Bakır, CNC işleme süreçleri için yüksek iletkenliğe ve yüksek ısıl iletkenliğe sahip, son derece avantajlı ve hassas bir malzemedir. Mükemmel elektriksel ve ısıl özelliklerinin yanı sıra iyi şekillendirilebilirlik ve düşük kesme direnci sunması sayesinde, yüksek hassasiyetle ve üstün yüzey kalitesiyle işleme yapılmasına olanak tanır. Elektronik, güç sistemleri, ısıl yönetim, yarı iletkenler ve mikrodalga cihazları alanındaki uygulamalar için ideal bir malzeme olup, çeşitli hassas iletken ve ısıl bileşenlerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mükemmel Elektrik ve Isı İletkenliği: Gümüşten sonra ikinci sırada yer alması nedeniyle elektronik, elektrik ve ısı yayma bileşenleri için tercih edilen malzeme konumundadır.
Yüksek işlenebilirlik ve nispeten yumuşaklık: CNC işleme sırasında düşük kesme direnci ve yüksek verimlilik gösterirken, takım aşınmasını en aza indirir.
Yüksek hassasiyetli işlemeyi kolaylaştırır: Sürekli olarak yüksek boyutsal hassasiyet ve üstün yüzey kalitesi sağlayabilen.
Mükemmel şekillendirilebilirlik: Karmaşık oyuklar, ince cidarlı yapılar ve girift mikro yapılar içeren hassas parçaların üretilmesini sağlar.
Geniş Uygulama Alanı: Elektronik, elektrikli ev aletleri, ısı yayma sistemleri, yarı iletkenler ve mikrodalga cihazları dahil olmak üzere üst düzey hassas imalat sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Özellikler: Oksijen içeriği ≤ %0,001'dir. Son derece yüksek saflığa sahip olan bu malzeme, oksijenin büyük kısmını uzaklaştırmak amacıyla özel bir işlemden geçirilir. Hidrojen gevrekliğine karşı üstün direnç ve mükemmel kaynaklanabilirlik sergileyen malzeme, yüksek sıcaklıklı veya hidrojen açısından zengin ortamlarda gevrek kırılmaya karşı yüksek direnç gösterir.
Uygulamalar: Üst düzey kaynaklı montaj grupları, vakum odaları, hassas havacılık ve uzay bileşenleri, yüksek hassasiyetli EDM elektrotları, hassas tıbbi kateterler ve olağanüstü yüksek saflık ve kararlılık standartlarının gerekli olduğu diğer uygulamalar.
Özellikler: %0,003 veya daha düşük oksijen içeriğine sahip olan bu malzemenin saflığı ve hidrojen gevrekliğine karşı direnci, TU1'inkine kıyasla bir miktar daha düşüktür. Oksijenin büyük kısmını uzaklaştıran özel bir işlemle üretilen bu malzeme, üstün bir maliyet etkinliği sunar. Kaynak ve yüksek sıcaklıkta çalışma koşulları açısından orta düzeyde standartlar gerektiren yapısal bileşenler için uygun olup, oksijensiz bakırın en yaygın kullanılan türlerinden biridir.
Uygulamalar: Kimyasal vanalar, kaynaklı boru tesisatı ve yüksek sıcaklık ısı eşanjörleri gibi orta düzeyde gereksinim gerektiren uygulamaların yanı sıra; orta ve üst segment kalıplar ve hassas tıbbi bileşenler için EDM elektrot malzemesi olarak da kullanılır.
Özellikler: Cu+Ag içeriği ≥,95 olup, safsızlık seviyeleri son derece düşüktür (≤%0,05). Eser miktarda oksijen (genellikle ≤%0,05) içerir ve elektriksel ve ısıl iletkenliğini olumsuz etkileyecek zararlı safsızlıkları neredeyse hiç barındırmaz. Ultra yüksek saflıkta bakır sınıfına giren bu malzeme, mükemmel bir maliyet-performans oranı sunarak üst düzey uygulama senaryoları için ideal bir seçenek oluşturur.
Uygulamalar: Ultra yüksek saflıkta iletkenlik gerektiren uygulamalar ve vakum cihazlarının yanı sıra; hassas elektronik bileşenler, tüketici elektroniğine yönelik yüksek frekanslı sinyal iletim parçaları, PCB'ler için bakır bara sistemleri ve iletken terminaller gibi üst düzey sektörler.
Özellikler: Cu+Ag içeriği ≥,90 olup, safsızlık oranı T1 sınıfına kıyasla biraz daha yüksektir. Eser miktarda (tipik olarak ≤%0,05) oksijen içerir. Bu, mükemmel elektriksel ve ısıl iletkenliği yüksek maliyet etkinliğiyle birleştiren; dolayısıyla pek çok alandaki uygulamalar için uygun olan, endüstrideki en çok yönlü ve yaygın kullanılan saf bakır sınıfıdır.
Uygulamalar: Tel ve kablolar, güç baraları, ısı değiştiriciler ve standart elektronik konnektörler gibi genel amaçlı uygulamaların yanı sıra; çeşitli kalıp türleriyle uyumlu EDM elektrotları (bakır "tapalar") ile otomasyon fikstürleri ve kaynak elektrot uçları gibi bileşenler için de ideal bir malzemedir.
Özellikler: Cu+Ag içeriği ≥,70 olup, safsızlık oranı nispeten yüksektir. Eser miktarda (tipik olarak ≤%0,05) oksijen içerir. Elektriksel ve ısıl iletkenliği T1 ve T2 kalitelerine kıyasla biraz daha düşüktür; ancak düşük maliyeti sayesinde, performans gereksinimlerinin özellikle katı olmadığı genel yapısal bileşenler için uygundur.
Uygulamalar: Bakır braketler, tabanlar, standart boru tesisatı ve kalıp konumlandırma burçları gibi basit yapısal bileşenler; özellikle yüksek hassasiyet ve üstün elektrik iletkenliği gerektirmeyen uygulamalarda.
Saf bakırın işlenmesiyle ilgili kendine özgü zorlukları —yani yumuşaklığı, yüksek sünekliği, kesici takımlara yapışma eğilimi ve talaş tahliyesindeki güçlükleri— ele almak amacıyla, CNC işleme süreçlerinde dört temel hususa öncelik verilmelidir: takım seçimi, kesme parametreleri, soğutma ve yağlama ile süreç kontrolü. Bu yaklaşım; optimum işleme hassasiyeti, yüzey kalitesi ve verimlilik sağlar. Söz konusu gereklilikler aşağıda belirtilmiştir:
Takım Seçimi ve Parametre Optimizasyonu:
Saf bakırın CNC ile işlenmesinde kesici takımlar temel bir role sahiptir; bu nedenle, yapışmayı önleyici ve aşınmaya dayanıklı özelliklere sahip, demir dışı metallerin işlenmesi için özel olarak tasarlanmış takımlara öncelik verilmeli ve bu takımların geometrik parametreleri optimize edilmelidir. Takım seçiminde; (ince perdahlanmış bir kesici ağız gerektiren) kaplamasız YG6/YG8 tungsten-kobalt karbür takımlar veya PCD elmas takımlar tercih edilmelidir; zira her iki tür de mükemmel darbe ve aşınma direnci sunarak malzemenin takıma yapışmasını etkili bir şekilde önler. Buna karşılık, TiN veya TiAlN gibi titanyum bazlı kaplamalara sahip takımların kullanımı kesinlikle önerilmez; çünkü bu kaplamalar bakırla reaksiyona girme eğilimindedir ve bu da malzeme yapışması sorununu daha da şiddetlendirir. Geometrik parametreler konusunda özel ve hedefe yönelik ayarlamalar yapılmalıdır: kesme kuvvetlerini en aza indirmek ve yapışmayı azaltmak için talaş açısı (rake angle) 18° ile 25° arasında tutulmalı; talaş kıvırma ve tahliyeyi kolaylaştırmak amacıyla talaş kırıcı kanal geniş ve sığ bir tasarıma sahip olmalı; ayrıca kesici ağız keskinliğini korumak ve bakır yüzeyinde yırtılmayı önlemek için kesici ağız radyusu 0,02 mm'nin altında tutulmalıdır.
Kesme Parametre Ayarları:
Kesme ısısı birikimini ve takım yapışması riskini en aza indirmek amacıyla, "yüksek iş mili hızı, orta ilerleme hızı ve sığ kesme derinliği" ilkesine bağlı kalınarak, kesme parametreleri ilgili talaşlı imalat işlemine uygun şekilde belirlenmelidir. Karbür takımlar kullanılarak saf bakırın işlenmesine yönelik referans parametreler şöyledir:
| Süreç | Kesme Hızı Vc (m/dk) | Diş Başına İlerleme Fz (mm/diş) |
| Kaba Frezeleme | 100–150 | 0,06–0,10 |
| Son Frezeleme | 150–200 | 0,03–0,06 |
| Dönüş | 80–120 | 0,08–0,12 |
Soğutma ve Yağlama Gereksinimleri:
Saf bakırın CNC ile işlenmesi sırasında kuru kesim kesinlikle yasaktır. Bu süreçte soğutma ve yağlamaya dair temel ilkeler; "yeterli soğutma, takım yapışmasının önlenmesi ve korozyondan kaçınılması"dır. %5 ila arasında bir konsantrasyona sahip, kükürtsüz veya düşük kükürtlü emülsiyonların ya da yarı sentetik kesme sıvılarının seçilmesi büyük önem taşır. Kesici ağız ile iş parçası arasındaki temas bölgesinde tam bir soğutma sağlamak ve böylece aşırı kesme sıcaklıklarından kaynaklanan takım yapışmasını azaltmak amacıyla, bu sıvılar kesim bölgesine yüksek debili ve doğrudan bir akışla uygulanmalıdır. Aynı zamanda, saf bakır yüzeyinde korozyon oluşumunu önlemek için klor içeren aşırı basınç (EP) katkı maddelerinin kullanımından kaçınılmalıdır. Gerektiğinde, talaşları uzaklaştırmak için basınçlı hava desteğinden yararlanılabilir; böylece talaş birikiminin iş parçası yüzeyini çizmesi önlenir ve talaşların sorunsuz bir şekilde tahliye edilmesi sağlanır.
Proses Kontrolü:
Uygun proses kontrolü, işleme hassasiyetini artırırken iş parçası deformasyonunu ve yüzey kusurlarını etkili bir şekilde en aza indirebilir. Takım giriş stratejileri açısından, tırmanma frezeleme tercih edilen yöntemdir; bu, kesme kuvvetlerini azaltır ve bakır malzemelerde yüzey yırtılmasını önleyerek doğrudan dikey daldırma nedeniyle oluşan iş parçası hasarını engeller. İnce duvarlı saf bakır bileşenler için, sıkıştırma kuvvetlerini en aza indirmek ve gerilim altında deformasyonu önlemek için yumuşak çeneler ve yardımcı desteklerin kullanılması şarttır. Kaba işleme ve ince işleme işlemleri kesinlikle ayrılmalıdır: kaba işleme, malzemenin büyük kısmını hızla uzaklaştırarak 0,3–0,5 mm'lik bir ince işleme payı bırakmaya yarar; ince işleme geçişi için, gerekli yüzey pürüzlülüğünü ve boyutsal doğruluğu sağlamak üzere keskin, yeni bir kesici takım kullanılmalıdır. Programlama sırasında, uzun talaşların kesici takıma dolanmasını önlemek ve böylece hem işleme verimliliğini hem de yüzey kalitesini korumak için sık takım geri çekme ve talaş tahliyesi için özel rutinler entegre edilmelidir.
Saf Bakır Terminal
Saf Bakır Bağlantı Terminalleri
Saf Bakır Isı Emici
Saf Bakır Vida
Saf Bakır İletken Direk
Saf Bakır Terminal
Bakır Parçaların CNC İşlenmesi
Bakır Parçaların CNC İşlenmesi
A: Temel nedenler; takımın körelmesi, yetersiz soğutma ve aşırı kesme sıcaklıklarıdır. Bakır, yüksek süneklik ve yapışma eğilimi gösteren bir malzeme olduğundan takıma kolayca kaynar; bu da talaş yığılmasına veya takımın doğrudan yapışmasına yol açar. Çözüm yolları arasında; takımın derhal keskin bir takımla değiştirilmesi, etkili bir soğutma sağlamak amacıyla kesme sıvısının doğrudan kesme bölgesine yönlendirilmesini teminen soğutma sistemi basıncının artırılması ve aynı zamanda ısı birikimini en aza indirmek için kesme derinliğinin uygun şekilde azaltılması yer alır.
A: Bu durumun başlıca nedeni, aşırı düşük ilerleme hızı veya takım üzerindeki talaş kırıcı geometrisinin yetersiz tasarımıdır; bu durum, talaşların kıvrılmasını ve sorunsuz bir şekilde tahliye edilmesini engeller. Sorunu gidermek için diş başına ilerleme miktarını uygun şekilde artırabilir ve kesme parametrelerini saf bakırın kendine özgü işleme özelliklerine daha iyi uyacak şekilde ayarlayabilirsiniz. Ayrıca, talaşın kıvrılmasını ve kopmasını kolaylaştırarak dolanmayı önleyecek, daha geniş ve sığ bir talaş kırıcı tasarımına sahip bir takıma geçiş yapabilirsiniz.
A: Bu sorunlar genellikle uygun olmayan kesme parametrelerinden (aşırı yüksek ilerleme hızı gibi) veya kesici ağızda dengesizliğe yol açan takım titreşiminden kaynaklanır. Çözümler arasında, parametre uyumunu optimize etmek amacıyla diş başına ilerleme miktarını düşürmek ve kesme hızını uygun şekilde artırmak yer alır. Ayrıca, yüzeyde yırtılma ve çapak oluşumunu önlemek adına; takım salgısını kontrol edip giderin, takımın sağlam bir şekilde bağlandığından emin olun ve pürüzsüz bir kesim işlemi sağlamak için takım titreşimini en aza indirin.
A: Bu sorunlar genellikle aşırı kesme kuvvetlerinden, aşırı sıkı bağlamadan veya kesme işlemi sırasında iş parçasının ısıl genleşmesinden kaynaklanır. Bu durumu, bağlama yöntemini optimize ederek —özellikle de bağlama kuvvetini azaltıp ince cidarlı parçalar için yumuşak çeneler ve yardımcı destekler kullanarak— ve kesme kuvvetlerini düşürmek amacıyla kesme derinliğini azaltarak çözebilirsiniz. Ayrıca, iş parçasının yeterli düzeyde soğutulmasını sağlamak ve böylece ısıl genleşmenin boyutsal hassasiyet üzerindeki etkisini en aza indirmek için kesme sıvısı akış hızını artırın.
A: Temel nedenler; uygun olmayan takım malzemesi seçimi, aşırı kesme parametreleri veya yetersiz soğutmadır; bunların tümü, aşırı ısınma kaynaklı erken takım aşınmasına yol açar. Önerilen çözüm, yüksek hız çeliği takımların kullanımından kaçınarak PCD elmas takımların veya YG6/YG8 tungsten-kobalt karbür takımların kullanımına öncelik vermektir. Ayrıca, kesme hızını ve kesme derinliğini uygun şekilde azaltarak işleme parametrelerini optimize edin; bununla eş zamanlı olarak, takımın yeterli düzeyde soğutulmasını sağlamak ve yüksek sıcaklık kaynaklı aşınmayı en aza indirmek için kesme sıvısı akış hızını artırın.
A: Bu sorun temel olarak uygun olmayan kesme sıvılarının seçilmesinden, iş parçasının işleme sonrasında vakit kaybetmeden temizlenmemesinden veya nemli ve kükürt açısından zengin bir ortamda depolanmasından kaynaklanır. Korozyonu önlemek için kükürt içermeyen veya düşük kükürtlü kesme sıvılarını tercih edin. İşleme işleminin ardından, yüzeyde kalan kesme sıvısını gidermek için iş parçasını derhal silin. Kısa süreli depolama için pas önleyici bir yağ uygulayın; uzun süreli depolama için ise iş parçasını kuru ve kükürt içermeyen bir ortamda muhafaza edin. Eğer hafif bir oksitlenme meydana gelmişse, yüzeyin yumuşak bir bez ve özel bir bakır parlatma maddesi ile silinmesiyle bu durum giderilebilir.
