現在有些手機都在追捧所謂的3D玻璃，3D玻璃加工和手機金屬外殼相比還是有一定難度的，在3D玻璃熱成型工藝中，需要通過高溫加熱的方式將玻璃軟化，在模具中固定得到需要的形狀。你知道嗎，做出一塊彎曲的玻璃需要用到石墨模具。

我們知道，不管是注塑、沖壓還是壓鑄成型，其模具都是金屬鋼材。那為什么3D玻璃熱成型工藝不采用金屬鋼材模具？

這是因為金屬材料在高溫下變形大、易變軟，而石墨具有耐高溫、導熱性好，硬度高、耐腐蝕、成本低，石墨與金屬升溫變化具有相反的性能，溫度越高，其體質反而越硬，這樣就不會存在變形的問題，可以保證最大限度的精密程度。

3D玻璃熱彎對石墨有很高的要求。要求石墨純度高和密度高，高純度要求主要是防止高溫下石墨被氧化產生氣泡現象，從而影響表面光潔度；高密度要求是防止石墨模具的塌陷，盡可能提高其力學強度，保證模具壽命大大提高。模腔的表面光潔度直接影響3D玻璃的表面效果，而模腔的表面不僅和精拋光有關，更和石墨顆粒直徑密切相關，盡可能小的顆粒直徑才能加工得到足夠光滑的模腔。

3D玻璃的熱彎石墨模具需求的產生，這對CNC來說多了一項石墨加工工藝。因石墨材質本身原因，并不是所有的CNC都可以加工，其中從設備的選擇、治具設計、刀具選擇等有諸多問題需要注意，據悉，石墨模具方面約占熱彎不良率的20%。

一、石墨CNC加工前需做哪些“準備工作”

1. 選好石墨加工設備

（1）吸塵強度要高

石墨加工對機器要求很嚴格，粉末不只對機器造成傷害，對人也會造成一定的傷害，所以對設備吸塵強度的建議是：

1）變頻器控制吸塵器運作，減少震動源
2）吸塵口靠近加工區域，快速吸塵
3）定時吹塵設計，使角落里沉淀的石墨粉塵被吹起，并吸走，不會滯留在機器內部
4）刀庫門帶吹氣裝置，防止石墨粉塵進入刀庫，粘上刀柄影響加工精度

（2）機床密封性很重要

刀庫的密封包括Y軸的設計的密封都要做到很嚴格，機床的密封性如果做得不好的話，設備進入粉塵，基本上不超過3個月，有些電子元件就慢慢損壞。建議Y軸防塵罩一體化設計，防護性能升級。

（3） 一般需用固態導軌油

石墨的設備一般用固態導軌油，石墨的導軌油還是會滴油的原因是油污時間一長就會沉淀，產生廢油，廢油也會慢慢滴到石墨或是機臺里面，建議：

1）導軌油一旦滴落石墨表面，即毀壞材料；
2）使用滴油回收裝置，定時吸油，廢油回收。

2. 設計好加工治具

真空治具

上圖是一個真空治具，一個治具可以做兩個或多個的產品。目前很多都是真空吸附臺，一個機臺上可以裝大的、小的，達3~4個。有的石墨加工用的是工裝，但這是做模具電極的；做石墨模具一般都會采用真空吸附臺，加工尺寸穩定，變形量也小。
 
3. 選好刀具

石墨加工的難點也在刀具上面，刀具磨損的非常快，國內普通的刀具也就3-4個小時，好一點的5個小時。國外的進口刀具大大概也就6-8個小時。選擇刀具時盡量選擇平底帶R刀，不要選擇平底刀（開粗精修的時候）。因為平底刀的刀尖是鋒利的，切削出來石墨會容易崩。石墨比較硬也比較脆，用太過尖利的去切它，會容易崩掉。所以我們現在切削時都會選帶點R角的刀具（0.5R或是0.2R）。
 

球刀一般是用來精修。損耗最大是如下圖的R刀，一套模具其加工時間要2個小時，做的精細的要3個小時。現在國內也在努力的研究刀具的材質和涂層，希望它的加工時間變的更久成本會降低。

4. 在不同加工階段下設置好參數、選好刀具

1) 開粗
 

開粗石墨加工路徑

如下圖是簡單的石墨加工路徑，是開粗的路徑，旁邊是放大的開粗的切削深度，每刀的加工量。

參數的設置：
切削量：2~3mm
加工速度：3~4m/min
主軸轉速：10000~12000rpm

刀具的選擇：
開粗刀：四刃，10~12mm
（直徑過小：速度慢，加工沒效率）
（直徑過大：刀擺大，影響加工精度）
 

開粗的效果圖
 
2) 中粗

中粗石墨加工路徑
 
如上圖是中粗的刀路，一般我們會采用R刀在精修之間中粗一下，這樣對減少精修的量，那么精修的刀磨損會小一點。

參數的設置：
切削量：0.5mm
加工速度：3m/min
主軸轉速：15000rpm
刀具的選擇：
R刀：R3（帶曲面，曲面稍微大，適合曲面開粗）
 

中粗的效果圖
 
3) 精修

精修石墨加工路徑

如上圖是精修的加工路徑，精修加工爬坡的曲面很多種路徑：0°、45°、90°、包括環形的都有在切削，目前切削效果最好的還是90°的，90°普遍來說是比較好的。一般用R刀精修，效果也是比較好的，但是國外的機床用圓鼻刀，這對機床精度要求很高。像牧野、米克朗的切出的精度就很高，用圓鼻刀切出來也會很亮，基本上切出來不用拋光。

參數的設置：
切削量：0.03mm
加工速度：3m/min
主軸轉速：22000rpm

刀具的選擇：
凸模：R刀：R2（曲面小，可設置高轉速，震動小，提高加工效果）
凹模：圓鼻刀（平底帶R刀） （6R0.5 / 4R0.2）
（6&4代表直徑，0.5&0.2代表R角度，R角度越小，表示加工范圍越小，加工更精細，可處理凹模中角落位置加工。）

精修效果圖

二、石墨CNC加工中會遇到哪些問題及如何解決

1. 刀線問題

1）刀具問題：建議盡量使用高質量刀具。目前刀具材質以及涂層配方，多進口為宜。國內刀具的材質和涂層還在繼續深入研究當中。
2）后處理：配合數控系統的專用后處理程序。
 
2. 暗紋問題

機床、刀具等都會影響精度，產生暗紋。

1）系統問題：系統設置需調整，選擇“高精修”模式，配合系統專用后處理；
2）走刀方式：建議最好兩軸同時移動，而非三軸同時移動。45°一般使用三軸同時動，三軸同時動的話效果沒那么好，容易產生刀紋。

來源：艾邦智造