瑞士機械加工專業公司TUSA在的米蘭理工大學Politecnico di Milano 對陶瓷制成的新型微型工具開展了測試。陶瓷這種創新材料的壽命明顯長于一般材料，但為對其進行進一步優化，仍需開展大量測試。kistler的MicroDyn是世界上小的測力計，可以測量切削力，確定材料的性能參數。

毫無疑問，陶瓷是一種杰出的材料，在歷史上曾大放異彩。在古代，它被用于制作陶器；17世紀時，以瓷器形式從中國傳入歐洲（直到現在，在英文中，“瓷器”和“中國”仍是同一個單詞）；19世紀，工業陶瓷誕生；在當代，它的應用領域不斷拓展，與各種新型材料混合和組合，仍在不斷續寫輝煌、再譜新篇

TUSA Precision Tools SA是瑞士南部提契諾州的一家公司，專注于制造高性能加工工具，如用于制造手表零件的工具等。該公司近也開始關注陶瓷刀具。TUSA的開發伙伴Omnino Technology公司的Gennaro Teta解釋道：“手表機芯零件異常復雜，其生產滿足嚴苛的要求，公差有時控制在微米級別?！盩eta一直在為客戶尋找新方法，來延長工具使用壽命，并提高工藝可靠性；在這一過程中，他們注意到工業陶瓷的。與很多行業一樣，手表制造業也在走向高度自動化、無人化生產?！暗?，如果工藝非?？煽?，可以全天二十四進行生產，速度稍慢又有何妨？在這種情況下，何必汲汲于將生產速度提高10%？”Teta說道。陶瓷材料的硬度比鋼材更高。

切削工具的使用壽命可以提高三十倍

Teta指出，這種新材料的精度與傳統材料相當，但可以將切削工具的使用壽命延長30倍。TUSA聯系了公司附近、意大利的米蘭理工大學協助開發這種材料?！肮I試驗表明，陶瓷工具可以大幅延長工具使用壽命。但是，隨著陶瓷基板不同，陶瓷工具會有巨大差異。由此，我們萌生了與米蘭理工大學合作開發不同陶瓷混合物，并對它們進行測試的想法，”Teta說道。

在米蘭理工大學機械工程學院，Giulia Giovanni和Paolo Parenti正在Massimiliano Annoni教授和Nora Lecis教授的指導下開展新材料和新型切削工具的研究。他們利用電子顯微鏡、超精密加工中心和機床進行摩擦力研究?！癟USA的試驗裝置使用了一種微型切削工具來銑削黃銅板。我們使用兩套不同的切削參數來測試3種不同的陶瓷材料，”Giovanni解釋道?！発istler新推出的測力計MicroDyn助了我們一臂之力。它的固有頻率非常高，即使在測試對象高速運轉的情況下，也能為極地測量三個空間方向的力和扭矩，再通過算法確定三個軸上的合力。粗略地說，這個數值越低，切削工具的使命壽命越長?！盙iovanni補充道。

MicroDyn——世界上小的測力計

“我們使用兩套不同的切削參數來測試3種不同的陶瓷材料。kistler新推出的測力計MicroDyn助我們一臂之力。它的固有頻率非常高，即使在測試對象高速運轉的情況下，也能極為地測量三個空間方向的力和扭矩?！?br style="box-sizing:border-box;" /> 米蘭理工大學博士生Giulia Giovannelli

Microdyn的尺寸僅為30×30 mm，是世界上小的測力計。它在三個軸上擁有高達15 kHz的固有頻率，可以測量高達500 N的高動態力，并計算高達50 Nm的扭矩。測量工作直接在速度高達120,000 rmp的切削刃上開展，使用壓電晶體環來確保高靈敏度和極低的響應閾值。

測量值，帶來清晰的測試結果

米蘭理工大學的研究顯示，在三種材料中，其中一種材料產生的切削力穩定地顯示出其的特性。在切削深度為1.3 mm和0.5 mm的情況下，B類陶瓷材料的合力明顯低于A類和C類。這一結果令研究者非常滿意，因為工件佳表面質量也來自于B類切削工具。但是，對于年輕的研究員Giulia Giovannelli來說，這僅僅是個開始：“在初始階段，我們只考慮了方肩銑。

Gennaro Teta對該結果非常滿意：“這表明我們的方向是正確的，我們有了合適的材料。下一步，我們計劃在真實的工業環境中對它進行測試——也是說，在另一臺機器上測試，以觀察實驗室里得出的數值能否通過類似的切削參數復現。當然，要將這種材料用于工業生產，還有很長的路要走，但起碼已經順利邁出?！?