关于切割
工件试样的隔离是材相切割的关键。
以下所列出的关于试样抽提的要求是与如何选择试样相关的,也与切割过程对材料产生的效果以及切割过程本身相关。
- 试样必须展现父工件或者部件从中提取的特性。
- 切割时,切割轮不得被锁定。
- 切割轮仅须承受最小的磨损。
- 将其取出机器时,试样必须冷却以能够触摸。
- 试样表面不得有热损伤/灼伤。
- 必须存在具有均质刮痕的平滑、均匀表面。
- 必须存在毛边。
对于切割本身,可以使用众多不同方法,但是为满足材相切割的需求,只有少数技术可行,其中湿法磨料切割如下所述。
磨料湿法切割

磨料湿法切割是最适当的材相切割方法,因为该方法在相对该过程所用的时间内,造成的损坏最少。磨料湿法切割使用包含磨料和粘合剂的切割轮。使用冷却液体冲洗切割轮,以避免摩擦生热而损坏样品。冷却剂也可去除切割区域中的碎屑。切割机、夹持工具、切割轮、冷却液体以及一系列参数(包括切割模式、进给速度和旋转速度)的组合共同决定了切割的质量。
以下是这些要点的选择指南。
如何切割
选择切割机
工件的大小决定切割机的大小,因为该工件应当嵌入切割室中,并且切割轮的直径应足够大以能切断该工件。
- 工件或切割轮在机械中沿 3 个方向(x、y 和 z)的移动可以在自动切割机的编程中预定义,也可以由手动切割机的操作员进行。
- 切割机提供了用于选择切割模式的不同可能性,从而扩展了工件的大小和材料范围。
- 切割精度、符合预定切割线的能力,例如接近检查区域,也由设备进行定义。精密切割机械可以精确地将工件定位在几微米的范围内。
夹持解决方案的选择
夹持的主要目的是在切割操作中固定工件。本任务可以通过各种方式完成,并且对于切割质量具有非常重要的影响。
整个切割过程所花费的时间在很大程度受夹持选择的影响,因为涉及一个或多个夹持/松开操作的解决方案可能非常耗时。
在考虑夹持解决方案时,需要考虑简单或者复杂的几何结构、待切割的一个或多个样品、脆性或灵敏材料以及许多不同的样品或相同零件的反复切割。用于切割的机械提供了通过切割台或者切割轮的运动等来实现夹持的可能性或限制性。
工件相对于切割轮的布局也会影响切割质量:
- 夹持切割轮前部的下方,以优化冷却剂的使用
- 切割轮两侧上的夹持可避免切割件底部产生毛刺。避免具有较高内部应力的材料夹住切割轮并(在更糟糕的情况下)阻止其转动。
- 对大多数应用而言,需轻微地夹持将被切断的部分。
为满足界定材相切割的标准或独特要求,可使用用于快速夹持、垂直夹持、夹持圆杆、球体、管道、螺栓等众多标准化通用夹持工具,并且可以针对特殊需要定制夹持工具。定制夹持解决方法可以满足各种需求,例如减少夹持操作的次数以节省时间的需求,或者用于优化不同几何结构的切割质量的特殊设计。
切割轮的选择
切割轮的特性是关键因素,切割轮的选择主要取决于要切割的材料。磨轮切割轮取决于:
- 磨轮设计
- 磨料类型
- 粘合剂类型
设计差异包括尺寸(例如直径和厚度)以及磨料的布局(周界上的连续边缘或者分布于整个切割轮主体)。改变磨料大小和浓度可实现性能的优化。
针对基于酚醛塑料的切割轮,以下给出了不同材料磨料的优化选择:

金属键钻石磨料通常用于硬度适中的非金属,例如:
切割模式和参数的选择

进给速度
For materialographic cutting, the feed speed is usually below 1.0 mm and adjusted for a given cut-off wheel and the sample to be cut. Too low a feed speed will prolong the cutting process unnecessarily, while a too high feed speed increases the risk of thermal burns.

旋转速度
Adjusting this parameter provides the possibility to reduce the range of necessary consumable cut-off wheels when materials of different hardness have to be cut. Instead of changing cut-off wheels, the rotational speed is adjusted, and a hard wheel can act like a soft wheel by reducing the rotational speed and vice versa.
切割模式
直接切割是最常用的切割模式,在该模式下,切割轮可直接移动到工件中。
如需改进直接切割或者扩展机械或切割轮的应用范围,则其他切割模式可能较为有益。通常,改进与减小整个切割过程中的接触面积相关,这存在以下几个优点:
- 当单位接触面积的力增大时,可以切割较硬的材料。标准材料的切割更快,同时可以减小切割轮的磨损。比用于指定材料的直接切割所用的切割轮更硬的切割轮。
- 由于接触面积不断变化,冷却可改进。进而,这就意味着可减小工件损坏的风险,并且减少切割之后的制备工作量。

ExciCut
Suitable for hard materials. Faster cutting. Improved cooling during cutting. Reduced risk of damage to the workpiece. Less work after cutting.

AxioCut
Suitable for extra-large workpieces For cutting of larger workpieces, an additional 150 mm cutting capacity is available with AxioCut. This cutting mode allows the cutting of deep workpieces. Step cutting offers very fast cutting, whereas sweep cutting offers fast cutting combined with better wheel economy and offers a very smooth cut.

旋转切割和振荡切割
Suitable for cutting of ultra-hard materials.
冷却
切割液是湿磨料切割的必要条件,并用作冷却、冲洗、润滑、防腐和防菌介质。
工件的定位以及切割模式的选择可有助于将切割液引导至切割区域中。如果机械中可使用柔性水管,则出口的最优布局是垂直于切割轮。
故障排除 - 切割

提高切割速度和效率的 6 种方式
快速高效的样品分析流程始于切割。正确进行切割,可提高样品质量,为下一个流程步骤节省时间。
- 提高切割精度
- 提高再现性
- 提高切割速度


