آفاق تصنيع واستخدام شفرات القطع الزجاجية الخزفية

اليوم، تُصنع معظم أدوات القطع العالمية من سبائك صلبة، مع الاعتماد بشكل كبير على المعادن النادرة مثل التنجستن والكوبالت، وغالبًا ما يثير تعدين الكوبالت قضايا أخلاقية. مع ارتفاع أسعار الموارد، تزداد تكاليف التصنيع واستخدام الطاقة، مما يدفع للبحث عن بدائل للسبائك الصلبة في مواد أدوات القطع. جذبت الزجاجيات السيراميكية الانتباه كبديل محتمل، نظرًا لتكوينها الكيميائي المتنوع، وخصائصها الفيزيائية، وتكاليف تصنيعها المنخفضة، وانخفاض استهلاك الطاقة. وفقًا للبيانات الألمانية، يصل الإنتاج السنوي من الزجاج السيراميكي إلى 6,784 طن مع استهلاك للطاقة يبلغ 18.52 تيراوات ساعة، باستخدام 2.730 ميغاوات ساعة لكل طن. بكثافة 2.66 جرام/سم³، يمكن أن تنتج كل طن ما يصل إلى 601 أداة قطع، مما يبرز إمكانيات الزجاج السيراميكي في تطبيقات أدوات القطع.

مزايا ونطاق تطبيق الزجاج والسيراميك

الزجاج السيراميكي، الذي تم اكتشافه قبل أكثر من 70 عامًا، يُستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة، خاصة في البصريات، حيث يعد جزءًا أساسيًا من فلاتر الألوان وعدسات الحماية من الليزر. في المجال الطبي، تُستخدم السيراميك الزجاجية في زراعة الأسنان، وتجديد العظام، وأبحاث علاج السرطان، مما يُظهر أداءً عاليًا في الطحن. تقنيًا، تجعل صلابتها وقابلية تشغيلها الزجاج والسيراميك مهمين في الطحن عالي السرعة، ومقاومة الرقائق، ودراسات انتشار الشقوق. تم إثبات أن بعض الزجاجات السيراميكية، مثل زجاج الميكا غير المسامي، فعالة للإدخالات القابلة للتغيير، خاصة في معالجة المواد اللينة بسبب قابليتها للتشغيل على الرغم من صلابتها المنخفضة.

تطبيق الزجاج والسيراميك في أدوات القطع

أظهر الاختبار الاستكشافي لأربعة زجاجيات سيراميكية — ماكور (زجاج سيراميكي ميكا)، كليرسيرام Z، روبكس، وزيرودور (زجاج سيراميكي ألومينوسيليكات الليثيوم) — ملاءمتها لقطع بولي إيثر إيثر كيتون (PEEK) وسبيكة الألمنيوم EN AW 2007. PEEK هو بوليمر حراري عالي الحرارة يُستخدم عادةً في الصناعة، وسبائك الألمنيوم EN AW 2007 تُستخدم بشكل متكرر في عمليات الخراطة الآلية.

أداء الزجاج والسيراميك كان جيدًا من حيث المتانة وقابلية التشغيل مع هذه المواد، مما عزز أساسها كمواد محتملة لأدوات القطع وحدد اتجاهًا للبحوث المستقبلية. مع تزايد الطلبات على الكفاءة البيئية والتكلفة، تمثل الزجاج والسيراميك بديلاً مستدامًا واعدًا، حيث تقدم استهلاكًا أقل للطاقة وعمليات إنتاج صديقة للبيئة مقارنةً بالسبائك الصلبة التقليدية والفولاذ عالي السرعة.

سوائل قطع الزجاج/السيراميك

للقطع المتخصص للزجاج والسيراميك، تقدم زيت موريسكو ماتسومورا من اليابان سائلين قطع حصريين: موريسكو GR-4 وموريسكو GR-5. تستخدم هذه السوائل إضافات قلوية خفيفة، مما يقلل من تهيج الجلد. تضمن خصائصها الممتازة في مقاومة الرغوة والترسيب أنه حتى في أنظمة التبريد عالية الضغط، لا تكون الرغوة مصدر قلق.