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國際新聞

超精密切削加工及超精度納米機床

2016-01-22 點擊數:4652
  上世紀80年代,美國LLNL(Lawrence Livermore National Laboratory)公司研制出大型超精密車床用于軍工產品的生產,在此基礎之上,經過若干年的發展,出現了超精密切削加工技術。
  而日本早在80年代末,就把超精密切削加工技術和微加工技術作為國家重點發展項目。到了90年代中期,進入大規模研發,93年已研發出精度控制在1nm的多軸加工裝置。隨著光學與IT技術的結合及光電技術的發展,對光學元件加工要求越來越高,更進一步推動了精密切削加工技術的發展。近年來,日本推出了更高精度的納米加工機床及專用加工機床、加工中心等,如日本Sodick公司的高精度Ultra NANO 100,定位精度達到0.5nm,形狀精度為2-3nm。如日本不二越公司制造的NANO ASPHER,則是專用于加工高精度透鏡模具,透鏡用于最新銳的DVD及手機等。
  日本不二越公司制造的NANO ASPHER 手機、DVD、數碼相機等各種數碼產品的性能不斷提高而價格急速下降,這完全得益于光電技術的發展和光學元件加工技術的提高。用于光信號控制的透鏡、反射鏡、光柵、棱鏡等這些元件都是塑料加工品或玻璃制品,批量生產這些元件的模具精度左右這些產品的質量。光學元件的特征是產品微小,表面形狀、結構等都要求微米及或納米級加工精度。光學元件是以波長為單位的(如面粗糙度為波長的1/20等)。隨著數碼機器越來越小,對元件和模具的加工精度要求會越來越高。生物醫療領域也是如此。
  現在納米技術已走入每個人的日常生活中,民用數碼機器的多數元件是用納米加工機床加工出來的,可以說微米—納米形狀零件已隨處可見。
  超精密切削加工,除了光學加工,也在其他多個行業得到應用,市場不斷擴大,相關的技術也在加速提升,而技術的提升,又增加了更多的需求。隨著市場的擴大,納米機床的價格會不斷下降,這又使得更多的行業使用納米加工機床。

納米機床案例
  納米機床主要用于光學部件及半導體加工,按用途可分為:半導體加工機床,如半導體晶片磨光機;光學元件加工機床,如加工菲尼爾(Fresnel)元件、導光板等;球面、非球面加工機床,如加工球面、非球面透鏡的成型模具;難切削材料加工機床,如加工水晶、陶瓷、磁盤、磁頭等。納米機床主要應用領域有民用光學元件,如光盤、CCD-CMOS成像透鏡,液晶導光板模具;通信用光學元件,如光傳導用高可靠性透鏡模具等;機械零件超精密加工,如半導體儲存元件微電路的加工等。
  日本FANUC公司經過20年的研發,開發出了高精度高速加工光學元件的5軸納米機床。加工精度直線軸為1nm,旋轉軸為0.00001°。能進行車、銑、磨、鉆加工以及開槽、加工光學模具等,主要用于加工光學元件,如光柵鏡、導光板、球面鏡、非球面以及光學元件的模具。
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