ในการผลิตชิ้นส่วนวิศวกรรมขั้นสูง การกัดงานที่มีลักษณะเป็นร่องลึกหรือผนังบางที่เรียกว่า High Aspect Ratio (HAR) ถือเป็นความท้าทายอย่างมาก บทความนี้จะสรุปเทคนิคสำคัญที่จะช่วยให้คุณควบคุมคุณภาพงานกัด ลดการสั่นสะเทือน และป้องกันเครื่องมือหัก
ทำความเข้าใจกับ High Aspect Ratio Feature
High Aspect Ratio คือ อัตราส่วนระหว่างความลึกของรูหรือร่องต่อความกว้าง (Depth-to-Width Ratio) ซึ่งโดยปกติหากอัตราส่วนเกิน 5:1 จะเริ่มเกิดปัญหาเรื่องความเสถียรในการกัดงาน
5 เทคนิคการกัด High Aspect Ratio ให้มีประสิทธิภาพ
1. การเลือก Tooling และ Material
ควรใช้ดอกกัดที่มีความแข็งเกร็งสูง (High Rigidity) เช่น Solid Carbide หรือเครื่องมือที่มีการเสริมประสิทธิภาพการคายเศษ (Chip Evacuation) การเลือกเครื่องมือที่มีคอ (Neck) ยาวพิเศษแต่มีแกนที่หนาจะช่วยลดการสะ่ง (Deflection) ได้ดี
2. กลยุทธ์การเดิน Toolpath แบบ Trochoidal Milling
แทนที่จะกัดลงไปตรงๆ การใช้เทคนิค Trochoidal Milling หรือการกัดแบบวงกลมต่อเนื่อง จะช่วยลดภาระของเครื่องมือ (Tool Load) และช่วยในการควบคุมความร้อนสะสมในร่องลึก
3. ระบบหล่อเย็นและความดันสูง (High-Pressure Coolant)
เศษโลหะ (Chips) คือศัตรูอันดับหนึ่งของการกัด HAR การใช้ระบบหล่อเย็นผ่านแกนกลาง (Through-spindle Coolant) ด้วยความดันสูงจะช่วยดันเศษออกจากร่องลึกทันที ป้องกันการกัดซ้ำ (Recutting) ที่ทำให้เครื่องมือหัก
4. การปรับ Feed Rate และ Spindle Speed
เมื่อเครื่องมือต้องยื่นยาวออกมา (Overhang) ความถี่ธรรมชาติจะเปลี่ยนไป คุณควรปรับความเร็วรอบให้สอดคล้องกับค่าความเสถียร (Stability Lobes) เพื่อเลี่ยงการเกิด Vibration หรือ Chatter
5. การกัดแบบ Step-down (Pecking Method)
สำหรับฟีเจอร์ที่ลึกมาก การแบ่งระยะการกัดลงไปทีละชั้น (Step-down) โดยเว้นระยะให้เศษมีการระบายออก จะช่วยรักษาความแม่นยำของขนาดและผิวงาน (Surface Finish) ให้คงที่
สรุป
เทคนิคการกัด High Aspect Ratio Feature ต้องอาศัยการผสมผสานระหว่างเครื่องมือที่เหมาะสม กลยุทธ์ Toolpath ที่ชาญฉลาด และการจัดการเศษโลหะที่ดี เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่สมบูรณ์แบบและลดต้นทุนการผลิต
การกัดโลหะ, ร่องลึก, เทคนิควิศวกรรม, งานกัดCNC
