การผลิตเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงสุด

เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงหมายถึงเทคโนโลยีการผลิตแบบบูรณาการที่รวมวิศวกรรมเครื่องกลเทคโนโลยีสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์ (รวมถึงไมโครอิเล็กทรอนิกส์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์และฮาร์ดแวร์เทคโนโลยีการสื่อสารที่ทันสมัย) เทคโนโลยีอัตโนมัติ, ตลอดจนเทคโนโลยีวัสดุและเทคโนโลยีการจัดการที่ทันสมัย เป้าหมายของเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงคือการบรรลุคุณภาพสูงแม่นยำประหยัดวัสดุประหยัดพลังงานสะอาดมีประสิทธิภาพและมีความยืดหยุ่นในการผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการทางสังคม

เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่แม่นยำได้พัฒนาเป็นเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงเพื่อตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีชั้นสูงสมัยใหม่และทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการใช้งานไฮเทคอื่นๆ การพัฒนาเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่แม่นยำยังกระตุ้นความคืบหน้าของกลไกไฮดรอลิกอิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ออปติคัลเซ็นเซอร์เทคโนโลยีการวัดและวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ

การตัดเฉือนที่แม่นยำและแม่นยำเป็นพิเศษ

โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการตัดเฉือนการประมวลผลทางกลสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องจักรทั่วไปการตัดเฉือนที่แม่นยำและการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูง ปัจจุบันการตัดเฉือนที่แม่นยำหมายถึงเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ1ถึง0.1 µm และความขรุขระของพื้นผิว RA 0.1ถึง0.01 µm อย่างไรก็ตามขอบเขตนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการตัดเฉือนและสิ่งที่ถือว่าเป็นการตัดเฉือนที่แม่นยำในปัจจุบันอาจกลายเป็นเครื่องจักรทั่วไปในวันพรุ่งนี้

ความท้าทายในการตัดเฉือนที่แม่นยำรวมถึงความแม่นยำในการตัดเฉือนซึ่งรวมถึงความทนทานต่อมิติความแม่นยำของขนาดและสภาพพื้นผิว ความท้าทายอื่นคือประสิทธิภาพการตัดเฉือนกระบวนการบางอย่างอาจบรรลุความแม่นยำในการตัดเฉือนที่ดีแต่การต่อสู้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการตัดเฉือนสูง

การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงเพื่อทำการตัดขนาดเล็กบนวัสดุที่มีข้อจำกัดที่เข้มงวดในการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ระหว่างชิ้นส่วนและเครื่องมือโดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ความแม่นยำของรูปร่างและพื้นผิวที่สูงมาก การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบันหมายถึงเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่ความแม่นยำของมิติของชิ้นส่วนที่ประมวลผลสูงกว่า0.1 μm ความขรุขระของพื้นผิว RA น้อยกว่า0.025 μm, และความถูกต้องของตำแหน่งและการทำซ้ำของเครื่องมือเครื่องสูงกว่า0.01 μm เรียกอีกอย่างว่าการตัดเฉือนไมครอนย่อยและกำลังพัฒนาไปสู่การตัดเฉือนระดับนาโนเมตร

การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงรวมถึงการตัดเฉือนขนาดเล็กการตัดเฉือนขนาดเล็กการตกแต่งด้วยแสงและการตกแต่งที่แม่นยำ

Micro-Machining หมายถึงเทคโนโลยีการตัดเฉือนสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก

SUPER MICRO-Machining หมายถึงเทคโนโลยีการตัดเฉือนสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กพิเศษ เสนอให้ตรงตามข้อกำหนดการผลิตของวงจรรวมและเนื่องจากมีขนาดเล็กความแม่นยำจะแสดงเป็นค่าที่แน่นอนมากกว่าอัตราส่วนของขนาดที่ประมวลผลต่อข้อผิดพลาดของขนาด

การตกแต่งด้วยแสงโดยทั่วไปหมายถึงวิธีการประมวลผลที่ลดความหยาบของพื้นผิวและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชั้นพื้นผิวโดยไม่ต้องเน้นความแม่นยำในการตัดเฉือนที่เพิ่มขึ้น วิธีการทั่วไปได้แก่ honing, grinding, superfinishing และ chipless. ในทางปฏิบัติวิธีการเหล่านี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวเท่านั้นแต่ยังช่วยเพิ่มความแม่นยำในการตัดเฉือนอีกด้วย

การตกแต่งที่แม่นยำเป็นคำที่สร้างขึ้นใหม่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาซึ่งสอดคล้องกับการตกแต่งด้วยแสง หมายถึงวิธีการตัดเฉือนที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความหยาบของพื้นผิวปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชั้นพื้นผิวและเพิ่มความแม่นยำในการตัดเฉือน (รวมถึงมิติรูปร่างและความถูกต้องของตำแหน่ง)

วิธีการทางเทคนิคของการตัดเฉือนที่แม่นยำ

วิธีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำแบบดั้งเดิมได้แก่การขัดขัด, การบดสายพานขัด, การตัดที่ละเอียด, การบดละเอียด, การบด, การบดและการขัดที่มีความแม่นยำสูงและการขัดด้วยแม่เหล็ก

การขัดเงา

การขัดเงาเป็นเครื่องจักรประเภทหนึ่งที่ดำเนินการบนพื้นผิวของชิ้นงานโดยใช้วิธีการทางกลเคมีหรือไฟฟ้าเคมี ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อลดความขรุขระของพื้นผิวของชิ้นงาน วิธีการทั่วไปได้แก่การขัดด้วยมือหรือเครื่องกลการขัดด้วยอัลตราโซนิกการขัดด้วยสารเคมีการขัดด้วยไฟฟ้าเคมีและการตัดเฉือนคอมโพสิตทางเคมีด้วยไฟฟ้า

ขัดเข็มขัดบด

ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ผ้าผสมที่มีอนุภาคขัดเป็นเครื่องมือขัดเพื่อประมวลผลชิ้นงาน มันตกอยู่ภายใต้ประเภทของการตัดเฉือนเคลือบและมีลักษณะผลผลิตสูงคุณภาพพื้นผิวที่ดีและการประยุกต์ใช้กว้าง ต่างประเทศประสบความสำเร็จอย่างมากในวัสดุสายพานขัดและกระบวนการผลิตผลิตเครื่องบดสายพานขัดสากลและพิเศษ ระดับของระบบอัตโนมัติยังคงเพิ่มขึ้นแต่ภายในประเทศมีเข็มขัดขัดน้อยลงและคุณภาพต้องการการปรับปรุงด้วยการแปลงเครื่องมือกลยังคงอยู่ในความคืบหน้า

วิธีการทางเทคนิคของการตัดเฉือนที่แม่นยำ

วิธีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำแบบดั้งเดิมได้แก่การขัดผิว, การบดสายพานขัด, การตัดที่ละเอียด, การบดละเอียด, การบดและการขัดที่มีความแม่นยำสูงและการขัดผิวด้วยแม่เหล็ก

การขัดเงา

การขัดเงาเป็นกระบวนการตัดเฉือนที่ละเอียดซึ่งดำเนินการบนพื้นผิวของชิ้นงานโดยใช้วิธีการทางกลเคมีหรือทางไฟฟ้าเคมีซึ่งส่วนใหญ่จะช่วยลดความหยาบของพื้นผิวของชิ้นงาน วิธีการทั่วไปได้แก่การขัดด้วยมือหรือเครื่องกลการขัดด้วยอัลตราโซนิกการขัดด้วยสารเคมีการขัดด้วยไฟฟ้าเคมีและการตัดเฉือนคอมโพสิตด้วยไฟฟ้าเคมี

ขัดเข็มขัดบด

ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ผ้าผสมที่มีอนุภาคขัดเป็นเครื่องมือขัดเพื่อประมวลผลชิ้นงาน มันตกอยู่ภายใต้ประเภทของการตัดเฉือนเคลือบและมีลักษณะผลผลิตสูงคุณภาพพื้นผิวที่ดีและการประยุกต์ใช้กว้าง ต่างประเทศประสบความสำเร็จอย่างมากในวัสดุสายพานขัดและกระบวนการผลิตการผลิตชุดสายพานขัดเหมาะสำหรับโอกาสต่างๆ พวกเขาได้พัฒนาทั้งเครื่องบดสายพานขัดสากลและเฉพาะและระดับของระบบอัตโนมัติยังคงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามในประเทศมีเข็มขัดขัดน้อยลงและคุณภาพต้องการการปรับปรุงด้วยการเปลี่ยนแปลงเครื่องมือกลยังคงอยู่ในความคืบหน้า

การตัดที่แม่นยำ

การตัดที่แม่นยำเกี่ยวข้องกับการตัดการประมวลผลโดยใช้เครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงและเครื่องมือเพชรคริสตัลเดี่ยว ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตัดเฉือนที่แม่นยำของโลหะอ่อนเช่นทองแดงและอลูมิเนียมที่ไม่เหมาะสำหรับการบดและยังมีคุณสมบัติทางแสงที่ดี

การเจียรที่มีความแม่นยำสูง

Ultra-Precision grinding เป็นกระบวนการบดขนาดเล็กโดยใช้ล้อบดที่แม่นยำในเครื่องบดที่มีความแม่นยำสูง อัตราการกำจัดโลหะสามารถอยู่ในช่วงไมโครมิเตอร์ย่อยหรือเล็กกว่าเพื่อให้ได้ความแม่นยำในมิติสูงความแม่นยำในตำแหน่งและค่าความขรุขระของพื้นผิวต่ำ ความแม่นยำของมิติอยู่ภายใน0.1ถึง0.3 µm ความขรุขระของพื้นผิว RA อยู่ภายใน0.2ถึง0.05 µm และมีประสิทธิภาพสูง ช่วงการใช้งานมีมากมายตั้งแต่โลหะอ่อนไปจนถึงเหล็กชุบแข็งสแตนเลสเหล็กความเร็วสูงและวัสดุที่ตัดยากอื่นๆรวมถึงเซมิคอนดักเตอร์แก้วเซรามิกและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่แข็งและเปราะอื่นๆ อย่างไรก็ตามหลังจากการเจียรพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผลจะเปลี่ยนไปในโครงสร้างโลหะโลหะภายใต้อิทธิพลของแรงเจียรและความร้อนส่งผลให้ข้อบกพร่องเช่นการชุบแข็งในการทำงานการชุบแข็งด้วยความร้อนชั้นความเครียดจากความร้อนชั้นความเครียดตกค้างและรอยแตกบด

Honing แท้

Honing ใช้หัว honing ประกอบด้วยแถบทราย oilstone. มันได้รับตามพื้นผิวชิ้นงานภายใต้ความดันบางอย่าง ความขรุขระของพื้นผิวหลังจากการประมวลผลสามารถเข้าถึง RA 0.4ถึง0.1 µm และในกรณีที่ดีที่สุดก็สามารถต่ำถึง RA 0.025 µm. ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการประมวลผลเหล็กหล่อและเหล็กและไม่เหมาะสำหรับการประมวลผลโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่มีความแข็งต่ำและความเหนียวที่ดี

การเจียรและขัดเงาที่แม่นยำ

ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้สารกัดกร่อนและของเหลวในการประมวลผลระหว่างชิ้นงานและเครื่องมือสำหรับแรงเสียดทานทางกลร่วมกันเพื่อให้ได้ขนาดที่ต้องการและความแม่นยำของชิ้นงาน

วิธีการทางเทคนิคของการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูง

กระบวนการตัดที่มีความแม่นยำสูงเช่นการตัดที่มีความแม่นยำสูงด้วยเครื่องมือเพชรสามารถประมวลผลกระจกต่างๆได้ ได้แก้ไขการประมวลผลของกระจกพาราโบลาขนาดใหญ่สำหรับระบบฟิวชั่นด้วยเลเซอร์กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ D กระบวนการบดและขัดที่มีความแม่นยำสูงเช่นการประมวลผลพื้นผิวเคลือบของฮาร์ดดิสก์ที่มีความหนาแน่นสูงและการประมวลผลของพื้นผิววงจรรวมขนาดใหญ่ กระบวนการพิเศษที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษเช่นกราฟิกบนชิปวงจรรวมขนาดใหญ่ได้รับการประมวลผลโดยวิธีการต่างๆเช่นลำแสงอิเล็กตรอนและการกัดลำแสงไอออนโดยมีความกว้างของเส้นสูงถึง0.1 µm เมื่อประมวลผลโดยใช้การสแกน Tunneling Electron Microscope (STM) ความกว้างของเส้นสามารถเข้าถึง2ถึง5นาโนเมตร

การตัดที่แม่นยำเป็นพิเศษ

การตัดที่แม่นยำเป็นพิเศษเริ่มต้นด้วยเทคโนโลยี SPDT (การหมุนเพชรจุดเดียว) เทคโนโลยีนี้ได้รับการสนับสนุนโดยแกนแบริ่งอากาศ, เลื่อนนิวเมติก, ความแข็งแกร่งสูง, เครื่องมือความแม่นยำสูง, การควบคุมข้อเสนอแนะและการควบคุมอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมบรรลุความขรุขระของพื้นผิวระดับนาโนเมตร เครื่องมือเพชรมักใช้สำหรับการกัดใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์ประกอบแสงแบนและไม่ใช่ทรงกลมของทองแดงแก้วอินทรีย์ผลิตภัณฑ์พลาสติก (เช่นเลนส์พลาสติกสำหรับกล้องคอนแทคเลนส์, ฯลฯ) เซรามิกและวัสดุคอมโพสิต แนวโน้มในอนาคตคือการใช้เทคโนโลยีการเคลือบผิวเพื่อปรับปรุงการสึกหรอของเครื่องมือเพชรเมื่อประมวลผลเหล็กชุบแข็ง นอกจากนี้การประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กเช่นส่วนประกอบ MEMS ต้องใช้เครื่องมือขนาดเล็ก ปัจจุบันขนาดของเครื่องมือขนาดเล็กสามารถเข้าถึง50ถึง100 μm แต่ถ้าคุณสมบัติการประมวลผลอยู่ในไมโครมิเตอร์ย่อยหรือแม้แต่ช่วงนาโนเมตรเส้นผ่าศูนย์กลางของเครื่องมือจะต้องลดลง แนวโน้มการพัฒนาคือการใช้วัสดุนาโนเช่นหลอดนาโนคาร์บอนเพื่อทำให้การหมุนหรือเครื่องกัดขนาดเล็กพิเศษ

การเจียรที่มีความแม่นยำสูง

Ultra-Precision grinding เป็นวิธีการเจียรกระจกที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการเจียรที่มีความแม่นยำทั่วไป เทคโนโลยีหลักอยู่ที่การตกแต่งของล้อเจียรเพชรทำให้เม็ดขัดมีลักษณะไมโครขอบและความสูงสม่ำเสมอ วัสดุหลักที่ประมวลผลโดยการบดที่มีความแม่นยำสูงเป็นวัสดุโลหะเปราะและแข็งวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เซรามิกแก้วและอื่นๆ หลังจากการเจียรแล้วพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผลจะมีรอยเจียรละเอียดมากจำนวนมากโดยมีความสูงเหลือน้อยที่สุด เมื่อรวมกับการเลื่อนการบีบแรงเสียดทานและการขัดผลกระทบของขอบขนาดเล็กพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูงและมีความขรุขระต่ำสามารถทำได้ ปัจจุบันการเจียรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษสามารถประมวลผลชิ้นส่วนทรงกระบอกด้วยความกลม0.01 μm ความแม่นยำของมิติที่0.1 μm และความขรุขระของพื้นผิว RA 0.005 μm

การเจียรที่มีความแม่นยำสูง

การเจียรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษรวมถึงวิธีการตัดเฉือนเช่นการเจียรทางกลการเจียรทางเคมีการเจียรแบบลอยตัวการประมวลผลการปล่อยก๊าซยืดหยุ่นและการเจียรด้วยแม่เหล็ก เงื่อนไขสำคัญสำหรับการเจียรที่มีความแม่นยำสูงนั้นเกือบจะไม่มีการสั่นสะเทือนการเคลื่อนที่ของการเจียรการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำสภาพแวดล้อมที่สะอาดและสารกัดกร่อนที่ละเอียดและสม่ำเสมอ ระดับทรงกลมทำได้โดยการเจียรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษคือ0.025 μm และความขรุขระของพื้นผิว RA คือ0.003 μm

การประมวลผลเฉพาะที่มีความแม่นยำสูง

การประมวลผลพิเศษที่มีความแม่นยำสูงส่วนใหญ่รวมถึงการประมวลผลคอมโพสิตเช่นการประมวลผลลำแสงเลเซอร์การประมวลผลลำแสงอิเล็กตรอนการประมวลผลลำแสงไอออนการตัดเฉือนไฟฟ้าขนาดเล็กการตัดเฉือนไฟฟ้าเคมีที่ดีการบดด้วยไฟฟ้าเคมีการบดด้วยไฟฟ้าเคมีแบบอัลตราโซนิคและการตัดเฉือนไฟฟ้าแบบอัลตราโซนิค การประมวลผลลำแสงเลเซอร์และอิเล็กตรอนสามารถบรรลุการเจาะ, การตัดความแม่นยำ, การตัดขึ้นรูป, การแกะสลัก, การสัมผัส photolithography และการประมวลผลเครื่องหมายป้องกันการปลอมแปลงเลเซอร์ การประมวลผลลำแสงไอออนสามารถบรรลุการตัดระดับอะตอมและโมเลกุล การตัดเฉือนไฟฟ้าขนาดเล็กสามารถขจัดวัสดุโลหะที่ละเอียดมากและประมวลผลเพลารูพื้นผิวระนาบแคบและพื้นผิวโค้ง การตัดเฉือนด้วยไฟฟ้าเคมีที่ดีสามารถบรรลุความแม่นยำระดับนาโนเมตรและพื้นผิวจะไม่สร้างความเครียดในการตัดเฉือน มักใช้สำหรับการขัดกระจกการทำให้ผอมบางและการใช้งานบางอย่างที่ต้องการการตัดเฉือนที่ปราศจากความเครียด