单晶刀具在医疗、红外与光学领域的应用-seo_all

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天然金刚石刀具(ND)被广泛应用于机械行业的精加工领域,通过真空焊接将天然金刚石材料焊接到刀体上,量身设计的几何角度由特殊的磨削工艺制造而成,具有可被多次研磨的特性。


天然钻石为白色透明,是目前已知矿物中最硬的物质,天然钻石硬度10000,PCD硬度8000,CBN硬度6000,目前我公司天然金刚石刀具最小圆弧可以做到0.025。


ND刀具被分为两种类型:舍弃式和刀杆一体式。刀杆一体式主要运用于钟表的镜面加工和产品的装饰,舍弃式刀具以超精密、高抗震、卓越的镜面加工能力被广泛应用于车削、铣削和砂轮修整等。


合成单晶钻石(MCD)也被称为人工合成单晶,是人造钻石,在控制条件下加工制成,不含杂质、包裹物和裂痕,其颜色为黄色,茶色透明,石墨粉及合金触媒剂通过高温高压,重新结晶生长的金刚石称人造金刚石单晶。目前尺寸最大的人造金刚石单晶,尺寸达8.2mm。


单晶刀具在超精密加工中的优势


· 最高的硬度和耐磨性

在超精密加工时可以最大限度避免刀尖磨损对工件尺寸的影响


· 良好导热性,较低的热膨胀系数

切削加工时不会产生很大的热变形


· 刃面粗糙度较小,刃口非常锋利,可达Ra0.01~0.006μm

单晶切削余量小于0.02,PCD是小于0.2


· 摩擦系数低

有色金属表面粗糙度可小达Ra0.1~0.02μm

PCD刀具加工时的表面粗糙时的Ra为0.15~0.5um



加工单晶刀的设备


CobornPG3B


使用单晶刀的设备


美国MooreNanotechnologySystem’s 350 FG


可加工材料:

金属材料:铝合金、铝、黄铜、铜、金、镍、银、锡、锌等金属;

聚合物材料:丙烯酸树脂、尼龙、聚丙烯、聚苯乙烯、硅胶等;

红外晶体材料:氟化钙、砷化镓、锗、氟化镁、硅、硒化锌、硫化锌等。

军工:离轴三反镜、导弹整流罩、精密的红外光学系统等;

民用:球面、非球面自由曲面透镜、菲涅尔透镜、高精密模芯、超亮超均匀导光板、复眼结构等。

超精密单点金刚石车床五轴示意图



单晶刀具的应用行业


· 红外行业晶体的精车刀具

威士单晶刀具加工的圆弧大小可控,波纹度最高可做到100个纳米以内,与进口刀具对比有着很高的性价比,帮助客户减少单件成本并提升效率。单晶刀具可以加工Si, Ge, ZnS, ZnSe, CaF, InSb, GaAs, LiNb等材料。

 

· 医疗行业人体器官

· 菲涅尔透镜加工用圆弧刀具

波纹度最高可做到50个纳米以内,刃口200倍显微镜下无崩刃。威士可为美国摩尔,日本东芝等品牌金刚石单点车成熟配置刀具。


技术要求:

1. 刀尖及切削刃表面粗糙度小于0.01μm

2. 刃口范围内直线度小于0.01μm,且前刀面与后刀面必须精研磨达到要求;刃口半径0.2-0.5μm

3. 天然金刚石采用南非钻石,沿金刚石强度最强方向作为切削刃

4. 金刚石焊接牢后修磨刃口和角度

5. 金刚石规格4x2x2 无色、透明、无裂纹、无杂质;12面体,南非钻石D10等级,莫氏硬度10

6. 主要切削刃(主、副刃)在200倍显微镜下无缺口

7. 刀体材料45#,HRC40-45 刀体进行调质处理

 

· 镜头模仁加工刀具

刀尖夹角最小可做20°,轮廓度可做到50个纳米以内,成熟应用模具模仁的超精密加工,此项为超高难度刀具。



· 车削外圆直线刀具

锋利度可做到100个纳米以内,车削铝合金,铜合金等有色金属,光洁度可以达到ra0.1以下。