Mar 19,2026
Стратегия обработки тонких структур формы: от тонкого фрезирования до тонких электрических искр
Стратегия обработки тонких структур формы: от тонкого фрезирования до тонких электрических искр
Микромашинирование, Микромель, МикроEDM, Высокоскоростная резьба, Точная формовка
С развитием миниатюризации электронных продуктов и совершенствования медицинских устройств микроструктуры в формах (такие как микродыри, микроскопические бороздки, микрофибры, микрозубки) становятся все более распространенными. Размеры этих характеристик часто колеблются от нескольких десятков до нескольких сотен микрон, для корреляции требуется ±2–5 μm, а поверхностная шероховатость не превышает Ra0.1 μm. Обработка таких микроструктур ставит перед станками, ножами, технологиями и тестированием экстремальные задачи. Технологии микрообработки стали ключевым конкурентным преимуществом в производстве точных формов.
Микроизмельчение является основным методом обработки трехмерных микроструктур. Оно использует тонкие вертикальные фрезеры диаметром от 0,1 мм до 0,03 мм, обрабатываемые на высокоскоростных фрезах (с скоростями вращения основных осей до 30 000–60 000 об/мин). Ключевым моментом микроизмельчения является соответствие жесткости инструмента и параметров резания. Диаметр инструмента очень мал, жесткость очень низкая, он очень легко ломается. Поэтому необходимо использовать минимальную подачу на зуб (обычно 1–5 μm/z) и минимальную глубину резания (от нескольких микрон до нескольких десятков микрон), а также поддерживать стабильную нагрузку на опилки. Материалы инструмента часто используются в виде сверхтонких кристаллических твердых сплавов или однокристаллических алмазов. Также крайне важна охлаждающая смазка, часто используемая с помощью микромасляной смазки (MQL) или масляной и газовой смеси, чтобы избежать износа инструмента или ожогов артефакта из-за накопления тепловой энергии резания.
Обработка микроэлектрических искр является мощным инструментом для обработки тонких структур высокотвердых материалов. Когда материал, который требуется обработать, имеет чрезвычайно высокую твердость (например, твердые сплавы, порошковая высокоскоростная сталь) или слишком сложную структуру (например, глубокие узкие бороздки, аномальные отверстия), микрофризация часто оказывается неэффективной. В таких случаях микроэлектрические искры (Micro EDM) становятся предпочтительным выбором. Они используют очень тонкие электроды (которые могут обрабатываться до диаметра менее 0,05 мм) для электрической обработки без макроскоростной силы, не зависящей от твердости материала. Микроэлектрические искры включают микроскоростную обработку полостей (с использованием формализованных электродов) и микроскоростную перфорацию (с использованием шелковых или стержневых электродов). Сложность заключается в производстве электродов и компенсации потерь. Сами электроды должны быть подготовлены с помощью технологии тонкой шлифовки или шлифовки электрического разряда проводных электродов (WEDG). В процессе обработки необходимо отслеживать состояние разряда в режиме реального времени и автоматически компенсировать потерю электродов для обеспечения точности размеров.
Лазерная микрообработка — это новая дополняющая технология. Для некоторых специальных материалов (таких как керамика, алмазы) или микроструктур, требующих бесконтактных и теплоотсутствующих областей влияния, лазерная микрообработка на лету или на коже демонстрирует уникальные преимущества. Лазер может фокусироваться на микромикроскопических светлых пятнах и достигать высокой точности удаления путем сжигания материалов. Он не подвержен износу ножами, может обрабатывать любые твердые и хрустящие материалы с минимальными теплоотсутствующими областями влияния. Однако лазерная обработка относительно неэффективна и чувствительна к рефлексивности материалов, и в настоящее время преимущественно применяется в определенных случаях, таких как микротекстура поверхностей штампов, микрофориальная обработка.
Обнаружение тонких структур является последним этапом для обеспечения качества. Традиционные контактные измерения не могут использоваться для тонких структур, поскольку сами измерения голов могут быть больше, чем размеры характеристик. Поэтому необходимо использовать неконтактные методы измерения. Высокоточные оптические микроскопы, лазерные кофокальные микроскопы, интерферометры белого света, сканирующие электронные микроскопы (SEM) являются основными инструментами для обнаружения тонких структур. Они могут предоставлять информацию о трехмерных формах и размерах на микроскопическом и даже наноскопическом уровне, помогая инженерам проверять результаты обработки.
Контроль окружающей среды при микрообработке крайне важен. Микрообработка чрезвычайно чувствительна к температуре, влажности, вибрации и чистоте. Производственные цехи обычно требуют постоянной температуры (±0,5 °C), постоянной влажности (±5%), антивибрации (через основополагающую изоляцию) и стопроцентной чистоты. Любые незначительные колебания окружающей среды могут повлиять на точность обработки.
Овладение технологиями микрообработки означает, что производители штампов могут заниматься областями с высокой добавленной стоимостью, такими как оптоволоконные соединители, микроэлектронная упаковка, микроконтрольные микросхемы, точные медицинские устройства. Это передовая технология, объединяющая точную механику, оптику, электронику и науку о материалах, и является пропуском для продвижения производства штампов в микромир.
предыдущая страница: Золотофазная структура и регулирование производительности формовой стали
Следующая страница: Технологии онлайн-измерения при обработке форм: обратная связь в реальном времени и производство в замкнутом цикле
1013 улица Миньань, район Сянъань Город Сямынь, провинция Фуцзянь, Китай
