בחירת חומר הכלי המתאים לעיבוד חלקים מכאניים מדויקים היא חיונית להשגת רמת הדיוק הרצויה, העמידות והגימור של פני השטח. להלן מבוא לבחירת חומרי כלי עיבוד חלקים מכניים מדויקים:
פלדה מהירה (HSS): בשימוש מסורתי עבור מגוון רחב של יישומי עיבוד שבבי, כלי HSS הם צדדיים וניתן להשתמש בהם עבור מתכות לא ברזליות, סגסוגות וחלק מהפלדות. עם זאת, הם נוטים להישחק מהר יותר מחומרים קשים יותר במהירויות עיבוד גבוהות יותר.
HSS המכיל קובלט: כלים אלה מציעים קשיות אדומה טובה יותר ועמידות בפני שחיקה בהשוואה ל-HSS סטנדרטי, מה שהופך אותם למתאימים לחומרים קשים יותר וחיי כלי עבודה ארוכים יותר.
כלי קרביד: כלי טונגסטן קרביד ידועים בקשיותם ועמידותם בפני שחיקה, חום ושחיקה. הם אידיאליים לעיבוד חומרים קשים יותר ויכולים לפעול במהירויות גבוהות יותר, מה שמוביל להגברת הפרודוקטיביות.
כלי קרמיקה: כלי חיתוך קרמי משמשים בשל הקשיות הגבוהה והיציבות התרמית שלהם. הם מתאימים לעיבוד פלדות וברזל במהירויות גבוהות אך יכולים להיות שבירים ואינם מתאימים לחיתוכים מופרעים או לחומרים בעלי קשיחות גבוהה.
כלי יהלום: יהלומים טבעיים וסינתטיים משמשים בשל הקשיות הקיצונית שלהם והם אידיאליים לעיבוד מתכות לא ברזליות, חומרים לא מתכתיים, וליישומים מדויקים במיוחד. הם שימושיים במיוחד עבור עיבוד חומרים קשים או בעלי כושר שחיקה גבוה.
קוביק בורון ניטריד (CBN): כלי CBN קשים מאוד ומתאימים לעיבוד פלדות מוקשות וחומרים קשים אחרים. הם מציעים יציבות תרמית גבוהה ויכולים לשמור על החדות שלהם במהירויות חיתוך גבוהות.
כלים מצופים: כלים המצופים בחומרים כמו טיטניום ניטריד (TiN), טיטניום אלומיניום ניטריד (TiAlN), או פחמן דמוי יהלום (DLC) יכולים לשפר את חיי הכלי והביצועים על ידי מתן משטח קשה יותר, עמידות טובה יותר בפני שחיקה וחיכוך מופחת.
קריטריונים לבחירת חומר: בחירת חומר הכלי תלויה בגורמים כגון חומר העבודה, גימור פני השטח הרצוי, פעולת העיבוד (חיתוך, סיבוב, כרסום וכו'), ותנאי החיתוך (מהירות, קצב הזנה ועומק החיתוך).
חומרים חדשניים: עם ההתקדמות במדעי החומר, חומרי כלים חדשים מפותחים ללא הרף כדי לדחוף את הגבולות של ביצועי עיבוד ויעילות.
חשוב לציין שבחירת חומר הכלי היא לא רק על תכונות החומר אלא גם על היישום שלו בתהליך העיבוד. לדוגמה, טכנולוגיית עיבוד מדויק במיוחד (UPM), שהייתה חיונית בתחומי היי-טק כמו תעופה וחלל וביוטכנולוגיה, נהנית מהשימוש בחומרים כמו יהלומים חד-גבישיים בשל הקשיות והמוליכות התרמית יוצאי הדופן שלהם, המאפשרים ייצור של אולטרה-גביש. מחזירי דיוק או מיסבים עם דיוק ברמה ננומטרית. בנוסף, השימוש בלייזרי פמט שנייה (fs) מהירים במיוחד לחומרים מיקרו-עיבוד כמו יהלום מאפשר עיבוד מדויק ויעיל עם נזק תרמי מינימלי, מה שמועיל במיוחד לחומרים שקשה לעבד אותם בשיטות קונבנציונליות
