Videl som takúto správu už dávno: vedci z Nemecka, Japonska a ďalších krajín strávili 5 rokov a minuli takmer 10 miliónov juanov na vytvorenie lopty vyrobenej z vysoko čistého kremíka-28. Táto 1kg guľa z čistého kremíka vyžaduje Ultra-presné obrábanie, brúsenie a leštenie, presné meranie (guľovitosť, drsnosť a kvalita), dá sa povedať, že je to najokrúhlejšia guľa na svete.
Poďme si predstaviť proces ultra presného leštenia.
01 Rozdiel medzi brúsením a leštením
Brúsenie: Pomocou abrazívnych častíc nanesených alebo nalisovaných na brúsny nástroj sa povrch dokončuje relatívnym pohybom brúsneho nástroja a obrobku pod určitým tlakom. Brúsenie je možné použiť na spracovanie rôznych kovových a nekovových materiálov. Spracované tvary plôch zahŕňajú rovinné, vnútorné a vonkajšie valcové a kužeľové plochy, konvexné a konkávne guľové plochy, závity, plochy zubov a iné profily. Presnosť spracovania môže dosiahnuť IT5 ~ IT1 a drsnosť povrchu môže dosiahnuť Ra0,63 ~ 0,01 μm.
Leštenie: Spôsob spracovania, ktorý znižuje drsnosť povrchu obrobku mechanickým, chemickým alebo elektrochemickým pôsobením, aby sa získal svetlý a hladký povrch.
Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v tom, že povrchová úprava dosiahnutá leštením je vyššia ako pri brúsení a možno použiť chemické alebo elektrochemické metódy, zatiaľ čo pri brúsení sa v podstate používajú iba mechanické metódy a veľkosť použitého brúsneho zrna je hrubšia ako pri brúsení. leštenie. To znamená, že veľkosť častíc je veľká.
02 Ultra presná technológia leštenia
Ultra-presné leštenie je dušou moderného elektronického priemyslu
Poslaním technológie ultrapresného leštenia v modernom elektronickom priemysle nie je len sploštenie rôznych materiálov, ale aj sploštenie viacvrstvových materiálov, takže kremíkové doštičky s veľkosťou niekoľkých milimetrov štvorcových môžu vytvárať desiatky tisíc až VLSI zložené z miliónov tranzistory. Napríklad počítač vynájdený ľuďmi sa dnes zmenil z desiatok ton na stovky gramov, čo sa nedá realizovať bez ultra presného leštenia.
Ak vezmeme ako príklad výrobu doštičiek, leštenie je posledným krokom celého procesu, účelom je zlepšiť drobné defekty, ktoré zanechal predchádzajúci proces spracovania doštičiek, aby sa dosiahla najlepšia rovnobežnosť. Dnešná úroveň optoelektronického informačného priemyslu vyžaduje čoraz presnejšie požiadavky na paralelizmus pre materiály optoelektronického substrátu, ako je zafír a monokryštálový kremík, ktoré dosiahli úroveň nanometrov. To znamená, že proces leštenia sa dostal aj na úroveň ultra presnosti nanometrov.
Ako dôležitý je proces ultra presného leštenia v modernej výrobe, jeho aplikačné oblasti môžu problém priamo vysvetliť, vrátane výroby integrovaných obvodov, lekárskeho vybavenia, automobilových súčiastok, digitálneho príslušenstva, presných foriem a letectva.
Špičkovú technológiu leštenia ovláda len niekoľko krajín ako Spojené štáty americké a Japonsko
Hlavným zariadením leštiaceho stroja je „brúsny kotúč“. Ultra-presné leštenie má takmer prísne požiadavky na materiálové zloženie a technické požiadavky brúsneho kotúča v leštiacom stroji. Tento druh oceľového kotúča syntetizovaného zo špeciálnych materiálov musí spĺňať nielen presnosť automatickej prevádzky na nanoúrovni, ale musí mať aj presný koeficient tepelnej rozťažnosti.
Ak leštička beží vysokou rýchlosťou a tepelná rozťažnosť spôsobí tepelnú deformáciu brúsneho kotúča, nie je možné zaručiť rovinnosť a rovnobežnosť podkladu. A tento druh tepelnej deformačnej chyby, ktorá sa nemôže vyskytnúť, nie je niekoľko milimetrov alebo niekoľko mikrónov, ale niekoľko nanometrov.
V súčasnosti špičkové medzinárodné leštiace procesy, ako sú Spojené štáty a Japonsko, už dokážu splniť požiadavky na presné leštenie 60-palcových substrátových surovín (ktoré sú mimoriadne veľké). Na základe toho si osvojili základnú technológiu ultrapresných procesov leštenia a pevne sa chopili iniciatívy na globálnom trhu. . Zvládnutie tejto technológie totiž do značnej miery riadi aj rozvoj priemyslu výroby elektroniky.
Tvárou v tvár takejto prísnej technickej blokáde v oblasti ultra presného leštenia môže moja krajina v súčasnosti vykonávať iba vlastný výskum.
Aká je úroveň technológie ultra presného leštenia v Číne?
V skutočnosti nie je Čína v oblasti ultra presného leštenia bez úspechov.
V roku 2011 získal „Štandardný materiál veľkosti častíc mikrosfér oxidu ceričitého a jeho technológia prípravy“ vyvinutý tímom Dr. Wang Qi z Národného centra pre nanoškálové vedy Čínskej akadémie vied prvú cenu Čínskeho ropného a chemického priemyslu. Cena Federation's Technology Invention Award a súvisiace štandardné materiály veľkosti častíc v nanometroch Získali národnú licenciu na meracie prístroje a národný certifikát štandardnej látky prvej triedy. Účinok testu výroby ultra presného leštenia nového materiálu oxidu céru prekonal zahraničné tradičné materiály jedným ťahom, čím zaplnil medzeru v tejto oblasti.
Ale Dr Wang Qi povedal: „To neznamená, že sme sa vyšplhali na vrchol tohto poľa. Pre celkový proces je k dispozícii iba leštiaca kvapalina, ale žiadny ultra presný leštiaci stroj. Nanajvýš predávame len materiál.“
V roku 2019 výskumný tím profesora Yuana Julonga z Zhejiang University of Technology vytvoril technológiu polopevného abrazívneho chemického mechanického spracovania. Séria vyvinutých leštiacich strojov bola sériovo vyrábaná spoločnosťou Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. a spoločnosť Apple ich identifikovala ako sklo iPhone4 a iPad3. Jediné presné leštiace zariadenie na svete na leštenie panelov a základnej dosky z hliníkovej zliatiny, viac ako 1 700 leštiacich strojov sa používa na hromadnú výrobu sklenených dosiek Apple iPhone a iPad.
V tom spočíva čaro mechanického spracovania. Ak chcete dosiahnuť podiel na trhu a zisk, musíte sa snažiť čo najlepšie dobehnúť ostatných a technologický líder sa bude vždy zlepšovať a zlepšovať, byť rafinovanejší, neustále súťažiť a dobiehať a podporovať veľký rozvoj ľudská technológia.
Čas odoslania: Mar-08-2023
