CNC İşlemede Yaygın Yüzey İşlem Süreçlerinin Analizi

CNC İşlemede Yaygın Yüzey İşlem Süreçlerinin Analizi

CNC ile işlenmiş parçaların yüzey pürüzlülüğü, işleme sonrası yüzey dokularının ortalama düzensizliğini ifade eder. Genellikle, malzemenin yüzeyinin mikroskobik hassasiyetini ölçen "Ra" (Aritmetik Ortalama Pürüzlülük) ile ölçülür. Yüzey pürüzlülüğü sadece parçanın görünümünü doğrudan etkilemekle kalmaz, aynı zamanda fiziksel özelliklerini ve uygulamadaki performansını da önemli ölçüde etkiler.

İdeal yüzey kalitesini elde etmek için, teknisyenler uygun takımları seçer ve yüzey pürüzlülüğünü etkili bir şekilde kontrol etmek için ilerleme hızı, kesme hızı ve kesme derinliği gibi işleme parametrelerini optimize eder, böylece parçanın fonksiyonel, güvenilirlik ve ömür beklentisi gereksinimlerini karşılamasını sağlar.

CNC İşlemede Yaygın Yüzey Pürüzlülük Dereceleri ve Uygulamaları

CNC işlemede, parçaların yüzey pürüzlülüğü rastgele oluşmaz, farklı uygulama gereksinimlerine göre özel olarak kontrol edilir. Farklı kullanım durumları, montaj hassasiyetini, işlevselliği ve hizmet ömrünü sağlamak için farklı yüzey pürüzlülük taleplerine sahiptir. Aşağıda, birkaç yaygın yüzey pürüzlülük derecesi ve bunların uygulanabilir aralıkları bulunmaktadır:

• Ra 3.2 μm
  Bu, çoğu tüketici parçası için uygun, en yaygın ticari seviyedeki işlenmiş yüzeydir. Çıplak gözle görülebilen takım izleri mevcuttur ve tipik olarak CNC işleme için varsayılan pürüzlülük standardı olarak kullanılır. Bu derece, orta düzeyde titreşime, yüke ve gerilime maruz kalan parçalar için uygundur ve genellikle daha hafif yükler ve daha yavaş hareketler yaşayan eşleşme yüzeyleri için kullanılır.

• Ra 1.6 μm
  Bu, yüksek yüzey pürüzsüzlüğü gerektirmeyen genel parçalar için mekanik endüstride kullanılan bir standarttır. Hafif takım izleri hala görülebilir, ancak yüzey Ra 3.2 μm'den daha incedir. Genellikle genel mekanik bileşenler veya düşük performans gereksinimleri olan yapısal parçalar için, özellikle düşük hızlı, hafif yüklü hareketli parçalar için kullanılır. Yüksek hızlı dönüş veya yüksek titreşimli ortamlar için uygun değildir.

• Ra 0.8 μm
  Bu, sıkı işleme kontrolü gerektiren daha yüksek bir pürüzlülük derecesidir. Maliyet nispeten yüksek olmasına rağmen, otomotiv bileşenleri ve tüketici elektroniğinde yaygın olarak bulunan, gerilim alanlarındaki anahtar parçalar için uygundur. Bu derece ayrıca hafif yükler ve aralıklı hareketler yaşayan yatak bileşenleri için de uygundur.

• Ra 0.4 μm
  Bu yüzey derecesi, ayna yüzeyine yakındır ve öncelikle son derece yüksek yüzey doğruluğu, estetiği ve pürüzsüzlüğü gerektiren hassas parçalar için kullanılır. Yüksek hızlı dönen parçalar (örneğin, miller, yataklar) için uygundur ve sürtünmeyi ve aşınmayı etkili bir şekilde azaltır. Ancak, bu derece tipik olarak daha rafine işleme ve daha sıkı kalite kontrol gerektirir, bu da üretim maliyetlerini ve döngülerini önemli ölçüde artırır.

CNC İşlemede Yaygın Yüzey İşlem Süreçlerinin Analizi

Belirli uygulama ihtiyaçlarına ve malzeme özelliklerine bağlı olarak, ürün tasarımcıları farklı CNC yüzey işleme yöntemleri seçerler. Aşağıda, hem metalik hem de metalik olmayan malzemeler için yaygın yüzey işleme yöntemleri bulunmaktadır:

1. Mekanik Yüzey İşlem Süreçleri

• 1.1 Doğal Yüzey (İşlem Yok)
  CNC işlemeden sonra bir iş parçasının doğal yüzey durumunu ifade eder, tipik olarak görünür takım izleri veya küçük kusurlarla, yaklaşık Ra 3.2 μm ortalama pürüzlülüğe sahiptir. Sonraki parlatma veya taşlamanın parçanın boyutsal toleransını etkileyebileceğini unutmamak önemlidir.

• 1.2 Kumlama
  Düşük pürüzsüzlük gereksinimleri olan metal parçalar için ekonomik ve pratik bir yüzey işleme yöntemidir. Yüzeydeki kusurları gidermek ve düzgün bir mat veya buzlu doku oluşturmak için yüksek basınçlı tabancalar kullanılarak yüzeye küçük cam boncuklar püskürtülmesini içerir.

• 1.3 Fırçalanmış Yüzey
  İnce fırçalar veya taşlama ortamları kullanılarak yüzeyde düzgün, tek yönlü bir doku oluşturan ince bir bitirme yöntemidir. Özellikle alüminyum, bakır ve paslanmaz çelik gibi metaller için uygundur, metalin doğal rengini korurken benzersiz bir doku sağlar.

• 1.4 Aşındırıcı Zımparalama
  Aşındırıcı kumlama olarak da bilinir, bu işlem yüzey kirleticilerini, oksit tabakalarını gidermek veya doku işleme ve ön kaplama hazırlığı için yüksek hızlı kum parçacıkları kullanır. Çeşitli metaller ve sert malzemeler için uygundur.

• 1.5 Parlatma
  Parçalarda yüksek parlaklıkta bir yüzey elde etmek, ayna efekti oluşturmak için parlatma tekerlekleri veya bileşikleri kullanır. Estetiği, temizliği ve korozyon direncini artırmak için tıbbi cihazlarda, gıda makinelerinde ve üst düzey tüketim mallarında yaygın olarak kullanılır.

• 1.6 Tırtıl Çekme
  Desenli takımların, düzenli kaydırmaz dokular oluşturmak için iş parçasının dönen yüzeyine uygulandığı bir yöntemdir. Genellikle tutuşu artırmak için kullanılır, bu yöntem hem estetik hem de fonksiyonel tasarımlarda pirinç, çelik ve alüminyum gibi metaller için uygundur.

• 1.7 Taşlama
  Daha yüksek düzeyde pürüzsüzlük ve hassasiyet elde etmek için yüzeyden mikro miktarda malzeme çıkarmak için taşlama tekerlekleri veya diğer aşındırıcılar kullanır. Daha fazla yüzey kontaminasyonunun giderilmesi veya pürüzlülüğün iyileştirilmesi gereken parçalar için uygundur.

2. Kimyasal Yüzey İşlem Süreçleri

• 2.1 Pasivasyon
  Paslanmaz çelik ve diğer metaller için standartlaştırılmış bir kimyasal işlemdir, yüzeyden serbest demiri gidermek ve düzgün bir koruyucu film oluşturmak, korozyon direncini artırmak için belirli bir solüsyona daldırmayı içerir.

• 2.2 Kromat Kaplama
  Alüminyum, çinko, kadmiyum ve magnezyum gibi metaller için uygundur. İş parçası, yapışmayı, elektriksel yalıtımı ve korozyon direncini artırarak koruyucu bir dönüşüm filmi oluşturmak için kromik asit veya diğer kimyasal solüsyonlara daldırılır.

• 2.3 Galvanizleme
  Çelik veya diğer yüzeylerin erimiş çinko içine daldırılmasını içerir, bir çinko-demir alaşım tabakası ve saf bir çinko tabakası oluşturur. Bu uygun maliyetli işlem, oksidasyonu ve paslanmayı önler ve parçaların büyük ölçekli üretimi için uygundur.

• 2.4 Siyah Oksit Kaplama
  Demir metallerin, kimyasal olarak siyah bir demir oksit koruyucu tabaka oluşturmak için bir oksidasyon tuz solüsyonuna daldırılmasını içerir. Hem korozyon direnci hem de mat bir yüzey sağlayan, yapı bileşenleri ve tüketici elektroniği için yaygın olarak kullanılır.

• 2.5 Buhar Parlatma
  Yüzeyi eriten kimyasal buhar yoluyla yüksek parlaklık ve şeffaflık elde etmek için plastik parçalar (PC ve akrilik gibi) için kullanılır. Bu yöntem, yüksek estetik çekicilik veya ışık geçirgenliği gerektiren araba farları, tıbbi aletler ve diğer ürünlere yaygın olarak uygulanır.

3. Elektrokimyasal Yüzey İşlem Süreçleri

• 3.1 Eloksal Kaplama
  Öncelikle alüminyum parçalar için kullanılır, eloksal kaplama, korozyon direncini, aşınma direncini ve yüzey sertliğini iyileştirirken aynı zamanda boyamayı da destekleyen doğal oksit tabakasını kalınlaştırmak için elektrolitik bir işlem içerir. Tüketici elektroniği ve endüstriyel ekipmanlarda yaygın olarak uygulanır.

• 3.2 Elektrokaplama
  Elektrik akımı kullanılarak bir iş parçasının yüzeyine metal iyonlarının biriktirildiği, düzgün bir metal kaplama oluşturan bir işlemdir. İletkenliği, korozyon direncini ve dekoratif görünümü artırır. Yaygın kaplama malzemeleri arasında bakır, nikel, altın ve gümüş bulunur.

• 3.3 Elektrolizsiz Nikel Kaplama
  Kimyasal nikel kaplama olarak da bilinir, bu işlem, çelik, alüminyum veya diğer yüzeylere düzgün bir nikel-fosfor alaşım tabakası biriktirmek için kimyasal indirgeme içerir. Özellikle karmaşık geometrilere sahip parçalar için mükemmel korozyon direnci ve düzgün kapsama alanı sunar.

• 3.4 Elektrolitik Parlatma
  Yüzeydeki mikroskobik çıkıntıları gidermek, daha pürüzsüz ve daha parlak hale getirmek ve aynı zamanda temizliği ve korozyon direncini artırmak için anodik çözünmeyi içerir. Bu yöntem, tıbbi cihazlar ve gıda işleme ekipmanları gibi yüksek sıhhi standartlar gerektiren parçalar için yaygın olarak kullanılır.

• 3.5 Toz Boya
  Termoset veya termoplastik tozların bir metal yüzeye elektrostatik olarak püskürtülmesini içerir, daha sonra güçlü bir koruyucu film oluşturmak için ısı veya UV ışığı altında kürlenir. Bu yöntem, çeşitli metal muhafazalar ve yapısal bileşenler için uygun, mükemmel dekoratif, korozyona dayanıklı ve çevre dostu özellikler sunar.

4. Isıl İşlem Yüzey İşlemleri

• 4.1 Tavlama
  Metali yeniden kristalleşme sıcaklığına ısıtmayı ve ardından sertliği azaltmak, tokluğu ve sünekliği iyileştirmek ve sonraki soğuk şekillendirme özelliklerini artırmak için yavaşça soğutmayı (genellikle kumda veya fırın soğutmasıyla) içerir.

• 4.2 Isıl İşlem
  Bir malzemenin mikroyapısını değiştirmek, böylece mukavemet, sertlik ve aşınma direnci gibi mekanik özelliklerini iyileştirmek için ısıtma, tutma ve soğutmayı içeren bir dizi işlemdir. Kalıp ve yapısal parça imalatında yaygın olarak kullanılır.

• 4.3 Temperleme
  Söndürülmüş bir metali uygun bir sıcaklığa yeniden ısıtmayı, belirli bir süre tutmayı ve ardından malzemenin çok kırılgan olmasını önleyerek mukavemet ve tokluğu dengelemek için yavaşça soğutmayı içerir.

• 

CNC İşlenmiş Parçalar İçin Doğru Yüzey İşlemi Nasıl Seçilir?

Seçilen yüzey işleminin tasarım gereksinimlerini ve uygulama senaryolarını karşıladığından emin olmak için, aşağıdaki temel faktörler dikkate alınmalıdır:

1. Malzeme Özellikleri
   Farklı malzemeler yüzey işlemlerine farklı tepki verir. Örneğin, alüminyum parçalar eloksal kaplama ve toz boya için uygundur, paslanmaz çelik genellikle geliştirilmiş korozyon direnci için pasivasyon kullanır ve karbon çeliği siyah oksit veya sıcak daldırma galvanizleme için daha uygundur.

2. Fonksiyonel Gereksinimler
   Parça işlevselliğine göre süreçleri seçin. Örneğin, aşındırıcı ortamlara maruz kalan parçalar için eloksal kaplama veya elektrokaplama seçilebilir, yüksek aşınma koşulları için karbürleme veya temperleme ve geliştirilmiş iletkenlik gerektiren parçalar için bakır, gümüş veya altın elektrokaplama seçilebilir.

3. Görünüm Gereksinimleri
   Yüzey işlemi, ürünün görsel görünümünü etkiler. Parlatma ve elektrokaplama yüksek parlaklıkta yüzeyler elde edebilirken, kumlama ve toz boya mat veya saten dokular oluşturabilir. Ürünün konumlandırmasına veya müşteri gereksinimlerine göre uygun efekti seçin.

4. Maliyet Kontrolü
   Farklı süreçlerin farklı maliyetleri vardır. Örneğin, toz boya seri üretimde iyi bir maliyet performansı sunar. Optimal çözümü seçmek için maliyet, üretim döngüsü süresi ve performans gereksinimlerini dengelemek önemlidir.

5. Teslim Süresi Gereksinimleri
   Eloksal kaplama ve elektro kaplama gibi işlemler genellikle daha uzun döngü sürelerine sahipken, parlatma gibi mekanik işlemler nispeten daha hızlıdır. Teslim süresi kısaysa, daha hızlı süreçlere öncelik verilmelidir; ancak, yeterli zaman varsa ve yüksek hassasiyet gerekiyorsa, daha ayrıntılı süreçler seçilebilir.

CNC İşleme Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Yöntemleri

Bir parçanın yüzeyinin gerekli kalite ve performans standartlarını karşıladığını doğrulamak için, pürüzlülüğü, dokuyu ve işleme kalitesini farklı açılardan değerlendirmek için çeşitli ölçüm teknikleri kullanılır. Yaygın yöntemler şunlardır:

1. Görsel İnceleme
   Çizikler, çentikler veya çapaklar gibi belirgin kusurları belirlemek için çıplak göz veya büyüteç kullanmayı içeren en doğrudan ve verimli ilk tarama yöntemidir.

2. Profilometre
   Yüzey boyunca hareket etmek ve parçanın mikro profilini kaydetmek için bir prob kullanan, temasa dayalı bir ölçüm cihazıdır. Bu yöntem, pürüzlülük parametrelerini, profil özelliklerini ve işleme tutarlılığını doğru bir şekilde değerlendirir. Son derece hassastır ve sıkı yüzey kalitesi standartları gerektiren parçalar için uygundur.

3. Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Cihazı
   Yüzeydeki mikroskobik düzensizlikleri ölçmek için özel olarak tasarlanmıştır, bu cihaz Ra, Rz ve diğerleri gibi pürüzlülük parametrelerini hesaplar, objektif, sayısal sonuçlar sağlar. CNC işlenmiş parçaların yüzey kalitesini değerlendirmek için en sık kullanılan standart yöntemlerden biridir.