เทคโนโลยีการขัดที่มีความแม่นยำสูงไม่ใช่เรื่องง่าย!

ฉันเห็นรายงานดังกล่าวเมื่อนานมาแล้ว: นักวิทยาศาสตร์จากเยอรมนี ญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆ ใช้เวลา 5 ปีและใช้เงินเกือบ 10 ล้านหยวนเพื่อสร้างลูกบอลที่ทำจากวัสดุซิลิคอน-28 ที่มีความบริสุทธิ์สูงลูกบอลซิลิกอนบริสุทธิ์น้ำหนัก 1 กก. นี้ต้องใช้เครื่องจักร การเจียร และการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง การวัดที่แม่นยำ (ความกลม ความหยาบ และคุณภาพ) อาจกล่าวได้ว่าเป็นลูกบอลที่กลมที่สุดในโลก

ขอแนะนำขั้นตอนการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง

01 ความแตกต่างระหว่างการเจียรและการขัด

การเจียร: การใช้อนุภาคขัดเคลือบหรือกดบนเครื่องมือเจียร พื้นผิวจะเสร็จสิ้นโดยการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของเครื่องมือเจียรและชิ้นงานภายใต้แรงกดระดับหนึ่งสามารถใช้การเจียรเพื่อแปรรูปวัสดุโลหะและอโลหะต่างๆรูปร่างพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผลประกอบด้วยระนาบ พื้นผิวทรงกระบอกด้านในและด้านนอกและทรงกรวย พื้นผิวทรงกลมนูนและเว้า เกลียว พื้นผิวฟัน และโปรไฟล์อื่นๆความแม่นยำในการประมวลผลสามารถเข้าถึง IT5~IT1 และความหยาบของพื้นผิวสามารถเข้าถึง Ra0.63~0.01μm

การขัดเงา: วิธีการประมวลผลที่ลดความหยาบผิวของชิ้นงานด้วยการกระทำทางกล เคมี หรือเคมีไฟฟ้า เพื่อให้ได้พื้นผิวที่สว่างและเรียบ

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสองสิ่งนี้คือ พื้นผิวสำเร็จจากการขัดจะสูงกว่าการเจียร และสามารถใช้วิธีเคมีหรือเคมีไฟฟ้าได้ ในขณะที่การเจียรโดยพื้นฐานแล้วจะใช้วิธีทางกลเท่านั้น และขนาดเม็ดขัดที่ใช้จะหยาบกว่าที่ใช้สำหรับ ขัดนั่นคือขนาดของอนุภาคมีขนาดใหญ่

02 เทคโนโลยีการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง

การขัดที่มีความแม่นยำสูงเป็นจิตวิญญาณของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่

ภารกิจของเทคโนโลยีการขัดที่มีความแม่นยำสูงในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่นั้นไม่เพียงแต่ทำให้วัสดุต่างๆ เรียบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำให้วัสดุหลายชั้นเรียบด้วย ดังนั้นแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดไม่กี่ตารางมิลลิเมตรสามารถสร้างเป็นหมื่นเป็น VLSI ซึ่งประกอบด้วยหลายล้านชิ้น ทรานซิสเตอร์ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ที่ประดิษฐ์โดยมนุษย์ได้เปลี่ยนจากน้ำหนักหลายสิบตันเป็นหลายร้อยกรัมในปัจจุบัน ซึ่งไม่สามารถทำได้หากปราศจากการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง

ยกตัวอย่างการผลิตเวเฟอร์ การขัดเงาเป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการทั้งหมด จุดประสงค์คือเพื่อปรับปรุงข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ที่เหลือจากกระบวนการแปรรูปเวเฟอร์ก่อนหน้านี้เพื่อให้ได้ความขนานที่ดีที่สุดระดับอุตสาหกรรมข้อมูลออปโตอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันต้องการข้อกำหนดการขนานที่แม่นยำมากขึ้นสำหรับวัสดุซับสเตรตออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น แซฟไฟร์และซิลิกอนผลึกเดี่ยว ซึ่งสูงถึงระดับนาโนเมตรซึ่งหมายความว่ากระบวนการขัดเงาได้เข้าสู่ระดับนาโนเมตรที่มีความแม่นยำสูง

กระบวนการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูงมีความสำคัญเพียงใดในการผลิตสมัยใหม่ ขอบเขตการใช้งานสามารถอธิบายปัญหาได้โดยตรง รวมถึงการผลิตวงจรรวม อุปกรณ์ทางการแพทย์ ชิ้นส่วนรถยนต์ อุปกรณ์เสริมดิจิทัล แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำ และอวกาศ

เทคโนโลยีการขัดเงาชั้นนำมีเพียงไม่กี่ประเทศเท่านั้นที่เชี่ยวชาญ เช่น สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น

อุปกรณ์หลักของเครื่องขัดคือ “ใบเจียร”การขัดที่มีความแม่นยำสูงเกือบจะมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับองค์ประกอบของวัสดุและข้อกำหนดทางเทคนิคของจานเจียรในเครื่องขัดแผ่นเหล็กชนิดนี้ที่สังเคราะห์จากวัสดุพิเศษไม่เพียงต้องตอบสนองความแม่นยำระดับนาโนของการทำงานอัตโนมัติเท่านั้น แต่ยังต้องมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แม่นยำอีกด้วย

เมื่อเครื่องขัดเงาทำงานด้วยความเร็วสูง หากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนทำให้จานเจียรเสียรูปเนื่องจากความร้อน จะไม่รับประกันความเรียบและความขนานของวัสดุพิมพ์และความผิดพลาดในการเปลี่ยนรูปทางความร้อนแบบนี้ที่ไม่อนุญาตให้เกิดขึ้น ไม่ใช่ไม่กี่มิลลิเมตรหรือไม่กี่ไมครอน แต่เป็นไม่กี่นาโนเมตร

ในปัจจุบัน กระบวนการขัดเงาระดับสากลชั้นนำ เช่น สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดการขัดละเอียดของวัตถุดิบพื้นผิวขนาด 60 นิ้ว (ซึ่งมีขนาดใหญ่มาก) ได้แล้วด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงเชี่ยวชาญในเทคโนโลยีหลักของกระบวนการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ และเข้าใจความคิดริเริ่มในตลาดโลกอย่างมั่นคง.ในความเป็นจริง การเรียนรู้เทคโนโลยีนี้ยังควบคุมการพัฒนาของอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในระดับสูงอีกด้วย

เมื่อเผชิญกับการปิดล้อมด้านเทคนิคที่เข้มงวดเช่นนี้ ในด้านการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง ประเทศของฉันทำได้เพียงทำการวิจัยด้วยตนเองเท่านั้นในปัจจุบัน

เทคโนโลยีการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูงของจีนอยู่ในระดับใด?

ในความเป็นจริงแล้ว ในด้านการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูง จีนไม่ได้ไร้ซึ่งความสำเร็จ

ในปี 2554 “วัสดุมาตรฐานขนาดอนุภาคซีเรียมออกไซด์ไมโครสเฟียร์และเทคโนโลยีการเตรียม” ที่พัฒนาโดยทีมงานของดร. หวัง ฉี จากศูนย์วิทยาศาสตร์ระดับนาโนแห่งชาติของสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ได้รับรางวัลชนะเลิศจากอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมีของจีน รางวัลการประดิษฐ์เทคโนโลยีของสหพันธ์ และวัสดุมาตรฐานขนาดอนุภาคระดับนาโนที่เกี่ยวข้อง ได้รับใบอนุญาตเครื่องมือวัดระดับชาติและใบรับรองสารมาตรฐานชั้นหนึ่งระดับประเทศผลการทดสอบการผลิตการขัดเงาที่มีความแม่นยำสูงของวัสดุซีเรียมออกไซด์ชนิดใหม่นั้นเหนือกว่าวัสดุดั้งเดิมของต่างประเทศในคราวเดียว เป็นการเติมเต็มช่องว่างในด้านนี้

แต่ดร. หวัง ฉี กล่าวว่า "นี่ไม่ได้หมายความว่าเราได้ปีนขึ้นไปถึงจุดสูงสุดของสาขานี้สำหรับกระบวนการโดยรวม มีเพียงน้ำยาขัดเงาเท่านั้น แต่ไม่มีเครื่องขัดที่มีความแม่นยำสูงอย่างมากที่สุดเราเป็นเพียงการขายวัสดุเท่านั้น”

ในปี 2019 ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Yuan Julong แห่ง Zhejiang University of Technology ได้สร้างเทคโนโลยีการประมวลผลทางกลเชิงกลทางเคมีแบบกึ่งคงที่ชุดเครื่องขัดที่พัฒนาขึ้นนี้ผลิตจำนวนมากโดย Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. และ Apple ระบุว่าเป็น iPhone4 และ iPad3อุปกรณ์ขัดเงาที่มีความแม่นยำเพียงหนึ่งเดียวในโลกสำหรับการขัดแผงด้านหลังและอลูมิเนียมอัลลอยด์ มีการใช้เครื่องขัดมากกว่า 1,700 เครื่องในการผลิตแผ่นกระจก iPhone และ iPad ของ Apple ในปริมาณมาก

เสน่ห์ของการประมวลผลเชิงกลอยู่ที่สิ่งนี้เพื่อที่จะติดตามส่วนแบ่งการตลาดและผลกำไร คุณต้องพยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้ทันกับผู้อื่น และผู้นำด้านเทคโนโลยีจะปรับปรุงและปรับปรุงอยู่เสมอ เพื่อให้มีความละเอียดมากขึ้น แข่งขันและตามให้ทันตลอดเวลา และเพื่อส่งเสริมการพัฒนาที่ยอดเยี่ยมของ เทคโนโลยีของมนุษย์