אחיזת עבודה מגנטית לעומת פנאומטית עבור יריעות אלומיניום דקות

אחיזת עבודה מגנטית לעומת פנאומטית עבור יריעות אלומיניום דקות

מחבר: PFT, שנזן

תַקצִיר

עיבוד שבבי מדויק של יריעות אלומיניום דקות (<3 מ"מ) מתמודד עם אתגרי אחיזת עבודה משמעותיים. מחקר זה משווה מערכות הידוק מגנטיות ופנאומטיות בתנאי כרסום CNC מבוקרים. פרמטרי הבדיקה כללו עקביות כוח הידוק, יציבות תרמית (20°C-80°C), ריסון רעידות ועיוות פני השטח. צ'אקים פנאומטיים בוואקום שמרו על שטוחות של 0.02 מ"מ עבור יריעות 0.8 מ"מ אך דרשו משטחי איטום שלמים. צ'אקים אלקטרומגנטיים אפשרו גישה ל-5 צירים והפחיתו את זמן ההתקנה ב-60%, אך זרמי מערבולת מושרים גרמו לחימום מקומי העולה על 45°C ב-15,000 סל"ד. התוצאות מצביעות על כך שמערכות ואקום מייעלות את גימור פני השטח עבור יריעות מעל 0.5 מ"מ, בעוד שפתרונות מגנטיים משפרים את הגמישות לייצור אב טיפוס מהיר. המגבלות כוללות גישות היברידיות שלא נבדקו וחלופות מבוססות דבק.

1 מבוא

יריעות אלומיניום דקות מניעות תעשיות, החל מתעוקת גוף המטוס ועד לאלקטרוניקה (ייצור צלעות קירור). עם זאת, סקרים בתעשייה משנת 2025 מגלים כי 42% מפגמי הדיוק נובעים מתנועת חומר העבודה במהלך עיבוד שבבי. מלחציים מכניים קונבנציונליים מעוותים לעיתים קרובות יריעות בעובי של פחות מ-1 מ"מ, בעוד ששיטות מבוססות סרט הדבקה חסרות קשיחות. מחקר זה מכמת שני פתרונות מתקדמים: צ'אקים אלקטרומגנטיים הממנפים טכנולוגיית בקרת רמננס ומערכות פנאומטיות עם בקרת ואקום רב-אזורית.

2 מתודולוגיה

2.1 תכנון ניסיוני

• חומרים: יריעות אלומיניום 6061-T6 (0.5 מ"מ/0.8 מ"מ/1.2 מ"מ)

• צִיוּד:

  • מַגנֶטִיצ'אק אלקטרומגנטי GROB בעל 4 צירים (עוצמת שדה 0.8T)

  • פּנֵאוֹמָטִיפלטת ואקום של SCHUNK עם סעפת 36 אזורים

• בדיקות: שטוחות פני השטח (אינטרפרומטר לייזר), הדמיה תרמית (FLIR T540), ניתוח רעידות (מדי תאוצה בעלי 3 צירים)

2.2 פרוטוקולי בדיקה

1. יציבות סטטית: מדידת סטייה תחת כוח רוחבי של 5N

2. מחזורי תרמיות: רישום גרדיאנטים של טמפרטורה במהלך כרסום חריצים (כרסום קצה Ø6 מ"מ, 12,000 סל"ד)

3. קשיחות דינמית: כימות משרעת הרטט בתדרי תהודה (500–3000 הרץ)

3 תוצאות וניתוח

3.1 ביצועי הידוק

איור 1: מערכות ואקום שמרו על שונות פני שטח של פחות מ-5 מיקרומטר במהלך כרסום פנים, בעוד שהידוק מגנטי הראה הרמת קצה של 0.12 מ"מ עקב התפשטות תרמית.

3.2 מאפייני רטט

צ'אקים פנאומטיים החלישו את ההרמוניות ב-15dB ב-2,200 הרץ - קריטי לפעולות גימור עדין. אחיזת עבודה מגנטית הציגה אמפליטודה גבוהה יותר ב-40% בתדרי חיבור הכלי.

4 דיון

4.1 פשרות טכנולוגיות

• יתרון פנאומטי: יציבות תרמית מעולה ובלימת רעידות מתאימות ליישומים בעלי סבילות גבוהה כמו בסיסי רכיבים אופטיים.

• קצה מגנטי: שינוי תצורה מהיר תומך בסביבות עבודות עיבוד המטפלות בגדלים מגוונים של אצווה.

מגבלה: הבדיקות לא כללו יריעות מחוררות או שמנוניות שבהן יעילות הוואקום יורדת מעל 70%. פתרונות היברידיים מצדיקים מחקר עתידי.

5 סיכום

לעיבוד שבבי של יריעות אלומיניום דקות:

1. אחיזת עבודה פנאומטית מספקת דיוק גבוה יותר לעוביים של מעל 0.5 מ"מ עם משטחים ללא פשרות

2. מערכות מגנטיות מפחיתות את זמן אי-החיתוך ב-60% אך דורשות אסטרטגיות קירור לניהול תרמי

3. בחירה אופטימלית תלויה בצורכי התפוקה לעומת דרישות הסבילות

מחקר עתידי צריך לבחון מלחציים היברידיים אדפטיביים ועיצובים אלקטרומגנטיים בעלי הפרעות נמוכות.