走進超精密加工與微(wēi)細加工:如何能(néng)在道具橢圓振動之下加工(gōng)出鏡麵
10-07-2023
走進超精密加工與微細加工:如(rú)何能在道具橢圓振(zhèn)動之下加工出鏡麵


網上閑逛,發現個和張老師(shī)當年所學(xué)非常接近的內容,昨夜思考橢圓振動切削的原理都失眠了,轉載過來,希望(wàng)有識之士解釋一下:


如何能在道具橢圓振動之下加工出鏡麵呢?這個橢圓(yuán)振動相對於被加工工件來說是怎樣的運動?


研究內容:


一,通(tōng)過橢圓振動切削進行超精密、微細加工


專家(jiā)們設計(jì)了稱為橢圓(yuán)振動切削的獨創性的加工方法,並進行了以實用(yòng)化為目的的研究開發。


該方法通過使刀具刀尖(jiān)一邊橢圓(yuán)振動一邊(biān)進行加工。由於(yú)一邊(biān)斷續地拉(lā)起切屑一邊進行切削,因此與通(tōng)常切削(xuē)相(xiàng)比剪切角變大,能夠減(jiǎn)小切削力、切(qiē)削能量、切削熱。


另外,在通常切削(xuē)中,由於急劇工具磨損或被切削材料的脆性(xìng)破壞,不可能(néng)實施的淬火鋼(gāng)或玻(bō)璃(lí)的鏡麵加工,也可以用(yòng)該方法實現。


該校目前,正在進行(háng)與該切削工藝解析、測(cè)量相關的基礎研究、對單晶材料、燒結材料等(děng)各種難切削材料的應用、微/納米級(jí)的功能性(xìng)表麵的高效超(chāo)精密加工等的研究。


楕(tuǒ)円振動切削を利用した磨きレス鏡麵加工


二,利用(yòng)橢圓振動切削的無磨鏡麵加工


在橢圓(yuán)振動切削加工(gōng)中,對(duì)於淬火後的模具鋼,可以(yǐ)實現鏡麵水平的表麵粗糙度。因此,將本方法用於模具加工時,不需要使形狀(zhuàng)精度劣化的研磨工序(無研磨)。


在以往的2自由(yóu)度振子和控製(zhì)係統中,由於振動工(gōng)具和被(bèi)切削材料的幹涉等,加工形狀受到限製。


正(zhèng)在開發使用自由曲麵的鏡麵加工技術被(bèi)期待作為實現模具鋼的無拋光鏡麵加工的下一代製造技術。


三,CMP工(gōng)藝建模與高精度分析模型開發


作為半導體製造工藝之一,為了使晶片表麵產生(shēng)的(de)凹凸平坦化,利(lì)用了被稱為CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨技(jì)術。


它在集成度高的產品的製造中是必須的技術,以(yǐ)提高(gāo)研磨率控製性和劃痕抑製等性能。


利用ALE有限元法開(kāi)發了高精度的研磨過程分析模型,在此基礎(chǔ)上開(kāi)發了能夠(gòu)高精度推定以往技術中困難的材料特性等(děng)各種條件對研(yán)磨過(guò)程的影響的解析方(fāng)法。


並且,正在研究研磨率分布的控製技(jì)術和新的過程監控(kòng)技術(shù)。


四(sì),具(jù)有三維微結構的高效率(lǜ)微混合器的開發


近年來,在一個小型芯片上進行流體的混合、提取、分析等的係統(μ-TAS)的研究正在進行。


但是,在形成於(yú)此的微流道中,由於尺(chǐ)寸微小,成為雷諾數的(de)小(xiǎo)層流,流體(tǐ)難以混合是難題。


因此,雖然進行了很多微型混合器的研究,但由於以往主要利用半導體工藝(yì),因此存在其形(xíng)狀受限、混合效率(lǜ)差、製造困難等問題。


在本研究方案中,設計(jì)了通過機械加工製作模具,通過(guò)一次轉印成形可以批量生產獨立的高效率切向轉換型微型(xíng)混合器,並正在(zài)嚐試開發兼顧(gù)低成本和高效(xiào)率混(hún)合的微型混合器(qì)。


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