走進超精(jīng)密加工與微細加工:如何能在道(dào)具橢圓振(zhèn)動之下加工出(chū)鏡麵
10-07-2023
走進超精密加工與微細加工:如何(hé)能在道具(jù)橢(tuǒ)圓振(zhèn)動之下加工出鏡麵


網上閑逛,發現個(gè)和張老(lǎo)師(shī)當年所學非常接近的內(nèi)容(róng),昨夜思考橢圓振動切削的原理都失眠了(le),轉載過來,希望有識之士解釋一下:


如何能在道(dào)具橢圓振(zhèn)動(dòng)之下加工出鏡麵呢(ne)?這個橢圓振動相對(duì)於(yú)被加工工件(jiàn)來說是怎樣(yàng)的運動?


研究內容:


一,通過橢圓振動切削進行超精密、微細(xì)加工


專(zhuān)家(jiā)們(men)設計了稱為橢圓振動切削的獨創(chuàng)性的加工方法,並進行了以實用化為目的的研究開發。


該方法通過使刀具刀尖一邊橢圓振動一邊進行加工。由於一邊斷續地拉起切(qiē)屑一邊進行切削,因此與通常切削相比剪切角變大,能夠減小(xiǎo)切削力、切削能量、切(qiē)削熱。


另外,在通(tōng)常切削中(zhōng),由於急劇工具磨損或被切(qiē)削材料的脆性破壞,不可能實施的淬火鋼或玻璃的鏡麵加工,也(yě)可以用該(gāi)方法實現。


該校目前,正在進行與該切削工藝(yì)解析、測量相關的基礎研究、對單晶材料、燒結材料等各種難切削材料(liào)的應用、微/納米(mǐ)級的功能性表麵的(de)高效超精密加工等的研究。


楕円振動切削を利用した磨きレス鏡麵加工


二(èr),利用橢圓振動切削的無磨鏡麵加(jiā)工(gōng)


在橢圓振動(dòng)切(qiē)削加工中(zhōng),對於淬火後的模具鋼,可以實現鏡麵水平的(de)表麵粗糙度。因此,將本(běn)方法用於模具加工時,不需要使形狀精(jīng)度劣化的研磨工序(無(wú)研磨)。


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


正(zhèng)在開發使用自由曲(qǔ)麵的(de)鏡麵加工技術被期待作為實現模具鋼的無拋光(guāng)鏡(jìng)麵加工的下一代製造技術。


三,CMP工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(shǐ)晶片表麵產生(shēng)的凹凸平坦化,利用了被(bèi)稱為CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨技術。


它(tā)在集成度高的(de)產品的製造中是必須的技術,以提高研磨率控製性和劃痕抑製等性能。


利用ALE有限元法開發了高精度的研磨過程分析模(mó)型,在此基礎上開發了能夠高精(jīng)度推定以往技術中困難的材料(liào)特性等各種條件對研磨過程的影響的解析方法。


並且,正在研究研磨率分布的控製技術和新的(de)過程監控技術。


四,具有三維微(wēi)結構的高效率微混合器的開發


近年來,在一(yī)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(zài)進行。


但是,在形成於此的微流道中,由(yóu)於尺寸微小,成(chéng)為(wéi)雷諾數的(de)小層流,流(liú)體難以(yǐ)混合是難題。


因(yīn)此,雖然進行了(le)很多(duō)微型(xíng)混合器的研究,但由於以往主要利用半導體工(gōng)藝,因此存在其形(xíng)狀受限、混合效率差、製造困難(nán)等問題。


在本研究方案中,設計了通過機械(xiè)加工製作模具,通過一次轉印成形可以批量生產獨立的高(gāo)效率切向轉換型微型混合器,並正在嚐試開(kāi)發兼顧低成(chéng)本和高效率混合的微型混合器。


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