Vidio sam takvo izvješće davno: znanstvenici iz Njemačke, Japana i drugih zemalja proveli su 5 godina i potrošili gotovo 10 milijuna juana kako bi stvorili loptu napravljenu od materijala silicij-28 visoke čistoće. Ova lopta od čistog silikona od 1 kg zahtijeva ultrapreciznu obradu, brušenje i poliranje, precizno mjerenje (sferičnost, hrapavost i kvaliteta), može se reći da je najokrugla lopta na svijetu.
Predstavimo proces ultrapreciznog poliranja.
01 Razlika između brušenja i poliranja
Brušenje: Koristeći abrazivne čestice obložene ili pritisnute na alat za brušenje, površina se dovršava relativnim kretanjem alata za brušenje i obratka pod određenim pritiskom. Brušenjem se mogu obrađivati različiti metalni i nemetalni materijali. Obrađeni oblici površina uključuju ravne, unutarnje i vanjske cilindrične i konusne površine, konveksne i konkavne sferne površine, navoje, zubne površine i druge profile. Točnost obrade može doseći IT5~IT1, a hrapavost površine Ra0,63~0,01μm.
Poliranje: Metoda obrade koja smanjuje hrapavost površine obratka mehaničkim, kemijskim ili elektrokemijskim djelovanjem kako bi se dobila svijetla i glatka površina.
Glavna razlika između to dvoje je u tome što je završna obrada površine koja se postiže poliranjem viša nego kod brušenja, a mogu se koristiti kemijske ili elektrokemijske metode, dok se brušenje u osnovi koristi samo mehaničkim metodama, a veličina zrna abraziva je grublja od one koja se koristi za poliranje. Odnosno, veličina čestica je velika.
02 Ultraprecizna tehnologija poliranja
Ultraprecizno poliranje je duša moderne elektronske industrije
Misija ultra-precizne tehnologije poliranja u modernoj elektroničkoj industriji nije samo spljoštiti različite materijale, već i spljoštiti višeslojne materijale, tako da silikonske pločice od nekoliko kvadratnih milimetara mogu oblikovati desetke tisuća do VLSI sastavljene od milijuna tranzistori. Na primjer, računalo koje su izumili ljudi danas se promijenilo s desetaka tona na stotine grama, što se ne može ostvariti bez ultrapreciznog poliranja.
Uzimajući za primjer proizvodnju vafla, poliranje je posljednji korak u cijelom procesu, a svrha je poboljšati sitne nedostatke ostavljene prethodnim procesom obrade vafla kako bi se dobila najbolja paralelnost. Današnja razina optoelektroničke informacijske industrije zahtijeva sve preciznije zahtjeve za paralelizmom za materijale optoelektroničke podloge kao što su safir i monokristalni silicij, koji su dosegli nanometarsku razinu. To znači da je i proces poliranja ušao u ultra-preciznu razinu nanometara.
Koliko je proces ultrapreciznog poliranja važan u modernoj proizvodnji, njegova područja primjene mogu izravno objasniti problem, uključujući proizvodnju integriranih sklopova, medicinske opreme, autodijelova, digitalnih dodataka, preciznih kalupa i zrakoplovstva.
Vrhunsku tehnologiju poliranja ovladalo je samo nekoliko zemalja poput Sjedinjenih Država i Japana
Glavni uređaj stroja za poliranje je "brusni disk". Ultra-precizno poliranje ima gotovo stroge zahtjeve za sastav materijala i tehničke zahtjeve brusne ploče u stroju za poliranje. Ova vrsta čeličnog diska sintetiziranog od posebnih materijala ne samo da mora zadovoljiti nano-razinu preciznosti automatskog rada, već mora imati i točan koeficijent toplinske ekspanzije.
Kada stroj za poliranje radi velikom brzinom, ako toplinska ekspanzija uzrokuje toplinsku deformaciju brusnog diska, ne može se jamčiti ravnost i paralelnost podloge. A ova vrsta pogreške toplinske deformacije koja se ne smije dopustiti nije nekoliko milimetara ili nekoliko mikrona, već nekoliko nanometara.
Trenutačno, vrhunski međunarodni procesi poliranja poput Sjedinjenih Država i Japana već mogu zadovoljiti zahtjeve za preciznim poliranjem sirovina za podlogu od 60 inča (koje su super veličine). Na temelju toga, ovladali su temeljnom tehnologijom ultra-preciznih procesa poliranja i čvrsto preuzeli inicijativu na globalnom tržištu. . Zapravo, ovladavanje ovom tehnologijom također u velikoj mjeri kontrolira razvoj industrije proizvodnje elektronike.
Suočena s tako strogom tehničkom blokadom, na području ultra-preciznog poliranja, moja zemlja trenutačno može provoditi samo samoistraživanje.
Koja je razina kineske tehnologije ultra-preciznog poliranja?
Zapravo, u području ultra-preciznog poliranja Kina nije bez postignuća.
Godine 2011. "Standardni materijal veličine čestica mikrosfere cerijevog oksida i tehnologija njegove pripreme" koji je razvio tim dr. Wang Qija iz Nacionalnog centra za nanorazinske znanosti Kineske akademije znanosti osvojio je prvu nagradu Kineske naftne i kemijske industrije Federacijska nagrada za tehnološki izum i srodni standardni materijali veličine čestica u nanosmjeru Dobivena nacionalna licenca za mjerne instrumente i nacionalni certifikat prve klase standardne tvari. Učinak testiranja proizvodnje ultra-preciznog poliranja novog materijala cerijevog oksida nadmašio je strane tradicionalne materijale u jednom naletu, popunjavajući prazninu u ovom polju.
Ali dr. Wang Qi je rekao: “To ne znači da smo se popeli na vrh ovog polja. Za cjelokupni proces postoji samo tekućina za poliranje, ali ne i ultra-precizni stroj za poliranje. Uglavnom, prodajemo samo materijale.”
Godine 2019. istraživački tim profesora Yuan Julonga s Tehnološkog sveučilišta u Zhejiangu stvorio je polufiksnu tehnologiju kemijske mehaničke obrade abraziva. Razvijene serije strojeva za poliranje masovno je proizvodio Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd., a Apple ih je identificirao kao iPhone4 i iPad3 staklo. Jedina svjetska precizna oprema za poliranje za poliranje ploče i stražnje ploče od aluminijskih legura, više od 1700 strojeva za poliranje koristi se za masovnu proizvodnju Appleovih staklenih ploča za iPhone i iPad.
U tome je čar mehaničke obrade. Kako biste ostvarili tržišni udio i profit, morate dati sve od sebe kako biste uhvatili korak s drugima, a tehnološki lider će se uvijek poboljšavati i poboljšavati, biti profinjeniji, stalno se natjecati i sustizati te promicati veliki razvoj ljudska tehnologija.
Vrijeme objave: 8. ožujka 2023
