近年來，我國消費電子、安防、汽車等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，帶動了光學(xué)鏡片行業(yè)的強勢崛起，并涌現(xiàn)出一批技術(shù)工藝先進、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、在國際市場中具有較強競爭力的優(yōu)秀企業(yè)。2021年，我國光學(xué)鏡片產(chǎn)業(yè)規(guī)模約1600億元，并有望因自動駕駛、激光雷達等領(lǐng)域的市場崛起而迎來新的機遇。
與此同時，下游高端市場的興起也對光學(xué)模具加工的精度、光潔度等指標(biāo)提出了更高的要求，精密加工企業(yè)面臨新一輪挑戰(zhàn)。
穆爾納米(Moore Nanotech)超精密加工機床
面對日益提升的高品質(zhì)需求，精密加工行業(yè)也在不斷錘煉、提升設(shè)備性能及綜合解決方案，中國/亞洲市場引入了穆爾納米 (Moore Nanotech) 最新推出的超精密加工機床——250UPL-MP。
據(jù)了解，250UPL-MP超精密加工機床是Moore Nanotech公司專為嚴苛公差的光學(xué)模具領(lǐng)域而開發(fā)設(shè)計的，其先進的設(shè)計體現(xiàn)在：
1.主軸增強——工作主軸經(jīng)過增強設(shè)計，采用高剛性多孔石墨涂層空氣靜壓主軸，最高轉(zhuǎn)速5000 RPM，并通過優(yōu)化參數(shù)減少主軸跳動對模具的影響，主軸軸向跳動≤4nm。值得一提的是，該設(shè)備還預(yù)埋了排液槽，適合大流量沖液加工。
2.床身增強——床身整體用花崗巖鑄造，比以往支架式的床身剛性更加提升，且由于花崗巖的熱膨脹系數(shù)由于鋼材，使得這款設(shè)備在溫度波動較大的環(huán)境有著更好的熱穩(wěn)定性;
3.高效計算——DELTA TAU POWER PMAC配備1.2GHZ四核ARM，支持同時計算高密度數(shù)據(jù)刀具路徑和運行監(jiān)控，在整個加工過程中實現(xiàn)PMAC數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行狀況的傳輸。
4.高效制造——機床尺寸增大，以適應(yīng)配置油靜壓B軸和磨削配置。X和Z軸增加至250mm行程，擴大空間后配置多刀位車削、磨削、快刀伺服等，能夠?qū)崿F(xiàn)兩軸或復(fù)雜自由曲面加工，如AR/VR等。
5.降低誤差——通過優(yōu)化機床參數(shù)，改善環(huán)境因素對機床的影響。與標(biāo)準(zhǔn)250UPL V2相比，250UPL MP顯著降低了跟隨誤差(最高可減少40%)。
6.降低刀紋——通過改進機械設(shè)計以及電子控制技術(shù)，使機床更加穩(wěn)定，顯著改善了表面粗糙度及整體加工面的車刀紋。
憑借上述六大先進設(shè)計，250UPL-MP超精密加工機床在高精度光學(xué)模具加工上有著更優(yōu)異的表現(xiàn)。
激光輔助系統(tǒng) 提升超精密加工的競爭力
為進一步提升部分加工領(lǐng)域的加工精度，在超精密加工機床的基礎(chǔ)上，引入了Micro-LAM的核心產(chǎn)品——單點金剛石激光輔助系統(tǒng)——OPTIMUS T2。
微激光輔助加工技術(shù)是將激光與金剛石刀具結(jié)合起來，對半導(dǎo)體材料硅等進行加熱軟化和切削加工。據(jù)介紹，采用微激光輔助加工技術(shù)可使超精密車床的加工能力得到大大提高并能減少材料的浪費和刀具購買的支出，其原理是：采用激光射線來加熱刀尖接觸工件表面的區(qū)域，以達到軟化材料、增大韌性、降低脆性的效果，使其變得不易碎裂而便于加工。這樣可以很大程度地降低金剛石刀具的切削阻力，延長刀具的壽命。
而Micro-LAM所研發(fā)的單點金剛石激光輔助系統(tǒng)，比起常規(guī)的激光輔助加工系統(tǒng)更為有效。常規(guī)的激光輔助加工是在刀具外部用激光照射工件表面，而Micro-LAM的創(chuàng)新專利，則是讓激光束穿過透明的金鋼石，準(zhǔn)確落點于刀刃和工件的切削點上。由于精確聚焦減少了刀具切割區(qū)域的壓力和受熱面積，采用新專利的OPTIMUS T2能夠大幅提升切面的精度和光潔度，保留材料本身的機械和光學(xué)特性。
憑借獨有的創(chuàng)新專利技術(shù)，OPTIMUS T2能夠輔助超精密加工機床，使所加工的光學(xué)鏡片獲得更好的表面光潔度和最小(或幾乎沒有)表面亞表面的損傷、延長刀具壽命、在不影響工件的表面質(zhì)量的同時有效提高生產(chǎn)率。
具體效果如下：
a. 硅
對于硅 ，相較于傳統(tǒng)車削加工，激光輔助車削加工延長刀具壽命4倍，減輕了亞表面的損傷，改善了表面光潔度;每把刀具能加工更多符合要求的零件，加工速度加工快5倍，增強了力學(xué)和光學(xué)的完善結(jié)合，減少了加工大零件所需要的拋光，能夠加工直徑大于300毫米的工件。
b. 硫化鋅
對于硫化鋅，相較于傳統(tǒng)車削加工，激光輔助車削加工零件速度快了4倍，延長刀具壽命;增強了力學(xué)和光學(xué)的完善結(jié)合，改善了表面光潔度4倍多，減少了霧氣和麻點，每把刀具能加工更多符合要求的零件。
c. 氟化鈣
對于氟化鈣 ，相較于傳統(tǒng)車削加工，激光輔助車削加工零件加工快了3倍，延長刀具壽命，每把刀能加工更多符合要求的零件，改善了表面光潔度，減少拋光甚至不拋光，增強了力學(xué)和光學(xué)的完善結(jié)合。
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