Sejak China mendaftarkan "manufaktur peralatan" sebagai strategi pembangunan nasionalnya, industri manufaktur peralatan China telah mencapai perkembangan pesat.Kapasitas produksi banyak peralatan skala besar telah melonjak ke tingkat mahir dunia, dan bahkan menjadi tingkat teratas dunia.Industri secara keseluruhan masih terbelakang, dan keterbelakangannya terletak pada keterbelakangan manufaktur presisi.
Teknologi pemesinan ultra-presisi adalah teknologi pendukung penting untuk peperangan teknologi tinggi modern, dasar untuk pengembangan industri teknologi tinggi modern dan ilmu pengetahuan dan teknologi, dan arah pengembangan ilmu manufaktur modern.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern didasarkan pada eksperimen, dan hampir semua instrumen dan peralatan eksperimen yang diperlukan tidak memerlukan dukungan teknologi pemesinan ultra-presisi.Dari manufaktur makro hingga manufaktur mikro, salah satu tren pengembangan masa depan industri manufaktur, pemesinan ultra-presisi saat ini telah memasuki skala nano, dan manufaktur nano adalah topik terdepan dalam pemesinan ultra-presisi.Negara-negara maju di seluruh dunia sangat mementingkannya.
Tahap pengembangan pemesinan ultra-presisi
Pemesinan ultra-presisi saat ini didasarkan pada premis untuk tidak mengubah sifat fisik material benda kerja untuk mendapatkan akurasi bentuk akhir, akurasi dimensi, kekasaran permukaan, integritas permukaan (tidak ada atau sangat sedikit kerusakan permukaan, termasuk retakan mikro dan cacat lainnya, sisa stres, perubahan organisasi) sebagai tujuan.
Isi penelitian pemesinan ultra-presisi, yaitu berbagai faktor yang mempengaruhi akurasi pemesinan ultra-presisi meliputi: mekanisme pemesinan ultra-presisi, bahan olahan, peralatan pemesinan ultra-presisi, alat pemesinan ultra-presisi, pemesinan ultra-presisi perlengkapan, deteksi pemesinan ultra-presisi dan kompensasi kesalahan, lingkungan pemesinan ultra-presisi (termasuk suhu konstan, isolasi getaran, kontrol bersih, dll.) dan teknologi pemesinan ultra-presisi.Untuk waktu yang lama, para sarjana di dalam dan luar negeri telah melakukan penelitian sistematis tentang konten ini.Pengembangan pemesinan ultra-presisi telah melalui tiga tahap berikut.
1) Dari tahun 1950-an hingga 1980-an, Amerika Serikat memimpin dalam pengembangan teknologi pemesinan ultra-presisi yang diwakili oleh pemotongan berlian satu titik, yang digunakan untuk pemrosesan cermin fusi laser skala besar, bagian bulat dan asferis di ruang angkasa , pertahanan nasional, astronomi dan bidang lainnya..
2) Dari tahun 1980-an hingga 1990-an, memasuki tahap awal aplikasi di industri swasta.Moore, Pretek di Amerika Serikat, Toshiba dan Hitachi di Jepang, dan Cranfield di Eropa, dengan dukungan pemerintah, mengkomersialkan peralatan pemesinan ultra-presisi dan mulai menggunakannya dalam pembuatan lensa optik presisi sipil.Peralatan pemesinan ultra-presisi tunggal masih langka dan mahal, dan terutama disesuaikan dalam bentuk mesin khusus.Selama periode ini, teknologi penggilingan berlian ultra-presisi dan mesin penggiling yang dapat memproses logam keras dan bahan keras dan rapuh juga muncul, tetapi efisiensi pemrosesannya tidak dapat dibandingkan dengan mesin bubut berlian.
3) Setelah tahun 1990-an, teknologi pemesinan ultra-presisi sipil secara bertahap matang.Didorong oleh industri seperti mobil, energi, peralatan medis, informasi, optoelektronik dan komunikasi, teknologi pemesinan ultra-presisi banyak digunakan dalam pemrosesan lensa optik asferis, cetakan ultra-presisi, kepala disk drive, substrat disk, substrat semikonduktor, dan lainnya. bagian.Sebagai teknologi terkait peralatan pemesinan ultra-presisi, seperti komponen spindel presisi, pemandu rolling, pemandu tekanan statis, drive umpan mikro, sistem kontrol numerik presisi, dan sistem inspeksi presisi laser, peralatan pemesinan ultra-presisi yang matang secara bertahap telah menjadi produksi umum dalam industri.peralatan.Selain itu, presisi peralatan secara bertahap mendekati tingkat nanometer, rentang ukuran benda kerja yang dapat diproses menjadi lebih besar, dan aplikasinya semakin luas.Dengan perkembangan teknologi kontrol numerik, penggilingan lima sumbu ultra-presisi dan teknologi pemotongan terbang juga telah muncul.Bagian kompleks seperti permukaan asferis non-aksisimetris sudah dapat diproses.
Pengembangan mesin ultra-presisi asing
Amerika Serikat, Inggris, dan Jepang adalah negara-negara terkemuka secara internasional dalam teknologi pemesinan ultra-presisi.Teknologi pemesinan ultra-presisi di negara-negara ini tidak hanya memiliki tingkat keseluruhan yang tinggi dari set lengkap, tetapi juga memiliki tingkat komersialisasi yang sangat tinggi.
Amerika Serikat tidak mengembangkan teknologi pemotongan ultra-presisi alat berlian pada 1950-an, yang disebut "teknologi SPDT" (Single Point Dia-mond Turning) atau "teknologi mikro-inci" (1 mikro-inci = 0,025 m), dan mengembangkan bantalan udara yang sesuai Alat mesin ultra-presisi dari poros utama digunakan untuk memproses bagian bulat dan asferis besar untuk cermin fusi laser, rudal taktis, dan pesawat ruang angkasa berawak.
Dalam hal peralatan mesin ultra-presisi skala besar, Laboratorium Nasional LLL di Amerika Serikat berhasil mengembangkan dua mesin bubut berlian ultra-presisi skala besar pada tahun 1986: satu adalah mesin bubut berlian DTM-3 horizontal dengan diameter pemesinan 2,1m , dan yang lainnya adalah diameter pemesinan 1,65m.Mesin Bubut Berlian Optik Besar Vertikal LODTM.Di antaranya, bubut berlian optik besar vertikal LODTM diakui sebagai alat mesin ultra-presisi dengan presisi tertinggi di dunia.Amerika Serikat kemudian mengembangkan mesin penggiling presisi CNC 6-sumbu skala besar untuk penggilingan presisi cermin optik besar.
Institut Teknik Presisi Cranfield (CUPE), yang dimiliki oleh Institut Teknologi Cranfield di Inggris, adalah perwakilan unik dari tingkat teknologi pemesinan ultra-presisi Inggris.Misalnya, Nanocentre (Nano Machining Center) yang diproduksi oleh CUPE dapat melakukan pembubutan ultra-presisi, dengan kepala gerinda, dan gerinda ultra-presisi.Akurasi bentuk benda kerja yang diproses dapat mencapai 0,1 m, dan kekasaran permukaan Ra<10 nm.
Cranfield Precision Machining Center berhasil mengembangkan mesin gerinda CNC tiga koordinat OAGM-2500 multi-fungsi pada tahun 1991 (area meja 2500mm × 2500mm), yang dapat memproses (menggiling, memutar) dan mengukur permukaan bentuk bebas yang presisi.Alat mesin mengadopsi metode penyambungan benda kerja, dan juga dapat memproses cermin besar dengan diameter 7,5 m di teleskop astronomi.
Dibandingkan dengan Amerika Serikat dan Inggris, penelitian Jepang tentang teknologi pemesinan ultra-presisi dimulai relatif terlambat, tetapi Jepang adalah negara dengan pertumbuhan tercepat di dunia dalam teknologi pemesinan ultra-presisi.
Pengembangan mesin ultra-presisi di Cina.
Untuk jangka waktu yang lama di masa lalu, karena pembatasan embargo negara-negara Barat, impor negara saya atas peralatan mesin ultra-presisi asing sangat dibatasi.Namun, ketika alat mesin ultra-presisi CNC negara saya sendiri berhasil dikembangkan pada tahun 1998, negara-negara Barat segera mencabut larangan di negara kami, dan negara saya sekarang telah mengimpor sejumlah peralatan mesin ultra-presisi.
Institut Penelitian Alat Mesin Beijing negara saya, Institut Penelitian Mesin Presisi Penerbangan (Penerbangan 303), Institut Teknologi Harbin, Universitas Teknologi Pertahanan Nasional dan unit lainnya sekarang dapat memproduksi beberapa jenis peralatan mesin berlian CNC ultra-presisi.
Beijing Machine Tool Research Institute adalah salah satu unit utama yang melakukan penelitian tentang teknologi pemesinan ultra-presisi di China.Ini telah mengembangkan berbagai jenis peralatan mesin ultra-presisi yang berbeda, komponen dan instrumen pengujian presisi tinggi terkait, seperti bantalan presisi dengan akurasi 0,025μm, mesin bubut ultra-presisi JCS -027, penggilingan ultra-presisi JCS-031 mesin, mesin bubut ultra-presisi JCS-035, sistem CNC bubut ultra-presisi, alat mesin pengolah drum fotosensitif untuk mesin fotokopi, cermin laser daya tinggi inframerah, mikrometer perpindahan getaran ultra-presisi, dll. Telah mencapai terkemuka domestik dan internasional tingkat Lanjut.
Bubut CNC nano NAM-800 adalah generasi terbaru dari alat mesin permesinan skala nano dari Beijing Machine Tool Research Institute.Ini adalah kesatuan sempurna dari teknologi kontrol numerik saat ini, teknologi servo, dan teknologi manufaktur mekanis.Alat mesin ini menyediakan metode pemrosesan yang baik untuk perkembangan ilmiah dan teknologi paling maju di negara saya.
Kementerian Perindustrian Dirgantara 303 telah melakukan penelitian mendalam dan produksi produk dalam spindel ultra-presisi, mesin pengukur koordinat granit, dll.
Institut Teknologi Harbin telah melakukan penelitian yang bermanfaat tentang pemotongan ultra-presisi berlian, orientasi kristal dan penajaman alat berlian, dan teknologi pembalut on-line elektrolitik roda gerinda serbuk mikro berlian.
Universitas Tsinghua telah melakukan penelitian mendalam tentang peralatan mesin ultra-presisi sirkuit terpadu, peralatan pemrosesan dan pengujian disk, meja perpindahan mikro, penggilingan dan pemolesan sabuk abrasif ultra-presisi, penggilingan ultra-presisi dari roda gerinda bubuk berlian, dan ultra- pemotongan presisi bagian non-melingkar.Penelitian, dan produk yang sesuai keluar.
Selain itu, Institut Optik, Mekanika dan Fisika Halus Changchun, Akademi Ilmu Pengetahuan China, Universitas Sains dan Teknologi Huazhong, Pabrik Alat Mesin Shenyang No. 1, Institut Penelitian Alat Chengdu, Universitas Teknologi Pertahanan Nasional, dll. semuanya telah melakukan penelitian di bidang ini, dan mencapai hasil yang luar biasa.
Namun secara umum, masih ada kesenjangan yang cukup besar antara China dan negara-negara asing dalam hal efisiensi, akurasi, keandalan, terutama spesifikasi (ukuran besar) dan dukungan teknis peralatan mesin pemesinan ultra-presisi, dibandingkan dengan kebutuhan produksi aktual..Selain itu, pemesinan presisi permukaan melengkung yang kompleks selalu menjadi penghalang bagi pengembangan industri manufaktur negara saya, dan pengembangan industri manufaktur terkait dengan pengembangan ekonomi nasional jangka panjang, dan banyak penelitian dilakukan. masih dibutuhkan.
Tren perkembangan permesinan presisi.
1. Presisi tinggi dan efisiensi tinggi.
Presisi tinggi dan efisiensi tinggi adalah tema abadi pemesinan ultra-presisi.Secara umum, pemrosesan abrasif tetap terus mengejar akurasi pemesinan butiran abrasif bebas, sementara pemrosesan butiran abrasif bebas terus mengejar efisiensi pemrosesan abrasif tetap.Meskipun teknologi pemrosesan ultra-presisi saat ini seperti CMP dan EEM dapat memperoleh kualitas permukaan dan integritas permukaan yang sangat tinggi, mereka dijamin dengan mengorbankan efisiensi pemrosesan.Meskipun teknologi pemotongan dan penggilingan ultra-presisi memiliki efisiensi pemrosesan yang tinggi, teknologi ini tidak dapat memperoleh akurasi pemrosesan seperti CMP dan EEM.Ini adalah tujuan para peneliti di bidang pemesinan ultra-presisi untuk mengeksplorasi metode pemesinan yang dapat memperhitungkan efisiensi dan presisi.Munculnya metode pemrosesan abrasif semi-tetap mencerminkan tren ini.Di sisi lain, ini adalah kelahiran metode pemrosesan komposit seperti penggilingan magnetik elektrolitik dan pemrosesan aliran abrasif magnetorheologis.
2. Integrasi proses.
Persaingan antar perusahaan dewasa ini cenderung ketat, dan efisiensi produksi yang tinggi semakin menjadi syarat bagi perusahaan untuk bertahan.Dalam konteks ini, ada panggilan untuk "menggiling bukannya menggiling" atau bahkan "menggiling bukannya melempar".Di sisi lain, ada kecenderungan yang berkembang ke arah penggunaan satu mesin untuk beberapa operasi (misalnya pembubutan, pengeboran, penggilingan, penggilingan, penyelesaian).
3. Skala besar dan miniatur.
Untuk memproses perangkat optoelektronik skala besar (seperti cermin pada teleskop astronomi skala besar) yang diperlukan dalam penerbangan, kedirgantaraan, kedirgantaraan, dan bidang lainnya, perlu untuk membangun peralatan pemrosesan ultra-presisi skala besar.Untuk memproses perangkat mikro (seperti sensor mikro, komponen penggerak mikro, dll.) yang diperlukan di bidang permesinan mikroelektronika dan informasi optoelektronik, peralatan permesinan mikro-ultra-presisi diperlukan (tetapi ini tidak berarti bahwa peralatan permesinan mikro-miniatur diperlukan untuk memproses benda kerja mikro-miniatur).
Teknologi pemesinan ultra-presisi mengantarkan era yang makmur.Kemajuan besar telah dicapai dalam pemotongan ultra-presisi, penggilingan ultra-presisi, teknologi penggilingan dan pemolesan ultra-presisi.Setelah diproses, akurasi permukaan benda kerja dapat mencapai tingkat nanometer atau sub-nanometer, dan metode pemrosesan menjadi semakin beragam.Dalam produksi dan pembuatan sensor flowmeter, untuk mencapai pengukuran presisi tinggi produk, teknologi pemesinan presisi memastikan akurasi pemesinan produk.
Kontak Person: Mr. Frank Li
Tel: 86-15989457573