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Fabricación de precisión: impulsando el mundo
¿Qué es el mecanizado de ultra precisión?
Fecha de publicación：2019-06-12
¿Qué es el mecanizado de ultra precisión?
Por lo general, según el grado de precisión del mecanizado, este se divide en tres etapas: mecanizado convencional, mecanizado de precisión y mecanizado de ultra‑precisión. En la actualidad, el mecanizado de precisión se refiere a un nivel de precisión de 10~0,1 µm , la rugosidad superficial es de Ra0,1~0,01 µm , el grado de tolerancia está en IT5 Las técnicas de procesamiento mencionadas anteriormente. Sin embargo, el procesamiento convencional, el procesamiento de precisión y el procesamiento de ultra‑precisión son solo… Concepto relativo; los límites entre ellos irán cambiando de manera continua a medida que avance la tecnología de procesamiento. , el mecanizado de precisión de hoy podría ser el mecanizado convencional de mañana.
El mecanizado de ultraalta precisión, aparentemente propio de la tecnología moderna
Ya apareció en el siglo pasado
Mecanizado de ultra precisión El desarrollo ha atravesado las siguientes tres etapas:
(1) De la década de 1950 a la de 1980 se corresponde con el período de creación tecnológica.
Por las exigencias del desarrollo de tecnologías de vanguardia como la aeroespacial, los circuitos integrados de gran escala y la tecnología láser, Estados Unidos fue el primero en impulsar la tecnología de mecanizado ultra‑preciso y en desarrollar el corte ultra‑preciso con herramientas de diamante— Tecnología de torneado con diamante de punto único (SPDT) , también conocido como “ Tecnología de micropulgadas ”, utilizado para el mecanizado de espejos reflectantes para la fusión nuclear por láser, así como de piezas grandes de forma esférica y asférica destinadas a misiles tácticos y a naves espaciales tripuladas, entre otros.
(2) De la década de 1980 a la de 1990 se corresponde con la etapa inicial de la aplicación industrial en el ámbito civil.
Con el apoyo del gobierno, las empresas estadounidenses Moore y Precitech comenzaron a desarrollar equipos de mecanizado ultra‑preciso. Comercialización , mientras tanto, empresas japonesas como Toshiba y Hitachi, así como la Universidad de Cranfield en Europa, han ido lanzando productos de manera sucesiva y han comenzado a utilizarlos en Componentes ópticos industriales de uso popular La fabricación. Sin embargo, en aquel entonces los equipos de mecanizado ultra‑preciso seguían siendo costosos y escasos, y se encargaban principalmente como máquinas especiales a medida.
En este período, se pueden procesar metales duros y materiales duros y frágiles. Tecnología de rectificado con diamante de ultraalta precisión y máquinas rectificadoras Ha sido desarrollado, pero su eficiencia de procesamiento no puede compararse con la de un torno de diamante.
(3) Desde la década de 1990 hasta la actualidad, se ha alcanzado la etapa de madurez en las aplicaciones industriales de carácter popular.
Impulsada por los sectores automotriz, energético, de equipos médicos, de la información, optoelectrónico y de las comunicaciones, la tecnología de mecanizado ultra‑preciso se aplica ampliamente en… Lentes ópticos asféricos, lentes de Fresnel, moldes de ultra‑precisión, cabezales de unidades de disco, procesamiento de sustratos de discos, corte de obleas semiconductoras y otros componentes. El procesamiento. Con el avance de las tecnologías asociadas a los equipos de mecanizado ultra‑preciso, como los controladores, los interferómetros láser, los husillos de precisión con cojinetes de aire, las guías lineales con cojinetes de aire, las guías lineales con cojinetes hidráulicos y los ejes de avance accionados por fricción, estos equipos han ido madurando gradualmente, hasta convertirse en maquinaria de producción común en el sector industrial.
Además, La precisión de los equipos también se acerca gradualmente a niveles nanométricos. , el rango de dimensiones de las piezas que pueden procesarse también se ha ampliado, y su aplicación es cada vez más extensa. Con el desarrollo de la tecnología de control numérico, han surgido también Fresado ultrapreciso de cinco ejes y tecnología de corte por avance rápido Ya es posible mecanizar piezas complejas, como superficies asféricas no axisimétricas.
Lo anterior corresponde a los “tres grandes períodos”
A continuación, se presentan “tres grandes tendencias”
Las tendencias de desarrollo del mecanizado de ultra‑precisión se centran principalmente en los siguientes tres aspectos:
(1) Alta precisión, alta eficiencia
El tema perenne del mecanizado de ultra‑precisión. Explorar lo que puede… Compaginar eficiencia y precisión Los métodos de procesamiento se han convertido en el objetivo de los investigadores del campo del mecanizado ultrapreciso.
(2) Integración de procesos
La alta eficiencia productiva se ha convertido cada vez más en una condición indispensable para la supervivencia de las empresas, por lo que han surgido voces que abogan por “sustituir el rectificado por el pulido” e incluso por “sustituir el pulido por el rectificado”. Además, Utilizar un solo equipo para realizar múltiples procesos de mecanizado. La tendencia (como el torneado, el taladrado, el fresado, la rectificación y el acabado) es cada vez más evidente.
(3) Grandes dimensiones, miniaturización
El procesamiento de dispositivos optoelectrónicos de gran tamaño en los sectores aeronáutico, espacial y astronáutico requiere la creación de… Equipo de mecanizado ultra‑preciso de gran tamaño ; El procesamiento de dispositivos microscópicos en campos como la microelectrónica mecánica y la información optoelectrónica requiere Equipo de microfabricación ultraprecisa 。
En términos generales, las tecnologías de mecanizado ultrapreciso con abrasivos adheridos, como la rectificación y la honradora, están orientadas a alcanzar la precisión de los procesos basados en abrasivos libres, mientras que estas últimas buscan la eficiencia propia de los métodos con abrasivos adheridos. La tecnología de mecanizado ultra‑preciso se está orientando hacia la eficiencia y la alta calidad, a bajo costo y respetuosa con el medio ambiente, adecuadas para la producción en grandes series.
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