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、电火花加工原理
与 传统的切削加工方法不同，电火花加工是利用工具电极和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工的加工方法。电腐蚀现象的一个最简单例子 是电气开关的触点的电腐蚀，这种腐蚀是由于触点开闭时产生的火花引起的，逐渐地会损坏触点。电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花通道内瞬时产生一个 高温热源，将局部金属熔化和气化而蚀除。但这种简单的电腐蚀还不能构成实用的电火花加工。实用的电火花加工要求：
1.必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙，通常约为几微米至几百微米，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不能产生火花放电。如果间隙过小，很容易形成短路接触，也不能产生火花放电。因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置，或称伺服控制系统。
2.火花放电应是短时间的脉冲放电，放电持续时间为10-7-10-3S,且每次放电后需停歇一段时间，以保证消电离，避免持续电弧放电烧伤工件。
3. 火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液等。液体介质又称工作液，它们必须具有（1）较高的绝缘性能，以利于产生脉冲性的火花放 电；（2）液体介质还有排除间隙内电蚀产物，保证在时间和空间上分散的重复性脉冲放电正常进行；（3）冷却电极的作用。
因此，一般电火花加工设备都具有实现这些要求的装置，它们包括脉冲电源，工作液循环系统，工具电极与工件的相对伺服进给系统以及机床主体等。
二、数控电火花线切割机床组成
电火花线切割的工具电极为沿着电极丝轴线移动着的线电极，工具电极与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动。
数控电火花线切割机床由以下四部分组成：
1.机床主体
机 床主体由床身、丝架、走丝机构和X—Y数控工作台等四个部分组成。钼丝绕在储丝筒上，并经过丝架上的导轮来回走动，储丝筒由电机直接驱动，通过限位开关控 制正反向。工件固定在X—Y数控工作台上，X—Y数控工作台分别由两个涉进电机驱动。控制装置控制步进电机各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服 进给移动，切割出所需的工件形状和尺寸。
2.工作液系统
工作液由泵压送到加工区，过滤后循环使用。
3.高频电源
高频电源能产生高频矩形脉冲，其正极加至工件，负极加至电极丝（钼丝）。脉冲信号的幅值和脉冲宽度等可以调节，以适应不同工况的需要。
4.控制装置
控制装置是以专门的计算机为核心的控制系统。加工中控制系统按照输入的程序指令控制机床加工，期间需进行大量的插补运算，判别。变频进给系统则将加工中检测到的放电间隙中的平均电压反馈给控制系统，控制系统根据此反馈信号调节加工（工作台）进给速度。
三、线切割加工的特点及应用
1.电火花线切割的主要特点是脉冲放电的能量密度很高，可以加工用常规机械加工方法难于加工或无法加工的材料和形状。如淬硬后的钢件，硬质合金等。
2.加工时线电极和工件不直接接触，两者之间的宏观作用力小，不受工具和工件刚度限制，有利于实现微细加工。
3.由于电火花线切割多为数控，因此可以切割出形状复杂的零件，如各类异型孔，凸轮、齿轮、成形刀具等。
四、线切割程序的编制
线切割机床的控制系统是按照人的“命令”去控制机床的，因此必须事先把切割的图形轨迹，用该系统能接受的“语言”编排好“命令”，输入控制系统。这项工作叫做数控线切割编程。
1.程序格式
为了使机器能接受命令，程序必须符合一定的格式。目前国内使用最多的是3B指令，其格式如下：
R X R Y R J G Z
分隔符 X坐标值 分隔符 Y坐标值 分隔符 计数长 计数方向 加工指令
表中B叫分隔符号，它在程序里起到把X、Y和这些数值分隔开的作用。X、Y和J以微米为单位。当程序输入时，读入第一个B后它使控制器做好接受X会标值的准备，读入第二个B后做好接受Y坐标值的准备，读入第三个B后做好接受J值的准备。
加工圆弧时，程序中的X、Y必须是圆弧起点相对其圆心的坐标值；加工斜线时，X、Y必须是该斜线段终点相对其起点的坐标值。当X或Y为零时可以不写出。
J为计数长度，应取在其计数方向（Gx或Gy）上从起点到终点工作台移动的总距离，也就是圆弧或直线段在计数方向坐标轴上投影长度的总和。
G为计数方向，有Gx和Gy两种，对于直线或斜线，应取线段投影值较大的坐标方向为计数方向；对于圆弧，应取其终点坐标值较小的坐标为计数方向。
Z 是加工指令的总括符号，共有十二种，直线指令四种：L1、L2、L3和L4；圆弧；圆弧指令八种：SR1、SR2、SR3、SR4和NRI、NR2、 NR3、NR4。L表示直线，其后数字为该线段所在的象限，对于与坐标轴重合的直线段，正X轴为L1，正Y轴为L2，负X轴为L3，负Y轴为L4；SR表 示顺时针圆，NR表示逆圆，字母后面的数字表示该圆弧的起点所在的象限。
2.编程实例
编程时，应将工件加工图形分解成各圆弧与各直线段，然后逐段编号。如图所示的工件，由三条直线段和一段圆弧组成，所以其加工程序分为四段：
1.BBB40000GxL1
2.B10000B90000B90000GyL1
3.B30000B40000B60000GxNR1
4.B10000B90000B90000GyL4
5.D
第5段为程序结束指令

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

12.3 複合材料加工

複合材料是由不同特性材料組成的混合物，具有組成之個別材料所無法達成或同時兼有之特定功能和機械性質。

複合材料的應用很早就有，例如建材用的土磚即為人造之複合材料，而木材和竹子則是天然複合材料。

木材的成形加工是以利用手工具和木工工具機的切削加工為主。

1.手工具包括手鋸和鑿子。

2.木工工具機則有平鉋機、手壓鉋機、帶鋸機、圓鋸機、線鋸機、鑽床、木工車床和砂輪機等。

複合材料也可依強化材構造形式分為纖維複合材料、粒子複合材料和板狀複合材料等。

12.3.1 纖維複合材料加工

基材為聚合體或金屬材料為主，強化材的形式為連續性的長纖維或經切細的短纖維。

通常在纖維的表面先給予塗上膠水等浸漬處理做為保護。

此類型複合材料中最具代表性的是強化塑膠

不同的製造方法。

1.纏繞法：

q將連續性的長纖維束浸泡通過液態聚合物(塑膠材料)後，纏繞在靜止或旋轉的心軸上，聚合物儲槽可做左右移動，如圖12.2所示。

q經一層層纏繞到所需厚度後，再加熱使聚合物固化，形成強化塑膠。

q若將心軸移除，即可得到筒狀或球狀容器。若心軸是鋁或鈦合金製成的產品，則不必移除，強化塑膠可形成保護層，例如分機引擎導管、推進器等。

2.薄片製法

q將連續性的長纖維束併排後加以表面處理，然後浸入聚合物儲槽中形成薄片或膠帶，用途有平板、波浪板，電氣絕緣材和飛機之結構件等。

q可將連續性的長纖維經切碎機切成短纖維，以聚合物包覆成薄膜，再經滾軋機壓成薄片，做為進一步成形加工用之原料。

3.模製法

q 將短纖維與聚合物基材及添加劑混合後，可利用塑膠加工之注射模製法、熱成形法、壓力模製法、移轉模壓製法等。

4.拉製法

q將連續性的長纖維預先浸過聚合物形成複合材料排列後，經預型模加工成初步形狀，再送入內含拉製模的加熱爐中，將聚合物固化後拉出模外。

q依長度需求予以切斷即為產品。可用於大量製造有一定截面的零件，例如高爾夫球桿、欄杆等。

5.拉伸成型法

q 將強化纖維拉浸過聚合物後，利用分離模夾緊，經硬化後成形的製造方法，產品有汽車板片彈簧等。

金屬基纖維複合材料的加工成形法有：

1.用傳統的鑄造法，或用加壓氣體強迫液態金屬進入由強化纖維做成的預形體，經固化成形。

2.金屬粉末與強化短纖維均勻混合後，利用粉末冶金的冷均壓成形法或熱均壓成形法製造零件。

3.共擠製 法即金屬材料之擠製法的應用，例如可用來將超導體細絲嵌在銅基材內，以免因磁流漂移而喪失其超導能力。

陶瓷基纖維複合材料的製造法有浸漬熱壓法，

1.維浸入含有陶瓷基材和黏結劑的泥漿槽中，在纖維外被覆一層泥漿，乾燥後排列堆積，然後再加熱加壓成形。

此外，可利用化學汽相蒸鍍法(CVD)製造。

12.3.2 粒子複合材料加工

粒子複合材料的基材可為聚合體、金屬或陶瓷材料，製造的方法有粉末冶金法和熔湯鑄造法兩類。

1.粉末冶金法

q將強化材粒子粉末與基材粉末均勻混合後，經壓製成形、燒結或化學反應鍵結而得到產品。

2.熔湯鑄造法

q又稱為複合鑄造，是指將固體粒子加入激烈攪拌後之熔融狀態的基材內，形成類似固相的熔湯，然後利用加壓方式將熔湯擠入模具內成形。

典型的產品有

Ø碳化鎢陶金刀具。

Ø開關和繼電器等電接觸材料。

Ø砂輪片包含提供硬度的磨料(Al2O3,SiC,CBN,鑽石等)。

12.3.3 板狀複合材料加工

板狀複合材料包含被覆層材、硬面材、覆面材(如銀幣、、熱交換器)、雙金屬(如斷電器、熱阻器)和積層材(如合板、安全玻璃、印刷電路板)等。

目的為增進美觀、耐磨、耐蝕、增加強度或降低成本、減輕重量，或提供特殊性質(例如不同熱膨脹係數的雙金屬)。

製造方法有滾軋鍵結、爆炸鍵結、共擠製法和硬銲法等，其加工方式和前面章節所敘述者相近。

蜂巢狀材料的生產方法

Ø利用滾軋加工製造薄片材料，並於適當間隔之距離上膠後堆疊，然後加熱使膠硬化而結合，再經切片及展鍛成為蜂巢狀結構。

Ø皺折加工利用一對特殊設計的滾輪將薄片材料軋成皺折狀，切取需要的長度，塗以黏結劑並經硬化後而得。

將蜂巢狀材料與上、下兩面板黏結後，可得到夾層結構體，應用於飛機機身等。

12.3.4 複合材料之切削加工

複合材料是由至少兩種不同特性的材料所組成之。

利用傳統切削方法加工會產生與金屬材料切削時不同的問題，其切削性不佳。例如對強化塑膠車削時不能使用切削液冷卻，故切削速度低。

鑽孔時易因纖維未被完全切斷而產生毛邊等。

可利用非傳統加工解決複合材料切削上的困擾，例如利用超音波振動協助切削複合材料可降低切削阻力。

利用電子束加工或雷射加工，可製造微小孔或深孔，及切削複雜形狀的工件。

磨粒噴射加工和水噴射加工也是複合材料成形切割的重要加工方法。

12.2.6 壓力模製法

n壓力模製法是將一定量的顆粒狀或片狀塑膠原料放入加熱之模穴內，利用柱塞或上模加壓成形。

典型的產品有盤子、瓶蓋、容器、電子零件等。

三種塑膠原料都可利用此法加工製成產品。

12.2.7 移轉模壓製法

移轉模壓製法為壓力模製法的改良，應用於熱固性塑膠及彈性體的成形。

1.原料先置於裝填室內加熱至液態。

2.再以衝桿、柱塞或螺旋桿等，將之壓迫流經流道進入模穴，並保持壓力一段時間直到工件凝固成形。

此法生產週期較短、產品精度較佳，可製造複雜外形的產品。

12.2.8 鑄造法

鑄造法適用於熱塑性塑膠和熱固性塑膠的成形加工。

是指將液態原料澆入剛性或撓性的鑄模內，冷卻後即可得到各種形狀的產品，但其生產效率低。

12.2.9 彈性體加工

天然橡膠為一優良的彈性材料，可承受很大的彈性變形量，又是極佳的電絕緣體。

但其缺點是無法在高溫或長期在陽光下使用，因此人造彈性體被開發出來用以彌補天然橡膠的缺點。

人造彈性體之典型的產品有油管、O型環、油封、電絕緣體、管子、鞋子、內胎等。

彈性體材料可利用很多熱塑性塑膠的成形加工法來製造產品，或用於熱固性塑膠成形的移轉模壓製法。

12.2.10 快速成型

快速成型(RP)在新產品的開發和製造上有很重要的貢獻，可大量縮短原創性產品從設計到生產所需的前置時間及成本。

其原理是利用電腦輔助繪製三度空間之立體加工圖形，並直接對選用之塑膠或金屬材料製造成零件之實體模型。

已發展成熱的代表性快速成型法有立體石板印刷和選擇性雷射燒結兩種。

立體石板印刷是利用光化學聚合物(塑膠)硬化原理來製作零件之外形。

1.裝有受光感應可硬化之液態聚合物(例如丙烯酸)的大型槽內，平板處於最高的位置，且只有淺淺的液態聚合物薄層覆蓋在其上。

2.開始進行成形加工時，將紫外線雷射束沿著水平面依工件設計原形移動照射，促使被照射到的聚合物硬化成固態物體。

3.接著平板向下降低一小段距離使液態聚合物可再覆蓋於已硬化的固態聚合物上，然後，再根據圖形要求的樣式進行紫外線雷射照射，得到第二層的固態聚合物。

4.依此步驟重覆進行直到完成工件的立體模型。

利用伺服控制系統控制雷射束及平板的移動量，可製造各式各樣零件的聚合物實體模型。

選擇性雷射燒結是利用雷射束的熱能將粉末原料燒結成一體，未被雷射束照到者，仍為鬆散狀態，可經振動而與燒結體分開。

可使用的粉末原料包括金屬、陶瓷和聚合物。

1.在加工室下端裝設兩個圓筒，其中一個是進料圓筒會逐漸上升，並將粉末原料提供給另一個用做為零件製作之圓筒。

2.雷射束會照射在零件製作圓筒上，當粉末燒結成一體後，此圓筒會漸次下降。

利用電腦輔助繪製之立體加工圖形編製成的程式，引導雷射束照射在特定截面薄層上之路徑及區域。

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12.2.1 擠製法

擠製法是將熱塑性(TP)塑膠顆粒或粉末裝置於漏斗中，然後送入擠製筒內。

擠製筒中的螺旋推進器將塑膠原料推經加熱區使變成熔融狀態，最後通過擠製模成形，再以空氣或水冷卻使產品固化。

此法適用於只造製要是外形有固定截面的產品，例如各種棒、管、槽、板、建材、電線等。

彈性體也可使用此法製造，但此法對熱固性塑膠則不適用。

擠製法可利用平面擠製模製造薄片與薄膜產品。

把擠製模的出口向上放置，並由下方吹氣迫使薄膜膨脹成氣球狀至所需之厚度，再經擠壓滾輪和捲繞機構，即可用以生產一般使用的塑膠袋。

注射模製法又稱為射出成形法，其原理與金屬材料成形加工之熱室壓鑄法相同。

1.將塑膠原料送入注射筒內加熱熔化，

2.再以往復式衝桿或旋轉式螺旋桿，壓迫熔融狀態的塑膠進入分裂模的模穴中，

3.保持壓力等到塑膠成形冷卻固化後，衝桿或螺旋桿才反向退回，產品則由頂出桿推出模穴。

12.2.2 注射模製法

此法可製造熱塑性塑膠、熱固性塑膠及彈性體材料。

可以生產各式各樣複雜外形與精密尺寸的產品，甚且是具有外螺紋的零件及齒輪等。

注射模製法的模具成本較貴，但加工效率很高，適用於大量生產。

此法與擠製法是熱塑性塑膠產品的兩大主要製造方法。

12.2.3 吹模製法

吹模製法只適用於熱塑性塑膠，其原理與首先利用擠製法將塑膠原料擠製成管狀後，置於模穴中。

1.再以壓縮空氣吹向塑膠管內，使之膨脹緊貼於模穴內壁上而成形，冷卻後即可得到薄壁之中空產品。

2.應用於玻璃材料者類似。

產品大多為容器、飲料瓶、波形管等。

12.2.4 旋轉模製法

旋轉模製法用於製作大型中空產品，例如水桶、垃圾桶、容器、足球、玩具等。

使用薄壁金屬製成的分裂式模具，並裝設兩個互相垂直的旋轉軸。

塑膠粉末置入模具內，模具同時進行加熱及旋轉。

塑膠粉末顆粒受翻滾作用而緊貼靠在模壁上，並因受熱熔解而被覆於其上，等工件冷卻後即可開模取出。

主要用於熱塑性塑膠為原料的產品。

12.2.5 熱成形製法

其原理與金屬薄板之拉伸加工相近似。

1.將熱塑性塑膠薄片加熱至軟化但仍未熔化的狀態。

2.然後置於模具上，藉由抽真空或吹氣、加壓等方式產生壓力差，迫使塑膠薄片與模具貼合而成形。

此法用於製造廣告招牌、食物托盤、包裝用品等。

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歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

12.1.2 玻璃加工

玻璃之加工方法都是將玻璃原料熔成液態，然後控制溫度變化，在其黏滯流狀態下成形，經冷卻而得到所要的產品。

玻璃產品的形式有平面狀、長條狀、纖維狀和獨立個體等四大類型。

1.平面狀產品

平面狀的平板及薄片玻璃是自熔融狀態以抽拉、滾軋或漂浮法連續方式加工而得。

抽拉加工是將自熔融狀態正在進行凝固中之玻璃原料、拉經一對滾輪之間，因受擠壓作用而形成板片，然後沿著一組小滾輪送出。

滾軋加工則可在滾輪表面製作圖案，滾軋出表面有浮雕的玻璃板片。

漂浮法是將熔融之玻璃原料送入一熔融錫床上，再經退火爐固化成形，得到的平面狀玻璃表面光滑，不需進行研磨等完工處理。

2.長條狀產品

包括管材和棒狀，係將熔融玻璃原料沿一旋轉的心軸纏繞，再由一組滾軸抽拉出來。

心軸為中空圓筒或圓錐形狀，將空氣持續吹入心軸，用以防止未凝固的玻璃塌陷，；

若不吹空氣則可用來製造棒材。

3.纖維狀產品

連續性長玻璃纖維是自加熱之多孔白金板中將玻璃高速拉出，並施以塗層處理保護，此法可生產直徑2μm之玻璃纖維。

短玻璃纖維是將熔融的玻璃原料送入旋轉頭內，利用離心噴灑的方式製造。

4.獨立個體產品

屬於不連續性，各有其特別形狀的產品。

吹模製法:利用吹氣產生的壓力使軟化的玻璃緊貼到鑄模壁上而成形，用於製造中空薄壁產品，例如玻璃瓶、燒杯、燈泡等。

壓製法:將熔融玻璃原料置於鑄模內，以沖模壓製成形。

離心鑄造法和金屬材料所使用者類似，用於製造映像管等。

下垂法:將玻璃板片置於模具上方，加熱熔化後，因本身的重量而下垂，黏貼在模壁上成形。

增加玻璃的強度可進行下列三種方式之強化處理。

Ø熱回火:將玻璃加熱後，利用兩階段降溫使其表面產生壓縮殘留應力，可以增進其強度。

Ø化學回火:將玻璃熔融液中加熱，使離子交換作用，則較小的原子被較大的原子取代，產生壓縮殘留應力，增進其強度。

Ø層化玻璃:將一片高靭性塑膠薄片置入兩片平板玻璃之間，結合後形成強化作用，例如汽車的擋風玻璃。

玻璃產品的完工處理利用退火處理來消除其殘留應力，以及利用人工鑽石刀具或磨輪進行切割、鑚孔、研磨、拋光等來修整外形或增進其表面平滑度。

塑膠(又稱為高分子或聚合體) 比金屬的密度低、強度低、剛性低、延展性高、導電性低、熱傳導性低、熱膨脹係數高和化學阻抗高等。

塑膠本身的重量輕、強度對重量的比值高、具透明的特性、多顏色的選擇、價格低廉、易於加工製造、複雜設計。

12.2 塑膠加工

典型的應用產業包括汽車、飛機、電子、運動器材、辦公室設備及民生用品等。

塑膠可分為熱塑性、熱固性和彈性體。

塑膠是以顆粒或粉末狀態提供給製造商做為成形加工之原料。常見之不同種類塑膠的成形加工法如圖12.1所示。

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（７）医療用品エンド・ミル設計

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目錄

12.1　陶瓷材料

12.2　塑膠加工

12.3　複合材料加工

簡介

科技的進步發展出之新產品中有些特殊的功能或性質是金屬材料所不易或根本無法達成的。

例如高溫強度、高硬度、高耐磨耗、高耐腐蝕性、輕量化、高重量對強度比、低導電性、低電阻抗、兼具高強度及韌性等。

有許多非金屬材料和針對特定需求而研發出來的新材料，並取代部份金屬材料的地位。

常見的工程用非金屬材料有陶瓷與玻璃、塑膠和複合材料。

簡介(續)

陶瓷是由金屬和非金屬元素以結晶構造所組成，原子間鍵結方式包含共價鍵和離子鍵。

玻璃的組成元素和陶瓷類似，但不具結晶組織。

塑膠是由許多單體聚集所形成之聚合體，結合的力量包含共價鍵和凡得瓦力(次鍵結)。

複合材料則是結合兩種或兩種以上不能相互固溶的物質所形成之非均質體材料。

由此可知，對非金屬材料加工的機制將與應用於金屬材料者，會有鉅大的差異。

12.1 陶瓷材料

陶瓷(Ceramic)可分為傳統陶磁和工程陶瓷。

傳統陶瓷的應用歷史很悠久，典型的產品有陶器、瓷器、磚頭、地磚、下水道水管、砂輪等。

工程陶瓷則常被用於製造汽車、航太、渦輪機、熱交換器、半導體、密封環、噴嘴、切削刀具等。

陶瓷比金屬的高溫強度和高溫硬度高、彈性係數大、脆性高、靭性低、密度低、熱膨脹係數低、熱傳導性低和導電性低等。

陶瓷的導電性可從近乎絕緣到非常優良，故可利用此特性製成半導體。

12.1 陶瓷材料(續)

玻璃被歸類為一種過冷液體，並不具結晶組織，無明確的熔點或凝固點的材料。

玻璃具有多變的光學特性、耐化學腐蝕性、相對高強度等，被應用於窗戶、烹飪器具和光纖等。

玻璃陶瓷是高度結晶成分所組成的玻璃，製作過程是以玻璃狀態加工成形後，經熱處理產生再結晶作用而得。

玻璃陶瓷顏色大都為白色或灰色而不再是透明狀態。

具有比一般玻璃更好的性質，如良好的熱衝擊抵抗能力，極低的熱膨脹係數，和優良的強度特性。

應用於烹飪器具、渦輪引擎、電器和電子零件等。

12.1.1 陶瓷加工

陶瓷的組織構造及機械性質與金屬差異很大，故無法使用傳統加工的鍛造、切削、銲接等方法製造成形。

陶瓷產品的生產方式和粉末冶金產品相類似，通常是包括將原料研磨成微細顆粒，加入添加劑後，進行混合、成形、乾燥、燒結和完工處理等步驟。

陶瓷加工的第一步是將陶瓷原料軋碎或研磨成微細的顆粒，可分為濕式或乾式兩種，使用的設備有球磨機、滾輪或粉碎機。

得到的顆粒需再經粒度分類、過濾及清洗等處理步驟。視產品的特性及加工製程的要求，加入合適的添加劑。

陶瓷顆粒成形的基本方法有三種，即鑄造法、塑性成形法和壓製法。

12.1.1 陶瓷加工(續)

鑄造法

Ø最常見的是滑泥鑄造，通常用水做為溶劑，加入陶瓷顆粒形成泥漿狀溶液。

Ø成形時將溶液倒入多孔性的石膏鑄模中。當部份水分被吸收後把鑄模翻轉倒出剩餘的泥漿溶液，即可製作出中空的物品，如同瀝鑄法。

Ø此法生產效率低、尺寸控制不易精確、但鑄模及設備成本較低，用於生產大型且外形複雜的零件，例如水管、藝術品、坩堝等。

12.1.1 陶瓷加工(續)

塑性成形法

Ø利用擠製、注射模等方法，將黏土狀陶瓷與添加劑混合，施加壓力使通過模具或進入模穴中。

Ø此法生產效率不高，但工具成本較低。

12.1.1 陶瓷加工(續)

壓製法

Ø與粉末冶金之金屬粉末成形方式相同，將顆粒狀的陶瓷原料和黏結劑加壓成形。

Ø包括乾式壓製法、濕式壓製法、注射模製法、冷均壓法(CIP)、熱均壓法(HIP)等。

Ø陶瓷材料在成形加工後，接下來的步驟是乾燥及燒結。

Ø乾燥的目的在降低零件因濕度可能造成的翹曲變形和破裂趨勢。

Ø燒結是在控制的環境下，將成形零件加熱到某一較高溫度，使顆粒間產生較強的結合力，並減少空孔，可增進零件的強度及硬度。

12.1.1 陶瓷加工(續)

Ø零件經燒結後為了改善其表面之瑕疵，增進平滑度，得到準確的尺寸或製作特殊的外形，常需進行完工處理。

Ø由於陶瓷材料的脆性較大，且具有缺口敏感性，故加工時需特別注意。

Ø常用的加工方法有研磨、拋光、放電加工、超音波加工、雷射加工、滾筒加工和利用鑽石砂輪之切削等。

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一、鐵合金

        鐵合金（Ferrous alloys）係以鐵為主要成分的合金材料，其產量比任何其它金屬多，且常作為工程結構用材料。它們能廣泛的被使用，可由三個因素來解釋：(1)含鐵之化 合物在地殼內蘊藏豐富；(2)鐵和鋼合金的提煉、精煉、以及製造技術十分成熟；(3)鐵合金之機械性質優異。

（一）鋼（Steels）

        鋼即是鐵－碳合金，除了含有碳元素外，亦可進一步包含微量其它合金元素。較常見鋼鐵分類係根據碳濃度的高低分別區分為低碳、中碳和高碳型式。平碳鋼 （plain carbon steel）除了碳和少量錳外只含殘留濃度的不純物。對合金鋼（alloy steel）而言，不同功效的合金元素將以不同濃度加入鋼中，以改善剛的各項性能。

Ⅰ、低碳鋼

所有鋼種中，最大產量係落在低碳這一類的範圍內。其含碳量通常少於0.25wt%，因此對於形成麻田散鐵的熱處理是無反應的，其鋼才的強化主要是靠冷加工來完成。其顯微結構包括肥粒鐵和波來鐵。

        低碳鋼的另一群是高強度低合金鋼（HSLA）。它們包含其它合金元素諸如銅、釩、鈦、鈮、鈷和硼等元素，添加濃度有通常小於5﹪wt，甚至更低。強化機構 是藉高溫熱加工時產生析出物，因此具有析出硬化及晶粒細化等功效，故其強化比低碳平碳鋼強度高。在一般大氣中，HSLA鋼比平碳鋼具有更佳耐蝕性，在結構 強度重要的很多應用中，它們已經代替了平碳鋼。

Ⅱ、中碳鋼

中碳鋼其碳濃度約介於0.25wt﹪至0.60wt%之 間，。這些鋼材可藉著沃斯田鐵化，淬火然後回火等熱處理改善機械其性質。它們最常以回火狀態使用，其顯微結構是回火麻田散鐵。代表性的鋼材為添加鉻、鎳、 鉬等元素的合金鋼，鉻、鎳和鉬的添加可改善這些合金熱處理的能力，使其可獲得強度及延展性極佳的組合。這些熱處理合金鋼比低碳鋼強度高，但會犧牲延展性和 韌性。此類鋼材應用包括鐵路車輪、軌道、齒輪、曲柄軸和其它切削零件以及要求高強度、耐磨耗和高韌性的結構零件上。

Ⅲ、高碳鐵

高 碳鋼通常具有碳含量介於0.6wt﹪至1.4wt%之間的鋼材，是碳鋼中最硬最強，而延展性最低者，其中工具模具鋼為代表。它們幾乎總是以硬化和回火狀況 使用，如此特別是在耐磨耗的工件上使用，通常含有鉻、釩、鎢和鉬合金。這些合金元素易與碳結合形成很硬和耐磨耗碳化物之化合物（如Cr₂₃C₆，V₄C₃ , Mo₂C和WC等）。

Ⅳ、不銹鋼

不 銹鋼（stainless steels）具有良好的抗蝕性（生銹），尤其是在大氣中。主要添加的合金元素是鉻，其濃度至少需11wt%鉻以上，此外藉著添加鎳、鉬或銅可強化抗蝕 性。不銹鋼依據顯微結構主要可分成三類，包括麻田散鐵型、肥粒鐵和沃斯田鐵型。麻田散鐵型不銹鋼能藉熱處理使其內部產生麻田散鐵，因此具較高的機械強度。 沃斯田鐵型和肥粒鐵型不銹鋼只能藉著冷加工來硬化和強化材質，因為它們是無法熱處理的。沃斯田鐵型不銹鐵因為高鉻含量和鎳的添加，其耐蝕性最好;而其產量 也是最大的。

（二）鑄鐵

通常鑄鐵（cast iron）是鐵合金的加上高達3.0 wt﹪至4.5wt%之碳，而稱之，其與碳鋼一般，均可再添加其他合金元素，已進一步強化鑄鐵的各項機械性能。對大部份鑄鐵而言，碳係以石墨形式存在。最常見鑄鐵包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、白鑄鐵和展性鑄鐵等。

Ⅰ、灰鑄鐵（Gray Iron）

灰 鑄鐵（gray cast iron）中碳與矽含量分別介於2.5wt﹪和4.0wt%之間以及1.0wt﹪和3.0wt%之間。對大部份灰鑄鐵而言，石墨是以片狀形式存在於基地 內，典型灰鑄鐵顯微組織片狀石墨，其破裂表面出現灰色狀，因而稱之為灰鑄鐵，其在工業上的用量極大。

Ⅱ、延性（或球墨）鑄鐵

在 鑄造之前加入少量鎂和鑲，或鎂或鑲到灰鑄鐵中會產生不一樣顯微結構及機械性質。石墨仍然形成，但是以球狀顆粒代替原先的片狀。此結果的合金稱球墨或延性鑄 鐵。此種鑄件比灰鑄鐵更強並且更有延性，其機械性質的比較如表12.5所示。此類材料典型應用包括閥、泵體、曲柄虹、齒輪，以及其它自動如切削零件。

Ⅲ、白鑄鐵和展性鑄鐵

對低矽（含量少於1.0wt%矽）和快冷卻速率的鑄鐵而言，大部份碳是以雪明碳鐵代替石墨方式存在，此類合金的破壞表面呈白色外觀，因此被稱為白鑄鐵（White cast iron）。

        將白鑄鐵於800到900℃（1470到1650℉）之間在中性氣體（避免氧化）長時間加熱將造成雪明碳鐵分解，形成石墨，石墨係以聚集或薔薇形式存在而 被肥粒鐵或波來鐵基地包圍，形成肥粒鐵展性鑄鐵。代表性應用包括聯結桿、傳動齒輪、閥零件、輪船及其它重機使用上。

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