מכונת ניסור יהלום רב-חוטי לחומרים שבירים במיוחד מסוג SiC ספיר
מבוא למכונת ניסור יהלום רב-חוטי
מכונת ניסור היהלום הרב-חוטית היא מערכת חיתוך חדישה המיועדת לעיבוד חומרים קשים ושבירים במיוחד. על ידי פריסת חוטים מקבילים רבים מצופים יהלום, המכונה יכולה לחתוך בו זמנית מספר פרוסות ופלים במחזור אחד, ולהשיג תפוקה גבוהה ודיוק כאחד. טכנולוגיה זו הפכה לכלי חיוני בתעשיות כמו מוליכים למחצה, מערכות פוטו-וולטאיות סולאריות, נוריות LED וקרמיקה מתקדמת, במיוחד עבור חומרים כמו SiC, ספיר, GaN, קוורץ ואלומינה.
בהשוואה לחיתוך קונבנציונלי בחוט יחיד, תצורת מרובת החוטים מספקת עשרות עד מאות פרוסות בכל אצווה, מה שמפחית משמעותית את זמן המחזור תוך שמירה על שטוחות מעולה (Ra < 0.5 מיקרון) ודיוק ממדי (±0.02 מ"מ). העיצוב המודולרי שלו משלב מתיחת חוט אוטומטית, מערכות טיפול בחומר עבודה וניטור מקוון, מה שמבטיח ייצור יציב, אוטומטי לחלוטין לטווח ארוך.
פרמטרים טכניים של מכונת ניסור יהלום רב-חוטי
| פָּרִיט | מִפרָט | פָּרִיט | מִפרָט |
|---|---|---|---|
| גודל עבודה מקסימלי (ריבועי) | 220 × 200 × 350 מ"מ | מנוע הנעה | 17.8 קילוואט × 2 |
| גודל עבודה מקסימלי (עגול) | Φ205 × 350 מ"מ | מנוע הנעת חוט | 11.86 קילוואט × 2 |
| מרווח ציר | ציר Φ250 ±10 × 370 × 2 (מ"מ) | מנוע הרמה לשולחן עבודה | 2.42 קילוואט × 1 |
| ציר ראשי | 650 מ"מ | מנוע נדנדה | 0.8 קילוואט × 1 |
| מהירות ריצת חוט | 1500 מטר/דקה | מנוע סידור | 0.45 קילוואט × 2 |
| קוטר החוט | Φ0.12–0.25 מ"מ | מנוע מתח | 4.15 קילוואט × 2 |
| מהירות הרמה | 225 מ"מ/דקה | מנוע סלורי | 7.5 קילוואט × 1 |
| סיבוב שולחן מקסימלי | ±12° | קיבולת מיכל השלג | 300 ליטר |
| זווית הנדנדה | ±3° | זרימת נוזל קירור | 200 ליטר/דקה |
| תדירות הנדנדה | ~30 פעמים/דקה | דיוק טמפרטורה | ±2 מעלות צלזיוס |
| קצב הזנה | 0.01–9.99 מ"מ/דקה | ספק כוח | 335+210 (מ"מ²) |
| קצב הזנת החוט | 0.01–300 מ"מ/דקה | אוויר דחוס | 0.4–0.6 מגה פסקל |
| גודל המכונה | 3550 × 2200 × 3000 מ"מ | מִשׁקָל | 13,500 ק"ג |
מנגנון עבודה של מכונת ניסור יהלום רב-חוטי
-
תנועת חיתוך רב-חוטי
מספר חוטי יהלום נעים במהירויות מסונכרנות של עד 1500 מטר/דקה. גלגלות מונחות מדויקות ובקרת מתח בלולאה סגורה (15–130 ניוטון) שומרות על יציבות החוטים, ומפחיתות את הסיכוי לסטייה או שבירה. -
הזנה ומיקום מדויקים
מיקום מונע סרוו משיג דיוק של ±0.005 מ"מ. יישור אופציונלי בלייזר או בסיוע ראייה משפר את התוצאות עבור צורות מורכבות. -
קירור וסילוק פסולת
נוזל קירור בלחץ גבוה מסיר באופן רציף שבבים ומקרר את אזור העבודה, ומונע נזק תרמי. סינון רב-שלבי מאריך את חיי נוזל הקירור ומפחית את זמן ההשבתה. -
פלטפורמת בקרה חכמה
דרייברים של סרוו בעלי תגובה גבוהה (<1 אלפיות שנייה) מתאימים באופן דינמי את ההזנה, המתיחות ומהירות החוט. ניהול מתכונים משולב והחלפת פרמטרים בלחיצה אחת מייעלים את הייצור ההמוני.
יתרונות מרכזיים של מכונת ניסור יהלום רב-חוטי
-
פרודוקטיביות גבוהה
מסוגל לחתוך 50-200 פרוסות ופלים בכל ריצה, עם אובדן חריץ של <100 מיקרון, משפר את ניצול החומר עד 40%. התפוקה היא פי 5-10 מזו של מערכות מסורתיות בעלות חוט יחיד. -
בקרת דיוק
יציבות מתח חוט בטווח של ±0.5 ניוטון מבטיחה תוצאות עקביות על מגוון חומרים שבירים. ניטור בזמן אמת על גבי ממשק HMI בגודל 10 אינץ' תומך באחסון מתכונים ובהפעלה מרחוק. -
בנייה גמישה ומודולרית
תואם לקוטר חוטים מ-0.12-0.45 מ"מ עבור תהליכי חיתוך שונים. טיפול רובוטי אופציונלי מאפשר קווי ייצור אוטומטיים לחלוטין. -
אמינות ברמה תעשייתית
מסגרות יצוקות/מחושלות עמידות ממזערות עיוות (<0.01 מ"מ). גלגלות הנחיה עם ציפויים קרמיים או קרביד מספקות מעל 8000 שעות של חיי שירות.
תחומי יישום של מכונת ניסור יהלום רב-חוטיים
-
מוליכים למחצהחיתוך SiC עבור מודולי כוח לרכבים חשמליים, מצעי GaN עבור התקני 5G.
-
פוטו-וולטאיקהחיתוך פרוסות סיליקון במהירות גבוהה עם אחידות של ±10 מיקרון.
-
לד ואופטיקהמצעים של ספיר לאפיטקסיה ואלמנטים אופטיים מדויקים עם סדקים בקצה של <20 מיקרון.
-
קרמיקה מתקדמתעיבוד אלומינה, AlN וחומרים דומים עבור רכיבים בתחום התעופה והחלל וניהול תרמי.
שאלות נפוצות - מכונת ניסור יהלום רב-חוטי
שאלה 1: מהם היתרונות של ניסור רב-חוטי בהשוואה למכונות בעלות חוט יחיד?
א: מערכות מרובות חוטים יכולות לפרוס עשרות עד מאות פרוסות פרוסה בו זמנית, מה שמגביר את היעילות פי 5-10. ניצול החומרים גבוה יותר גם עם אובדן חריץ מתחת ל-100 מיקרון, מה שהופך אותן לאידיאליות לייצור המוני.
שאלה 2: אילו סוגי חומרים ניתן לעבד?
א: המכונה מיועדת לחומרים קשים ושבירים, כולל סיליקון קרביד (SiC), ספיר, גליום ניטריד (GaN), קוורץ, אלומינה (Al₂O₃) ואלומיניום ניטריד (AlN).
שאלה 3: מהו הדיוק ואיכות פני השטח הניתנים להשגה?
א: חספוס פני השטח יכול להגיע ל-Ra <0.5 מיקרון, עם דיוק ממדי של ±0.02 מ"מ. ניתן לשלוט בסדקים בקצוות עד ל-<20 מיקרון, ועומד בתקני תעשיית המוליכים למחצה והאופטואלקטרוניקה.
שאלה 4: האם תהליך החיתוך גורם לסדקים או נזק?
א: בעזרת נוזל קירור בלחץ גבוה ובקרת מתח בלולאה סגורה, הסיכון לסדקים זעירים ונזקי מאמץ ממוזער, מה שמבטיח שלמות פרוסת הוואקלים מעולה.
