Kỹ thuật mài thủ công tinh xảo và đo lường bằng laser: Đạt được độ phẳng nanomet trong sản xuất hàng loạt

Máy mài điều khiển số bằng máy tính (CNC) hiện đại là những kỳ tích của tự động hóa công nghiệp. Thiết bị mài quy mô lớn, chẳng hạn như máy mài bề mặt hạng nặng 6000 mm, có thể gia công nhanh chóng các bề mặt kim loại và phi kim loại với dung sai chặt chẽ. Tuy nhiên, khi yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi độ phẳng ở mức nanomet trên phạm vi rộng, gia công cơ khí sẽ đạt đến giới hạn vật lý của nó.

Việc hoàn thiện tối đa các chi tiết bằng đá granit chính xác, các tấm bề ​​mặt và các cạnh thẳng đòi hỏi sự kết hợp giữa phản hồi cảm quan của con người và phép đo giao thoa laser.

Những giới hạn của quá trình mài cơ học

Ngay cả những công nghệ tiên tiến nhất cũng vậy.Máy mài CNCChúng tiềm ẩn những sai sót cơ học. Độ lệch trục chính, độ võng kết cấu của khung máy và sự biến đổi nhiệt độ vi mô trong chất làm mát gây ra các dạng sóng tuần hoàn trên phôi được mài. Những dấu hiệu cơ học này ngăn cản máy móc tiêu chuẩn gia công vượt qua rào cản dưới micromet trên các chi tiết có kích thước lớn.

 

Để đạt được độ chính xác nanomet thực sự, linh kiện phải trải qua quá trình hiệu chỉnh thủ công chuyên biệt, được gọi là mài thủ công.

Quy trình mài thủ công: Phản hồi xúc giác ở cấp độ vi mô

Mài thủ công là một kỹ thuật cơ khí chuyên biệt, trong đó các kỹ thuật viên bậc thầy sử dụng các hợp chất mài mòn và các khối mài tùy chỉnh để loại bỏ vật liệu một cách có chọn lọc khỏi các điểm gồ ghề trên bề mặt.bề mặt đá granit.

• Độ chính xác cảm nhận xúc giác: Các kỹ thuật viên chuyên nghiệp sở hữu độ nhạy cảm xúc giác được phát triển qua nhiều thập kỷ kinh nghiệm thực hành. Họ có thể phát hiện những thay đổi trên bề mặt với kích thước chỉ vài micromet bằng cách cảm nhận lực cản và ma sát của khối mài.

• Hiệu chỉnh lặp đi lặp lại: Quy trình này hoàn toàn mang tính lặp đi lặp lại. Kỹ thuật viên mài phẳng bề mặt, để vật liệu ổn định nhiệt, đo độ cao bằng các dụng cụ đo lường điện tử và lặp lại quy trình cho đến khi đạt được độ phẳng mục tiêu.

• Độ phẳng nanomet: Thông qua phương pháp thủ công này, các điểm gồ ghề được giảm dần, cho phép các tấm đá granit khổ lớn đạt được độ phẳng bề mặt đến giới hạn nanomet—điều không thể đạt được chỉ bằng các bánh mài tự động.

Xác minh độ chính xác thông qua phương pháp đo lường tiên tiến và khả năng truy xuất nguồn gốc.

Kỹ năng thủ công sẽ không hiệu quả nếu thiếu sự kiểm chứng bằng phép đo tuyệt đối. Để xác nhận chất lượng bề mặt được mài thủ công, các cơ sở sản xuất sử dụng thiết bị đo lường tiên tiến được hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn quốc tế.

• Giao thoa kế laser: Các hệ thống như giao thoa kế laser Renishaw được sử dụng để lập bản đồ các sai số tuyến tính, góc và độ phẳng của đường dẫn hướng và dầm kết cấu trên khoảng cách dài (lên đến 20 m).

• Cân bằng điện tử vi sai: Máy cân bằng điện tử WYLER của Thụy Sĩ được sử dụng theo cặp vi sai để đo độ lệch góc nghiêng và xoay xuống đến 0,5μm.

• Kiểm tra vi cấu trúc bề mặt: Đồng hồ đo độ chính xác Mahr (độ phân giải 0,5μm), thước kẹp kỹ thuật số Mitutoyo và máy đo độ nhám bề mặt độ chính xác cao được sử dụng để xác minh rằng cấu trúc vi mô của đá granit phù hợp với các thông số kỹ thuật của phòng sạch.

Sự cần thiết của việc truy xuất nguồn gốc hiệu chuẩn quốc gia

Một phép đo chỉ được coi là hợp lệ nếu nó có thể được xác minh bởi một bên thứ ba độc lập. Tất cả các thiết bị đo lường cao cấp phải có chứng chỉ hiệu chuẩn hợp lệ do các tổ chức khu vực được công nhận cấp, chẳng hạn như Viện Đo lường Sơn Đông hoặc Viện Đo lường Tế Nam.

Điều quan trọng là, mọi tiêu chuẩn tham chiếu được sử dụng trong nhà máy đều phải có chuỗi truy xuất nguồn gốc liên tục đến Viện Đo lường Quốc gia (NIM). Điều này đảm bảo rằng khi kỹ sư thu mua từ Apple, Samsung hoặc Bosch xem xét báo cáo kiểm tra của một linh kiện đá granit ZHHIMG®, dữ liệu đó hợp lệ theo các thỏa thuận đo lường quốc tế.