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 تثير عمليات 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 لتنوع تركيبتها الكيميائية، وخصائصها الفيزيائية، وانخفاض تكاليف التصنيع، وتقليل 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 السيراميكي

الزجاج السيراميكي، الذي تم اكتشافه قبل أكثر من 70 عامًا، يُستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة، خاصة في البصريات، حيث أنه جزء لا يتجزأ من فلاتر الألوان وعدسات الحماية من الليزر. في المجال الطبي، تُستخدم السيراميك الزجاجية في زراعة الأسنان، وتجديد العظام، وأبحاث علاج السرطان، مما يظهر أداءً عاليًا في الطحن. من الناحية الفنية، تجعل صلابتهم وقابلية تشغيلهم الزجاج والسيراميك مهمين في الطحن عالي السرعة، ومقاومة الرقائق، ودراسات انتشار الشقوق. أظهرت بعض الزجاجيات السيراميكية، مثل زجاج الميكا غير المسامي، فعاليتها في الاستخدام مع القواطع القابلة للتبديل، 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 التشغيل الآلي.

أظهرت السيراميك الزجاجية أداءً جيدًا من حيث المتانة وقابلية التشغيل مع هذه المواد، مما يرسخ أساسها كمواد محتملة لأدوات القطع ويحدد اتجاهًا للبحوث المستقبلية. مع تزايد الطلبات على الكفاءة البيئية والتكلفة، تمثل السيراميك الزجاجية 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 موresco ماتسومورا من اليابان سائلين قطع حصريين: موresco GR-4 وموresco 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.