现代数控机床要求高:微结构加工与光学加工技术

   2024-08-23 工业品商城14
核心提示:北京机床研究所所长刘炳业首先强调,无论何时何地,加工精度始终被视为衡量现代数控机床技术发展水平的关键要素。然而,随着科技的不断进步,体现加工精度的效应早已不仅限于尺寸精度、形状精度和表面粗糙度等传统参数,而是逐步向微观结构的加工技术转移。关于加工技术的未来发展轨迹,我们可以清晰地观察到以下两个主要趋

     北京机床研究所所长刘炳业首先强调,无论何时何地,加工精度始终被视为衡量现代数控机床技术发展水平的关键要素。然而,随着科技的不断进步,体现加工精度的效应早已不仅限于尺寸精度、形状精度和表面粗糙度等传统参数,而是逐步向微观结构的加工技术转移。

     关于加工技术的未来发展轨迹,我们可以清晰地观察到以下两个主要趋势:其一,局部加工的形态尺度由精微向细小延伸;其二,整体加工形态则朝着大规模维度拓展。

     事实上,在科技创新的推动下,微结构零部件的应用范围日益广泛,涵盖了太阳能发电组件、智能手机导光板、液晶显示器增亮薄膜、高速公路显示屏、复眼透镜、衍射光栅、传感器元件、二元光学元件及微型透镜等诸多领域。

     刘炳业以日常生活中的现象为例,生动地解释道:“许多灵感往往源自于我们身边的事物。例如,当人们看到水珠在荷叶上自然形成特定形状时,便会联想到荷叶的微观构造,进而激发发明家们尝试研发类似的平台,并将此技术运用于实际生产之中,这无疑对加工技术提出了更高的要求。”

     因此,大量具有微结构的零部件加工已逐渐成为当前精密机床发展所面临的重大课题,同时微结构的出现也引领着机床加工步入全新的领域。

     微结构的出现给机床加工带来了前所未有的挑战,由于微结构尺寸的变化幅度从几百微米至几微米不等,且带有微结构的整体零件尺寸跨度从毫米级别至数米之巨。然而,微结构的加工表面质量却始终保持在纳米级别。这也就意味着,机床的运动精度、运动的平稳性以及阻尼特性均需达到全新的标准,此外,原有的加工工艺、机床刀具及附属装置亦需作出相应调整。

    值得一提的是,新兴的光学加工技术,如快刀伺服(FTS)、刨削加工、凿削加工以及确定性磨削等,也在微加工技术的发展历程中崭露头角。目前,专用于加工大型圆柱面、圆端面、平面的微结构机床已然成为市场竞争的焦点产品,而纳米压印复制工艺技术也随之蓬勃发展并得到广泛应用。

     据刘炳业介绍,在微结构制造设备领域,日本、德国以及美国等国家的发展势头迅猛,涌现出众多新颖的机床产品。其中,代表性企业包括:东芝机械、发那科、不二越以及库格勒等。

    最后,他特别提及,近年来微孔精密切削加工取得了显著进展,德国科恩公司的金字塔超精密机床,能够使用同一把刀具在半导体陶瓷材料上加工出成千上万个直径不超过0.1mm的微孔。


 
 
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