind keramische Werkstoffe jedoch schwer zu bearbeiten. Die Entwicklung der CNC-Technologie (Computer Numerical Control) hat die Keramikbearbeitung möglich gemacht und sowohl die Bearbeitungsgenauigkeit als auch die Effizienz erheblich verbessert. Dieser Artikel befasst sich mit den grundlegenden Prinzipien der CNC-Bearbeitung von Keramik.

Die Bearbeitungsprinzipien der keramischen CNC-Bearbeitung

Anwendung von CNC-Systemen

CNC-Keramikbearbeitung stützt sich in erster Linie auf das numerische Steuerungssystem. Durch die Programmierung und Eingabe von Bearbeitungsparametern in einen Computer kann das CNC-System die Bewegung der Werkzeugmaschine auf der Grundlage der Konstruktionszeichnung genau steuern. Es stellt automatisch den Schnittweg, die Geschwindigkeit und den Vorschub ein. Das CNC-System ermöglicht hochpräzise Bearbeitungsprozesse und verbessert die Fertigungsgenauigkeit und -konsistenz erheblich, insbesondere bei der Herstellung komplexer Keramikkomponenten.

Werkzeugauswahl und Bearbeitungsverfahren

Angesichts der hohen Härte und Sprödigkeit keramischer Werkstoffe ist die Auswahl der Werkzeuge entscheidend. Zu den häufig verwendeten Werkzeugen gehören Werkzeuge aus ultraharten Legierungen und Diamantwerkzeuge, die den bei der Bearbeitung von Keramik auftretenden Schnittkräften standhalten können, ohne leicht zu verschleißen. Um zu verhindern, dass das keramische Material während der Bearbeitung reißt oder bricht, werden außerdem in der Regel relativ niedrige Schnittgeschwindigkeiten und geringe Schnitttiefen verwendet, so dass das Material Schicht für Schicht abgetragen wird.

Zu den gängigen CNC-Bearbeitungsmethoden für Keramik gehören Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen. Drehen und Fräsen eignen sich für die Formgebung komplexer keramischer Teile, während das Schleifen eine feine Oberflächenbearbeitung ermöglicht und eine glatte Oberflächenqualität erzeugt.

Kühlung und Schmierung

Bei der Bearbeitung von keramischen Werkstoffen entsteht eine beträchtliche Menge an Wärme, die zu Oberflächenrissen oder thermischen Schäden führen kann. Daher ist die Kühlung bei der CNC-Keramikbearbeitung besonders wichtig. Zur Kühlung der Schneidwerkzeuge und der Werkstücke werden in der Regel spezielle Kühlmittel oder Gase verwendet, die die Temperatur im Schneidbereich senken und hitzebedingte Risse oder Brüche im Keramikmaterial verhindern.

Behandlungen nach der Zerspanung

Nach der CNC-Bearbeitung müssen Keramikteile oft nachbearbeitet werden, z. B. durch Polieren, Oberflächenreinigung und Wärmebehandlung. Diese Verfahren verbessern die Ebenheit und Glätte der keramischen Oberfläche, wodurch die Verschleißfestigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und das allgemeine Erscheinungsbild der keramischen Bauteile weiter verbessert werden.