Grafit je krhek porozen ogljikov material. Pri CNC obdelovalnem procesu se odstranjevanje materiala izvede z iztiskanjem orodja, udarcem in striženjem, ne pa z rezanjem plastike, kot je kovinski material. Tudi če je površina komponente videti gladka in popolna, pod strojno obdelano površino obstaja tanka podpovršinska plast poškodbe. Globina poškodovanega sloja se giblje od desetine mikrometrov do več kot sto mikrometrov, kar je odvisno od velikosti zrn grafita, vrste orodja, rezalne hitrosti, pomika in stopnje obrabe orodja. V visokokakovostnih aplikacijskih scenarijih, kot so nosilci polprevodniških rezin, deli toplotnega ščita v vesolju in komponente fotonapetostnega toplotnega polja, postane ta nevidna podpovršinska poškodba pomembna spodbuda za zgodnjo odpoved komponente.
V cikličnih pogojih visokotemperaturnega ogrevanja-hlajenja toplotna obremenitev deluje na podpovršinske mikrorazpoke. Te drobne razpoke se postopoma širijo in povezujejo ter na koncu povzročijo površinsko luščenje, drobljenje drobcev ali splošno razpokanje. Pri polprevodniških in fotonapetostnih izdelkih bo podpovršinska ohlapna plast pri visokih temperaturah sprostila delce nečistoč, ki bodo onesnažili rezine ali silicijeve ingote. Če je potrebna naknadna obdelava premaza, bodo mikrorazpoke pod površino povzročile, da sloj premaza prodre v režo razpok, kar povzroči mehurčenje in luščenje sloja premaza med servisnim postopkom.
Stanje orodja je eden ključnih dejavnikov, ki vplivajo na globino poškodb pod površino. Topo in obrabljeno rezalno orodje bo povzročilo močan iztiskanje grafitnega materiala, kar bo znatno povečalo globino plasti poškodbe. Ostra orodja z diamantno prevleko so široko uporabljena za visokokakovostno natančno obdelavo grafita. Pomembna je tudi strategija poti orodja: težka groba obdelava pušča globlje podpovršinske poškodbe; zato je treba v fazi grobe obdelave rezervirati zadosten dodatek za končno obdelavo, da se odstrani večina poškodovane plasti v naslednjem koraku končnega rezanja. Nepravilna končna hitrost podajanja bo povzročila tudi nove mikro poškodbe.
Velikost zrn grafitnega materiala ima lasten vpliv. Grobozrnati grafit med rezanjem povzroča globlje podpovršinske razpoke; finozrnati izostatični grafit lahko dobi relativno plitvejši poškodovani sloj pri enakem parametru rezanja. To je eden od pomembnih razlogov, zakaj imajo vrhunski delovni pogoji poleg indikatorjev čistosti in gostote raje drobnozrnati grafit.
Odkrivanje podzemnih poškodb je relativno težko. Z običajnim vizualnim pregledom in merjenjem dimenzij ga ni mogoče prepoznati. Običajne metode odkrivanja na laboratorijski ravni vključujejo metalografsko opazovanje prečnega prereza, ultrazvočno pregledovanje in skeniranje z laserskim konfokalnim mikroskopom. Vendar so ta sredstva za zaznavanje zapletena in jih ni mogoče v celoti uporabiti na vsakem obdelovancu v množični proizvodnji. Zato se morajo visokokakovostne tovarne za predelavo grafita zanašati na standardizirano kontrolo postopka strojne obdelave, da preprečijo nastanek poškodovane plasti od izvora, namesto da se popolnoma zanašajo na preglede po obdelavi.
Jincheng Graphite (Huixian Jincheng Abrasive & Graphite Mold Factory) je izdelal celoten nabor specifikacij za upravljanje procesov obdelave, katerih cilj je zmanjšati tveganje poškodbe pod površino za naročila grafita višjega cenovnega razreda, ki zajemajo vesoljsko industrijo, polprevodnike, fotovoltaiko in metalurgijo. Tovarna ima v lasti več kot 50 kompletov CNC opreme za obdelavo grafita. Različne knjižnice parametrov rezanja so oblikovane za grobozrnat, srednjezrnat in drobnozrnat izostatični grafit.
Pri vodenju proizvodnje je implementiran mehanizem spremljanja obrabe orodja. Ko orodje doseže prag obrabe, se pravočasno izvede zamenjava orodja, pri čemer se je treba izogniti obdelavi s topim rezalnikom. Groba obdelava si pridrži primeren dodatek za končno obdelavo, da se odstrani večina podpovršinskih poškodb, ki nastanejo pri postopku grobega rezanja. Faza končne obdelave sprejme optimizirano strategijo obdelave visoke hitrosti z nizkim podajanjem za zmanjšanje novih mikro poškodb. Pri ključnih komponentah z izjemno visokimi zahtevami je po končni obdelavi dodana sekundarna obdelava za razbremenitev.
Tehnična ekipa Jincheng Graphite opominja čezmorske stranke: pri reviziji dobaviteljev grafita ne preverjajte samo dimenzij končnega izdelka in površinskega vizualnega učinka. Treba je biti pozoren na to, ali ima tovarna standardizirano upravljanje parametrov rezanja, cikla zamenjave orodja in nastavitev dodatka za končno obdelavo. Številne komponente, ki prestanejo vhodni pregled, še vedno hitro odpovejo med delovanjem na terenu, kar je v veliki meri povezano z nenadzorovanimi poškodbami pod površino.
Z nenehnim nadgrajevanjem zahtev po vrhunskih grafitnih komponentah v svetovnih panogah nevidne poškodbe pod površinsko obdelavo pritegnejo večjo pozornost proizvajalcev opreme na koncu proizvodne verige. Jincheng Graphite nenehno optimizira specifikacije postopka rezanja, zmanjšuje tveganje mikropoškodb pod površino zaradi vira obdelave in zagotavlja visoko zanesljive grafitne dele, izdelane po meri, za globalne stranke na področju vesoljske industrije, polprevodnikov, fotovoltaike in metalurgije.
