Что такое машина для микропроизводства?

Что такое машина для микрообработки?

Машина для микрообработки — это обрабатывающая машина, которая выполняет микрообработку на микронном уровне. Они не ограничиваются обработкой металлов, но также обрабатывают смолы, полимеры и неорганические материалы.

В последние годы появились режущие машины, которые можно программировать и контролировать на уровне 10 нм, и масштаб микрообработки ежедневно увеличивается.

Машины для микрообработки в широком смысле этого термина также включают электроэрозионные станки, электроэрозионные вырезные станки, координатно-расточные станки и лазерные режущие машины. При работе с этими машинами для микрообработки также очень важны контроль температуры, такой как температура в помещении, и навыки оператора.

Применение машин для микрообработки

В последние годы технология микропроизводства стала необходимой во всех отраслях промышленности и используется в широком спектре приложений.

В полупроводниковой и электронной промышленности она необходима для обработки пресс-форм и различных деталей, поскольку устройства становятся все тоньше и тоньше, а в производстве медицинского оборудования она необходима для деталей с микропотоками, таких как биочипы и детали с тонкими электродными структурами.

Можно реализовать микроструктуры, которые невозможно обработать обычными концевыми фрезами, например, теплоотводящие ребра с чрезвычайно малым шагом, отверстия с шагом порядка микрона и проекционные массивы с шагом порядка субмикрона.

Принцип работы микрообрабатывающих станков

Микрообрабатывающие станки в широком смысле охватывают несколько типов станков, но есть три репрезентативных типа станков. Существуют микрообрабатывающие станки, электроэрозионные станки и электроэрозионные станки, каждый из которых имеет разные принципы.

1. Станок с ЧПУ для микрообработки

Хотя базовая структура и принципы во многом такие же, как у обычных обрабатывающих центров с ЧПУ, ко всем аспектам станка применяется высокоточное управление, включая метод привода для каждой оси, контроль температуры охлаждающей жидкости и контроль скорости вращения.

Для привода каждой оси используются линейные двигатели, а некоторые продукты имеют запрограммированное разрешение 0,1 нм. Гидростатическое направление используется для направляющих, которые управляют возвратно-поступательным движением, что обеспечивает бесконечно низкое сопротивление трения и высокую точность движения.

Охлаждающая жидкость, которая управляет теплом, выделяемым во время обработки, имеет регулируемую температуру на уровне 1/100°C, а для блокировки различных вибраций, передающихся извне, принимаются меры по предотвращению вибрации от конструкции фундамента здания или здание устанавливается на системе виброизоляции. Кроме того, охлаждающая жидкость устанавливается в помещении с постоянной температурой для предотвращения теплового расширения оборудования.

2. Центр электроэрозионной обработки

Для микрообработки проводящих материалов используется электроэрозионный станок с анодом, подключенным к стороне материала, и катодом, подключенным к подвижному электроду. Эта технология обработки постоянным током используется для материалов и форм, которые восприимчивы к механической деформации от резки и полировки, и обеспечивает более высокую точность и шероховатость поверхности за счет повторной обработки.

3. Электроэрозионный станок для резки проволоки

Основной принцип тот же, что и у EDM, но катод подключен к очень тонкой проволоке диаметром около 0,05–0,3 мм, а между проволокой и материалом подается постоянный ток для резки материала. Обработка выполняется в воде с контролируемой проводимостью, а проволока постоянно подается во время обработки. Поскольку резка выполняется бесконтактным способом, шаг за шагом, не возникает никаких напряжений при обработке. Можно резать проволоку толщиной от 20 до 30 микрон.

Другая информация о машинах для микрообработки

Машины, используемые в сочетании с машинами для микрообработки

Машины, используемые в сочетании с машинами для микрообработки, требуют высокой степени точности и стабильности. Для поддержки микрообработки сама машина должна быть высокоточной, а условия обработки должны быть установлены соответствующим образом. Необходимо понимать характеристики каждой машины и выбирать оптимальную машину.

Здесь мы представляем три типа типичных машин, используемых в сочетании с микрообрабатывающими машинами: машины для лазерной резки, электронно-лучевые машины и ионно-лучевые машины.

1. Лазерная обрабатывающая машина
   Лазерные обрабатывающие машины режут и обрабатывают материалы путем облучения высокоэнергетическими лазерными лучами. Они подходят для микрообработки и могут использоваться для различных материалов, как металлических, так и неметаллических. Они также обладают высокой точностью и могут выполнять мельчайшую обработку.
2. Электронно-лучевая машина
   Электронно-лучевые машины режут и обрабатывают материалы путем облучения нагретыми электронными лучами с высокой скоростью. Они подходят для микроскопической обработки и используются в областях, требующих высокой точности обработки.
3. Ионно-лучевые машины
   Ионно-лучевые машины могут выполнять микрообработку и модификацию поверхности материалов путем облучения ионными лучами. Это особенно эффективно для твердых материалов, таких как керамика и стекло.