นวัตกรรมใหม่ในการผลิตเฟือง: การกลึงด้วยไนลอนด้วยเครื่อง CNC เพิ่มประสิทธิภาพในงานที่ต้องการแรงเสียดทานต่ำ

กำลังเกิดการปฏิวัติเงียบขึ้นในวงการ วิศวกรรมเครื่องจักรและระบบอัตโนมัติ . ผู้ผลิต ผู้ผลิตในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ หุ่นยนต์ และการบินและอวกาศ ต่างหันมาใช้เทคโนโลยีไนลอนกลึง CNC เป็นวิธีการหลักในการผลิต เฟืองที่มีแรงเสียดทานต่ำ —ซึ่งให้คุณสมบัติที่โดดเด่นทั้งความทนทาน ความแม่นยำ และการใช้งานที่เงียบสนิท

สิ่งที่เคยถูกมองว่าเป็นเพียงวิธีการสำหรับทำต้นแบบ ตอนนี้กลายเป็นทางเลือกที่พร้อมสำหรับการผลิตจริง

ทำไมต้องไนลอน? และทำไมต้องตอนนี้?

ไนลอนถูกชื่นชมมานานสำหรับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ คุณสมบัติในการหล่อลื่นด้วยตนเอง และความทนทานต่อการสึกกร่อนและสารเคมี แต่จนกระทั่งไม่นานมานี้ การกลึงที่มีความแม่นยำสูง การผลิตชิ้นส่วนไนลอน—โดยเฉพาะเฟือง—ถูกจำกัดด้วยการสึกหรอของเครื่องมือและวัสดุบิดงอ

สิ่งต่างๆ กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

ด้วยความก้าวหน้าในด้าน เทคโนโลยี CNC และระบบการเดินเครื่องมือ (toolpath) ที่ได้รับการปรับปรุง การกลึงไนลอนด้วยเครื่อง CNC ปัจจุบันทำได้เร็วขึ้น แม่นยำขึ้น และให้ความสม่ำเสมอสูง ผลลัพธ์ที่ได้คือ เฟืองที่มีน้ำหนักเบา พื้นผิวเรียบ ความคลาดเคลื่อนแน่นอน และแรงเสียดทานต่ำมาก แม้ภายใต้ภาระงาน

วิธีการตรวจ

1.การเลือกวัสดุ

• แท่งไนลอน 66 (ผสมใยแก้ว 30%) และ MC901 (เติมน้ำมัน) (Ø60×100mm)

• ควบคุมความชื้นให้อยู่ที่ 2.5% โดยการอบแห้งก่อนการกลึง

2.พารามิเตอร์การกลึง CNC

• เครื่องจักร: Citizen Cincom L20-VIII แท่นกลึงแบบสไลด์

• ชุดอุปกรณ์:

เม็ดมีด PCD (DNMA150604) สำหรับงานตกแต่ง

เครื่องมือพิเศษสำหรับการควบคุมเศษชิ้นงาน

• กลยุทธ์การทำความเย็น:

การทำให้เย็นด้วยไนโตรเจนเหลว (CO₂ สถานะของเหลว)

การทำความเย็นด้วยลมอัดวน

การกลึงแบบแห้ง

3.การทดสอบประสิทธิภาพ

• เสียงรบกวนของฟันเฟือง (dB ที่ 1000 รอบ/นาที)

• ความต้านทานการสึกหรอ (ทดสอบความทนทาน 100 ชั่วโมง)

• ความคงทนทางมิติ (ทดสอบด้วยอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง -40°C ถึง 85°C)

ผลกระทบในทางปฏิบัติ

อุตสาหกรรมที่ได้รับประโยชน์มากที่สุดจนถึงตอนนี้คืออุตสาหกรรมที่ให้ความสำคัญกับน้ำหนัก เสียงรบกวน และความต้านทานการสึกหรอ

• ผู้ผลิตหุ่นยนต์กำลังเปลี่ยนจากการใช้ฟันเฟืองโลหะแบบตรงมาเป็นการใช้ฟันเฟืองไนลอนที่ออกแบบเฉพาะ เพื่อลดการเคลื่อนไหวที่ไม่ต้องการและแรงดันบนมอเตอร์

• วิศวกรเครื่องมือแพทย์กำลังหันมาใช้ไนลอนในการผลิตระบบขับเคลื่อนที่มีความสะอาดและมีแรงเสียดทานต่ำ

• บริษัทสตาร์ทอัพ EV กำลังใช้ฟันเฟืองไนลอนแบบเกลียวเพื่อระบบระบายความร้อนและระบบเสริมต่าง ๆ เพื่อลดเสียงรบกวนของยานพาหนะโดยรวม

ในทุกกรณี ความแม่นยำจากเครื่องจักร CNC ร่วมกับคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุไนลอน ช่วยให้เกิดการทำงานที่เงียบกว่า บำรุงรักษาน้อยลง และมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น

สรุป

สำหรับฟันเฟืองไนลอนที่มีความแม่นยำสูง:

• การกลึงด้วยเครื่องจักร CNC ทำให้สามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนได้ในระดับที่ไม่เคยทำได้มาก่อนกับพอลิเมอร์

• การเลือกวัสดุส่งผลต่อสมรรถนะมากกว่าวิธีการผลิต

• การระบายความร้อนแบบคริโอเจนิกมีความสำคัญต่อการรักษาความเสถียรทางอุณหภูมิ

• แอปพลิเคชันรุ่นใหม่จะใช้ประโยชน์จากระบบเกียร์แบบไฮบริดโลหะ-โพลิเมอร์