Akıllı Üretim Ultra Hassas İşleme Teknolojisinin Geliştirme Durumu
Çin, ulusal bir geliştirme stratejisi olarak "ekipman üretimini" listelediğinden beri, Çin'in ekipman üretim endüstrisi hızlı bir ilerleme kaydetti. Birçok büyük ölçekli ekipmanın üretim yetenekleri dünyanın ileri düzeyine, hatta dünyanın en üst düzeyine sıçradı, ancak Çin'de yapıldı Endüstri bir bütün olarak hala geri kalmış durumda ve geri kalmışlığı hassas üretimin geri kalmışlığında yatıyor.
Ultra hassas işleme teknolojisi, modern yüksek teknolojili savaş için önemli bir destekleyici teknolojidir, modern yüksek teknoloji endüstrilerinin ve bilim ve teknolojinin gelişiminin temeli ve modern imalat biliminin gelişme yönüdür.
Modern bilim ve teknolojinin gelişimi deneylere dayanmaktadır ve gerekli test araçlarının ve ekipmanlarının neredeyse hiçbiri ultra hassas işleme teknolojisinin desteğini gerektirmez. Makro üretimden mikro üretime geçiş, üretimin gelecekteki gelişme trendlerinden biridir.Şu anda, ultra hassas işleme nano ölçeğe girmiştir ve nano üretim, ultra hassas makineyle işlemenin en önemli konusudur. Dünyadaki gelişmiş ülkeler buna büyük önem veriyor.
Ultra hassas işlemenin geliştirme aşaması
Nihai şekil doğruluğunu, boyutsal doğruluğu, yüzey pürüzlülüğünü, yüzey bütünlüğünü (mikro çatlaklar, artık gerilme gibi kusurlar dahil çok az yüzey hasarı veya çok az yüzey hasarı) elde etmek için iş parçası malzemesinin fiziksel özelliklerini değiştirmeme gerekçesiyle mevcut ultra hassas işleme , Organizasyonel değişiklikler) hedef olarak.
Ultra hassas işlemenin araştırma içeriği, yani ultra hassas işlemenin doğruluğunu etkileyen çeşitli faktörler şunları içerir: ultra hassas işleme mekanizması, işlenmiş malzemeler, ultra hassas işleme ekipmanı, ultra hassas işleme aletleri, ultra hassas işleme fikstürleri, ultra hassas işleme algılama ve hata Tazminat, ultra hassas işleme ortamı (sabit sıcaklık, titreşim izolasyonu, temiz kontrol vb. Dahil) ve ultra hassas işleme teknolojisi. Uzun süredir yerli ve yabancı bilim adamları bu içerikler etrafında sistematik araştırmalar yaptılar. Ultra hassas işlemenin geliştirilmesi aşağıdaki üç aşamadan geçmiştir.
1) 1950'lerden 1980'lere kadar Amerika Birleşik Devletleri, havacılık, savunma, astronomi ve diğer alanlarda lazer füzyon aynalarının, küresel ve asferik büyük parçaların işlenmesinde kullanılan tek noktalı elmas kesim ile temsil edilen ultra hassas işleme teknolojisinin geliştirilmesinde başı çekti. .
2) 1980'lerden 1990'lara kadar özel sektörde ilk uygulama aşamasına girdi. Hükümetin desteğiyle, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Moore ve Pritech, Japonya'daki Toshiba ve Hitachi ve Avrupa'daki Cranfield gibi şirketler, ultra hassas işleme ekipmanlarını ticarileştirdiler ve bunları sivil hassas optik lenslerin üretiminde kullanmaya başladılar. Tek bir ultra hassas işleme ekipmanı hala kıt ve pahalıdır, özellikle özel makineler şeklinde özelleştirilmiştir. Bu dönemde, ultra hassas elmas taşlama teknolojisi ve sert metalleri ve sert ve kırılgan malzemeleri işleyebilen öğütücüler ortaya çıktı, ancak işleme verimlilikleri elmas torna tezgahları ile karşılaştırılamaz.
3) 1990'lardan sonra sivil ultra hassas işleme teknolojisi yavaş yavaş olgunlaştı. Otomobiller, enerji, tıbbi ekipman, bilgi, optoelektronik ve iletişim gibi endüstriler tarafından yönlendirilen ultra hassas işleme teknolojisi, asferik optik lenslerin, ultra hassas kalıpların, disk sürücü kafalarının, disk alt tabakalarının, yarı iletken substratların ve diğer parçaların işlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Hassas iş mili bileşenleri, haddeleme kılavuzları, hidrostatik kılavuzlar, mikro beslemeli sürücüler, hassas CNC sistemleri ve lazer hassas denetim sistemleri gibi ultra hassas işleme ekipmanlarının ilgili teknolojileri yavaş yavaş olgunlaştıkça, ultra hassas işleme ekipmanı endüstride yaygın bir üretim haline geldi. ekipman. Ek olarak, ekipmanın doğruluğu giderek nanometre düzeyine yaklaşıyor, işlenebilir iş parçalarının boyut aralığı genişledi ve uygulama giderek daha kapsamlı hale geldi. Sayısal kontrol teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, ultra hassas beş eksenli frezeleme ve uçan kesme teknolojisi de ortaya çıktı. Eksenel olmayan simetrik asferik yüzeyler gibi karmaşık parçaları işlemek mümkün olmuştur.
Yurt dışında ultra hassas işlemenin gelişimi
Ultra hassas işleme teknolojisinin dünyada lider konumda olduğu ülkeler Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Japonya'dır. Bu ülkelerdeki ultra hassas işleme teknolojisi, yalnızca yüksek bir tam set seviyesine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda çok yüksek bir ticarileştirme derecesine sahiptir.
1950'lerde Amerika Birleşik Devletleri, elmas aletler için "SPDT teknolojisi" (Tek Nokta Dia-mond Torna) veya "mikro inç teknolojisi" (1 mikroinç = 0,025 m) adı verilen ultra hassas kesme teknolojisi geliştirmedi ve ilgili havalı yatağı geliştirdi Ana şaftın ultra hassas makine aleti, lazer füzyon aynaları, taktik füzeler ve insanlı uzay aracı için küresel ve küresel olmayan yüzeylerin büyük parçalarını işlemek için kullanılır.
Elmas aletlerin ultra hassas kesimi
Büyük ultra hassas takım tezgahları açısından, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki LLL Ulusal Laboratuvarı 1986'da iki büyük ultra hassas elmas torna tezgahını başarıyla geliştirdi: biri 2,1 m işleme çapına sahip yatay bir DTM-3 elmas torna, diğeri ise 1,65 m işleme çapı. LODTM dikey büyük ölçekli optik elmas torna tezgahı. Bunlar arasında, LODTM dikey büyük ölçekli optik elmas torna, dünyadaki en hassas ultra hassas takım tezgahı olarak kabul edilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri daha sonra büyük optik aynaların hassas taşlanması için büyük bir 6 eksenli CNC hassas taşlama makinesi geliştirdi.
Birleşik Krallık'taki Cranfield Institute of Technology'ye bağlı Cranfield Institute of Precision Engineering (CUPE), Birleşik Krallık'taki ultra hassas işleme teknolojisi seviyesinin eşsiz bir temsilcisidir. Örneğin, CUPE tarafından üretilen Nanocentre (nano işleme merkezi), bir taşlama kafası ile ultra hassas tornalama ve ultra hassas taşlama için kullanılabilir.İşlenen iş parçasının şekil doğruluğu 0,1 m'ye ulaşabilir ve yüzey pürüzlülüğü Ra < 10 nm.
Cranfield Hassas İşleme Merkezi, 1991 yılında hassas serbest biçimli yüzeyleri işleyebilen (öğütebilen, döndüren) ve ölçebilen OAGM-2500 çok işlevli üç koordinatlı CNC taşlama makinesini (tabla alanı 2500 mm × 2500 mm) başarıyla geliştirdi. Makine, işleme parçalarını birleştirme yöntemini benimser ve ayrıca astronomik teleskopta 7,5 m çapında büyük bir reflektörü işleyebilir.
OAGM-2500 büyük cnc ultra hassas taşlama makinesi
Japonya'nın ultra hassas işleme teknolojisi araştırması, Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere'ye kıyasla nispeten geç başladı, ancak bugün dünyanın en hızlı büyüyen ülkesi.
Çin'de ultra hassas işlemenin gelişimi
Batı ülkeleri tarafından uygulanan ambargo kısıtlamaları nedeniyle geçmişte uzun bir süre, Çin'in yabancı ultra hassas takım tezgahları ithalatı ciddi şekilde kısıtlanmıştı. Ancak 1998'de Çin'in kendi CNC ultra hassas takım tezgahları başarıyla geliştirildiğinde, Batı ülkeleri derhal Çin'e bir yasak koydu ve Çin şimdi birçok ultra hassas takım tezgahı ithal etti.
Çin'in Pekin Takım Tezgahı Araştırma Enstitüsü, Havacılık Hassas Makine Araştırma Enstitüsü (Havacılık 303), Harbin Teknoloji Enstitüsü, Ulusal Savunma Teknolojisi Üniversitesi ve diğer birimler artık birkaç ultra hassas CNC elmas tezgahı üretebiliyor.
Pekin Takım Tezgahı Araştırma Enstitüsü, ultra hassas işleme teknolojisi için ana yerel araştırma kurumlarından biridir. 0,025 m hassasiyetli hassas rulmanlar gibi çok çeşitli ultra hassas takım tezgahları, bileşenler ve ilgili yüksek hassasiyetli test cihazları geliştirmiştir, JCS 027 ultra hassas torna, JCS-031 ultra hassas freze makinesi, JCS-035 ultra hassas torna, ultra hassas torna CNC sistemi, fotokopi tambur işleme makinesi, kızılötesi yüksek güçlü lazer ayna, ultra hassas titreşim deplasmanlı mikrometre vb. Yerli lider ve uluslararası ileri seviyeye ulaştı.
NAM-800 nano CNC torna, Pekin Takım Tezgahı Araştırma Enstitüsü'nün en yeni nesil nano seviye işleme tezgahlarıdır. Günümüzün sayısal kontrol teknolojisi, servo teknolojisi ve mekanik üretim teknolojisinin mükemmel birliğidir. Bu takım tezgahı, Çin'in en ileri teknolojik gelişimi için iyi bir işleme yöntemi sağlar.
NAM-800 Nano CNC Torna
Havacılık ve Uzay Sanayi Bakanlığı 303, ultra hassas millerde ve granit koordinat ölçüm makinelerinde derinlemesine araştırma ve ürün üretimi gerçekleştirdi.
Harbin Teknoloji Enstitüsü, elmas ultra hassas kesim, elmas takım kristal yönlendirme ve bileme ve elmas mikro-toz taşlama taşı elektrolitik çevrimiçi pansuman teknolojisi üzerine verimli araştırmalar gerçekleştirdi.
Tsinghua Üniversitesi, entegre devreli ultra hassas işleme ekipmanı, disk işleme ve test ekipmanı, mikro deplasmanlı çalışma tezgahları, ultra hassas bant taşlama ve parlatma, elmas mikro toz taşlama disklerinin ultra hassas taşlama ve dairesel olmayan enine kesitlerin ultra hassas kesimi hakkında derinlemesine araştırmalar yürütmüştür. Araştırın ve ilgili ürünlerin çıkmasını sağlayın.
Buna ek olarak, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics of the Chinese Academy of Sciences, Huazhong University of Science and Technology, Shenyang No. 1 Machine Tool Plant, Chengdu Tool Research Institute, National University of Defence Technology, vb. Hepsi bu alanda kayda değer sonuçlarla araştırmalar yaptı.
Ancak genel olarak, ultra hassas işleme tezgahlarının verimliliği, doğruluğu ve güvenilirliği, özellikle spesifikasyonlar (büyük boyut) ve teknik uyumluluk açısından yabancı ülkelerle karşılaştırıldığında, Çin ile gerçek üretim gereksinimleri arasında hala önemli bir boşluk var. . Ek olarak, karmaşık eğimli yüzeylerin hassas şekilde işlenmesi, Çin'in imalat endüstrisinin gelişiminde her zaman bir engel olmuştur ve imalat endüstrisinin gelişimi, ulusal ekonominin uzun vadeli gelişimi ile ilgilidir ve hala çok sayıda araştırmaya ihtiyaç vardır.
Hassas işlemenin gelişme trendi
1. Yüksek hassasiyet ve yüksek verimlilik.
Yüksek hassasiyet ve yüksek verimlilik, ultra hassas işlemenin ebedi temasıdır. Genel olarak, sabit aşındırıcı tanecik işleme, serbest aşındırıcı tanelerin işleme doğruluğunu sürekli olarak sürdürürken, serbest aşındırıcı tanecik işleme, sabit aşındırıcı tanecik işlemenin verimliliğini sürekli olarak sürdürür. CMP ve EEM gibi mevcut ultra hassas işleme teknolojileri son derece yüksek yüzey kalitesi ve yüzey bütünlüğü elde edebilmesine rağmen, işleme verimliliğinden ödün vererek garanti edilmektedir. Ultra hassas kesme ve taşlama teknolojileri yüksek işleme verimliliğine sahip olsalar da CMP ve EEM gibi işleme doğruluğunu elde edemezler. Verimlilik ve hassasiyeti dengeleyebilen işleme yöntemlerini keşfetmek, ultra hassas işleme alanındaki araştırmacıların hedefi haline geldi. Yarı sabit aşındırıcı tanecik işleme yöntemlerinin ortaya çıkışı bu eğilimi yansıtıyor. Öte yandan, elektrolitik manyetik taşlama ve manyetoreolojik aşındırıcı akışlı işleme gibi kompozit işleme yöntemlerinin doğuşunu gösterir.
2. Süreç entegrasyonu.
Günümüzde işletmeler arasındaki rekabet kızışıyor ve yüksek üretim verimliliği işletmelerin ayakta kalması için giderek daha fazla bir koşul haline geliyor. Bu bağlamda, "araştırmanın öğütme ile değiştirilmesi" ve hatta "atmanın öğütme ile değiştirilmesi" çağrıları yapılmıştır. Öte yandan, birden fazla işlemi tamamlamak için (tornalama, delme, frezeleme, taşlama ve bitirme gibi) bir ekipmanı kullanma eğilimi giderek daha belirgin hale geliyor.
3. Büyük ölçekli ve minyatürleştirilmiş.
Havacılık, uzay, havacılık ve diğer alanlarda ihtiyaç duyulan büyük ölçekli optoelektronik cihazları (büyük ölçekli astronomik teleskoplardaki aynalar gibi) işlemek için, büyük ölçekli ultra hassas işleme ekipmanının kurulması gerekir. Mikro-elektronik makine, fotoelektrik bilgi vb. Alanlarda gerekli olan mikro cihazları (mikro sensörler, mikro sürücü bileşenleri vb.) İşlemek için mikro ultra hassas işleme ekipmanı gereklidir (ancak bu, mikro-küçük iş parçalarının işlenmesinin mikro işleme ekipmanı gerektirmesi gerektiği anlamına gelmez).
Kaynak: Strategic Frontier Technology
