Saya sudah lama melihat laporan seperti itu: ilmuwan dari Jerman, Jepang, dan negara lain menghabiskan waktu 5 tahun dan menghabiskan hampir 10 juta yuan untuk membuat bola yang terbuat dari bahan silikon-28 dengan kemurnian tinggi. Bola silikon murni seberat 1kg ini membutuhkan pemesinan, penggilingan dan pemolesan yang sangat presisi, pengukuran yang presisi (kebulatan, kekasaran dan kualitas), dapat dikatakan sebagai bola paling bulat di dunia.
Mari perkenalkan proses pemolesan ultra-presisi.
01 Perbedaan antara penggilingan dan pemolesan
Penggilingan: Menggunakan partikel abrasif yang dilapisi atau ditekan pada alat gerinda, permukaan diselesaikan dengan gerakan relatif antara alat gerinda dan benda kerja di bawah tekanan tertentu. Grinding dapat digunakan untuk mengolah berbagai bahan logam dan non logam. Bentuk permukaan yang diproses meliputi bidang datar, permukaan silinder dan kerucut dalam dan luar, permukaan bola cembung dan cekung, benang, permukaan gigi dan profil lainnya. Akurasi pemrosesan bisa mencapai IT5~IT1, dan kekasaran permukaan bisa mencapai Ra0,63~0,01μm.
Pemolesan: Metode pemrosesan yang mengurangi kekasaran permukaan benda kerja dengan tindakan mekanis, kimia, atau elektrokimia untuk mendapatkan permukaan yang cerah dan halus.
Perbedaan utama antara keduanya adalah bahwa permukaan akhir yang dicapai dengan pemolesan lebih tinggi daripada penggilingan, dan metode kimia atau elektrokimia dapat digunakan, sedangkan penggilingan pada dasarnya hanya menggunakan metode mekanis, dan ukuran butiran abrasif yang digunakan lebih kasar daripada yang digunakan. pemolesan. Artinya, ukuran partikelnya besar.
02 Teknologi pemolesan ultra-presisi
Pemolesan ultra-presisi adalah jiwa industri elektronik modern
Misi teknologi pemolesan ultra-presisi dalam industri elektronik modern tidak hanya untuk meratakan material yang berbeda, tetapi juga untuk meratakan material multi-lapis, sehingga wafer silikon berukuran beberapa milimeter persegi dapat membentuk puluhan ribu menjadi VLSI yang terdiri dari jutaan transistor. Misalnya, komputer yang ditemukan manusia telah berubah dari puluhan ton menjadi ratusan gram saat ini, yang tidak dapat diwujudkan tanpa pemolesan yang sangat presisi.
Mengambil contoh pembuatan wafer, pemolesan adalah langkah terakhir dari keseluruhan proses, tujuannya adalah untuk memperbaiki cacat kecil yang ditinggalkan oleh proses pemrosesan wafer sebelumnya untuk mendapatkan paralelisme terbaik. Tingkat industri informasi optoelektronik saat ini memerlukan persyaratan paralelisme yang lebih tepat untuk bahan substrat optoelektronik seperti safir dan silikon kristal tunggal, yang telah mencapai tingkat nanometer. Artinya, proses pemolesan juga sudah memasuki tingkat ultra presisi yaitu nanometer.
Betapa pentingnya proses pemolesan ultra-presisi dalam manufaktur modern, bidang penerapannya dapat menjelaskan permasalahannya secara langsung, termasuk manufaktur sirkuit terpadu, peralatan medis, suku cadang mobil, aksesori digital, cetakan presisi, dan ruang angkasa.
Teknologi pemolesan papan atas hanya dikuasai oleh beberapa negara seperti Amerika Serikat dan Jepang
Perangkat inti dari mesin pemoles adalah “cakram gerinda”. Pemolesan ultra-presisi memiliki persyaratan yang hampir ketat pada komposisi material dan persyaratan teknis cakram gerinda pada mesin pemoles. Cakram baja jenis ini yang disintesis dari bahan khusus tidak hanya harus memenuhi presisi operasi otomatis tingkat nano, tetapi juga memiliki koefisien muai panas yang akurat.
Saat mesin pemoles bekerja dengan kecepatan tinggi, jika pemuaian termal menyebabkan deformasi termal pada cakram gerinda, kerataan dan paralelisme media tidak dapat dijamin. Dan kesalahan deformasi termal yang tidak boleh terjadi bukanlah beberapa milimeter atau beberapa mikron, tetapi beberapa nanometer.
Saat ini, proses pemolesan internasional terkemuka seperti Amerika Serikat dan Jepang sudah dapat memenuhi persyaratan pemolesan presisi bahan baku substrat 60 inci (yang berukuran super). Berdasarkan hal ini, mereka telah menguasai teknologi inti proses pemolesan ultra-presisi dan memegang teguh inisiatif di pasar global. . Faktanya, penguasaan teknologi ini juga mengontrol sebagian besar perkembangan industri manufaktur elektronik.
Dihadapkan pada blokade teknis yang begitu ketat, di bidang pemolesan ultra-presisi, negara saya saat ini hanya dapat melakukan penelitian mandiri.
Berapa tingkat teknologi pemolesan ultra-presisi Tiongkok?
Faktanya, di bidang pemolesan ultra-presisi, Tiongkok bukannya tanpa prestasi.
Pada tahun 2011, “Bahan Standar Ukuran Partikel Cerium Oksida Mikrosfer dan Teknologi Persiapannya” yang dikembangkan oleh tim Dr. Wang Qi dari Pusat Ilmu Pengetahuan Skala Nano Nasional dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok memenangkan hadiah pertama Industri Perminyakan dan Kimia Tiongkok. Penghargaan Penemuan Teknologi Federasi, dan bahan standar ukuran partikel skala nano terkait. Memperoleh lisensi alat ukur nasional dan sertifikat bahan standar kelas satu nasional. Efek uji produksi pemolesan ultra-presisi dari bahan cerium oksida baru telah melampaui bahan tradisional asing dalam satu kali kejadian, mengisi kesenjangan di bidang ini.
Namun Dr. Wang Qi berkata: “Ini tidak berarti bahwa kita telah mencapai puncak bidang ini. Untuk keseluruhan proses, hanya ada cairan pemoles tetapi tidak ada mesin pemoles ultra presisi. Paling-paling kami hanya menjual material.”
Pada tahun 2019, tim peneliti Profesor Yuan Julong dari Universitas Teknologi Zhejiang menciptakan teknologi pemrosesan mekanis kimia abrasif semi-tetap. Rangkaian mesin pemoles yang dikembangkan telah diproduksi secara massal oleh Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd., dan telah diidentifikasi sebagai kaca iPhone4 dan iPad3 oleh Apple. Satu-satunya peralatan pemolesan presisi di dunia untuk pemolesan bidang belakang panel dan paduan aluminium, lebih dari 1.700 mesin pemoles digunakan untuk produksi massal pelat kaca iPhone dan iPad Apple.
Pesona pemrosesan mekanis terletak pada hal ini. Untuk mengejar pangsa pasar dan keuntungan, Anda harus berusaha sebaik mungkin untuk mengejar ketertinggalan orang lain, dan pemimpin teknologi akan selalu meningkatkan dan meningkatkan, menjadi lebih halus, terus bersaing dan mengejar ketertinggalan, dan mendorong perkembangan besar. teknologi manusia.
Waktu posting: 08-03-2023
