金屬加工中,一般需通過機械、電磁甚至冰凍等方法將工件夾緊。最近由佩恩州立大學工程師開發出一種利用光照激活膠粘劑的方法將工件夾緊的新概念夾緊技術,主要用於切削、磨削和其它機械加工場合。其工作原理是利用光激活膠粘劑「夾緊」工件;又由光,脆化膠粘劑「鬆開」工件。佩恩州立大學目前已擁有該項技術的專利權,現由 Master Work-Holding公司(位於美國北部的卡羅來納州Morganton)選中這項很具市場前景的新概念產品,進行生產,準備很快投入市場。
由佩恩州立大學工業和製造工程教授Edward De Meter先生向人們介紹這一新概念產品時說,這一新技術可以取代最常用的機械式夾緊方法。舊式的機械式夾緊方案,自動化夾具投資成本很高、夾緊時容易引起工件變形、佔據很大空間和嚴重影響加工過程、生產效率低。而使用這種直接將工件粘接到結構很簡單的鋼製夾具上的新方法,很好地避免以上存在著的諸多弊端,極大地提高生產效率、產品質量和降低生產成本。
在新的夾緊方案中,工件被粘接到工件下側方的鋼製夾具上。在夾具的關鍵位置上,設計有許多小直徑圓柱形,由剛玉,一種價格便宜的陶瓷材料製成的突墊型孔蓋。這些小孔蓋被De Meter先生稱為夾緊銷,作用如同透鏡或窗口,以備紫外線和紅外線光束的穿透照射,激活夾緊或破碎膠粘劑。
為了夾緊工件,將發粘的膠粘劑塗敷在夾緊銷上端面,然後將工件放置其上。在一束從UV聚光燈發射的低密度紫外線的快速穿透夾緊銷,激活膠粘劑使其固化。根據 De Meter先生介紹,膠粘劑經激活和固化,在幾秒鐘內,在工件和夾具之間形成一個屈服強度高達6,000psi的固化膠粘層。
經光束照射激活固化膠粘劑的夾緊系統,可在鑄件,焊接件和夾具之間形成6,000psi的夾緊力。 |
當加工完工件后,由激光器發射一束閃爍著的紅外線,穿過夾緊銷,脆化、破碎膠粘劑,放鬆工件。
脆化、破碎膠粘劑不需要加熱夾具和零件,只需1秒鐘即可完成。De Meter先生說,膠粘劑與樣機製造系統一起使用,可用於在光電工業中進行零部件裝配。經常添增一些色素到膠粘劑中,使它能更好地吸收紅外線。經脆化、破碎處理后,能使膠粘劑原來的高強度降低至300psi。
「工件通常是由操作者從夾具中取出,或使用一個橡皮榔錘,輕輕地敲打,鬆動后取出。」De Meter 先生說。