超精密加工主要包括三个领域:超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工,线宽可达0.1µm。如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3~0.03µm,表面粗糙度为Ra0.03~0.005µm)和纳米级(精度误差为0.03µm,表面粗糙度小于 Ra0.005µm)精度的加工。实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为超精加工技术。加之测量技术、环境保障和材料等问题,人们把这种技术总称为超精工程。激光超精密加工打孔在PCB行业应用广,激光在PCB上不仅加工速度快,能打2μm以下的小孔微孔及隐形孔的钻孔。半导体超精密MLCC垂直刀片
超精密加工技术市场是国家高技术集中的市场,它既是高代价、高投入的工艺技术,又是高增值、高回报的工艺技术,世界工业先进国家都把它放在国家技术和经济振兴的重要位置。试举几例。(1)超精密零件加工。例如惯性导航仪器系统中的气浮陀螺的浮子及支架、气浮陀螺马达轴承等零件的尺寸精度、圆度和圆柱度都要求达到亚微米级精度;人造卫星仪器轴承是真空无润滑轴承,其孔和轴的表面粗糙度Rα达到1nm,圆度和圆柱度均为纳米级精度,这些零件都是用超精密金刚石刀具镜面车削加工的。精密液压控制系统中的精密伺服阀的阀芯与阀套的配合精度也常在亚微米等级,它是用超精密磨削方法加工的。韩国加工超精密钻孔透过超精密加工产生出来的零件精细度高,不仅能提升产品的品质与耐用度,还能达到客制化的效果。
精密加工技术能辅助的产业很广,举凡机械、汽车、半导体、航太等,只要想提升产品的精致度与品质,就需仰赖精密加工的辅助,其精细的品质,能大幅提升许多高科技工业的「设计」与「技术」,进而提升产品的竞争力。像与我们长期合作的半导体产业,也因为拥有了精细的零件,所以能大量生产出品质优良的晶圆。到底精密加工是什么呢?与一般加工方式有何差异?除了高规格工业外还能应用在哪呢?精密加工定义是什么?与粗加工哪里不同?
激光钻孔是一种非接触式孔加工工艺,使用高度集中的光束在从金属到非金属和聚合物等各种材料上钻孔。利用高功率激光脉冲或摆动钻孔技术,激光钻孔可以穿透较薄或较厚的材料。激光钻孔系统既能进行点射钻孔,也能进行即时钻孔,以减少对系统运动的干扰。激光钻孔具有高度精确性和可重复性,几乎能钻出任何形状和尺寸的孔,直径小至几微米,分辨率较高。作为一种非接触式工艺,激光钻孔是制造深度直径比超过10:1的低锥度、高剖面比孔的方法之一。根据材料特性,激光钻孔每秒可钻数百甚至数千个孔。超精密加工是指在维持精细公差,并于工件上去除材料、精加工等过程。
现有物理打磨技术,接触式加工,磨损基石,需要切削油,加工后需要清洗,异形件打磨和局部打磨有难度。纳秒激光打磨有以下问题:产生细微裂纹,熔化-再凝固产生热变形,表面物性发生变化,周围会产生多个颗粒。飞秒激光打磨:改善现有打磨技术的问题-热影响极小,可以局部打磨,异形件打磨,不需要化学药剂-细微裂纹极少化表面物理特性变化少,在不改变物性值的情况下,提高表面粗糙度。高功率激光打磨:测量高度→获取高度数据→转换成面数据→去除表面凸起中等功率,利用中等功率激光可以刻画低功率时具有,清洗效果;抛光效果(也有去除微孔边缘毛刺的效果)抛光后,[AOI(自动光学检查)]对孔不良进行检测(手动或自动)(光学相机扫描仪)材料的边缘测量和修正材料位置误差。非常适合异形件打磨、抛光。局部打磨抛光。超精密加工中的微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术。工业超精密刀具制造
目前超精密加工技术能应用在所有的金属材料、塑料、木材、石磨与玻璃上。半导体超精密MLCC垂直刀片
精度高、表面质量好、加工效率高、材料利用率高、能够加工复杂形状的零件。超精密加工技术是指加工精度达到亚微米级甚至纳米级的制造技术,主要包括超精密车削、磨削、铣削和电化学加工等方法。这些方法能够实现对硬脆材料、难加工材料和功能材料的精确加工,适用于光学元件、微型机械、生物医疗器件等领域。常见的超精密加工方法有:1.超精密车削:使用金刚石刀具进行加工,能够实现对非球面和自由曲面的高精度加工。2.超精密磨削:采用超硬磨料磨具,适用于加工硬质合金、陶瓷等高硬度材料。3.超精密铣削:利用金刚石或立方氮化硼刀具,适用于复杂形状零件的高精度加工。4.超精密电化学加工:通过电解作用去除材料,适用于加工微细、复杂结构的零件。超精密加工技术的发展对提高我国制造业的国际竞争力具有重要意义。半导体超精密MLCC垂直刀片