Hoe een 1 μm mal wordt gemaakt: Microgeheimen ontsluieren

Toen ik naar een mallenfabriek voor het stempelen van mobiele telefoons ging om meer te leren over precisiemalstechnologie, was de diepste indruk op mij niet hun superieure vormontwerpniveau en precieze verwerkingstechnologie, maar eerder hun concept van precisiemalontwikkeling.

Op mijn tweede dag daar vertelde de teamleider ons dat hij ons het concept precisie wilde bijbrengen. Wat is het concept van precisiemallen? Ik was enigszins sceptisch. De producten hier zijn gemaakt van dunne materialen en ik heb dit werk al eerder gedaan.

Hoe kon ik het concept van precisie missen?

Maar toen mijn studie zich geleidelijk verdiepte, begon ik mijn oppervlakkige begrip te beseffen!

De eerste halte van onze leerreis was de assemblage van hogesnelheidsmodules. In termen van vormprecisie moeten hogesnelheidseindmallen hier als het meest nauwkeurig worden beschouwd. De stempelmaterialen zijn over het algemeen 0,08 ~ 0,2 mm roestvrij staal en aluminium, met schuifspleten zo klein als 0,008 mm, de minimale breedte van kleine gaten geponst is 0,25 mm, en de pons geeft een breekbare indruk.

Hoe worden zulke kleine gaten geponst? Hoe kan zo'n kleine snijspleet de productienauwkeurigheid van de mal garanderen? Het is moeilijk voor te stellen zonder het met mijn eigen ogen te zien.

Door de tekeningen te bestuderen en de matrijsstructuurDoor het ontwerp, de fabricagetoleranties en het speciale fabricageproces konden we de polsslag van deze set matrijzen te pakken krijgen.

Alle ponsonderdelen van boven naar beneden zijn blokken en ponsen, het blad is gemaakt van wolfraamstaal. De blokgaten, vaste pengaten JG slijpen op de bovenste matrijsplaat, uitwerpplaat en onderste matrijsplaat, glijdende pasklaring c+0,005~0,010 mm, niet-glijdende pasklaring c+0,003 mm, bewerkingsnauwkeurigheid +/-0,002 mm.

De geleidingsdelen van de hoofdstructuur zijn kogelomloopbussen die passen bij precisie-geleidepijlers, de structuur voor ponsen met kleine gaten keurt een aparte lokale structuur van de bovenste matrijs goed, vergrendeld op de onderste matrijsplaat met mouwen van gelijke hoogte, ter compensatie van de precisiefouten van de stempelapparatuur.

De geleidingsonderdelen van de lokale structuur zijn precisiegrafiet zelfsmerende binnengeleidingspilaren, de binnenste geleidingsbus van de uitwerpplaat en de onderste matrijsplaat zijn gevuld met lijm, compenseren de bewerkingsfouten van de geleidingsonderdelen, verbeteren de geleidingsnauwkeurigheid, verzekeren de positienauwkeurigheid van de matrijsplaat tijdens het stempelen en de kleinst mogelijke stempelslag kan de stempellengte zo kort mogelijk maken.

De juiste stempelversterking kan de sterkte van de stempel verbeteren. Dit weerspiegelt volledig de neiging van de matrijsontwerper naar een uiterst nauwkeurig ontwerp, waarbij de hoge kwaliteit en de hoge eisen van de matrijs zoveel mogelijk worden gewaarborgd.

Moderne verwerkingsapparatuur en zeer nauwkeurige verwerkingstechnologie zorgen ervoor dat deze ontwerpconcepten volledig kunnen worden benut.

Na de warmtebehandeling ondergaat de matrijsplaat een diepe cryogene verouderingsbehandeling om inwendige spanningvoorkomen van vervorming van de malplaat, zorgen voor de verwerkingsstabiliteit van de malplaat, vlak slijpen zorgt voor de vlakheid van de malplaat, parallellisme van 0,005 mm, elektrische ontladingsbewerking (EDM) nauwkeurigheid wordt gecontroleerd binnen ±0,002mm, langzame draad snijden nauwkeurigheid wordt gecontroleerd binnen ±0,0015mm.

Bij precisiebewerking mag temperatuur niet worden verwaarloosd, want temperatuurverschillen zijn de vijand van precisie. Door de thermische uitzetting en inkrimping van materialen veroorzaakt de lineaire uitzetting van staal een verandering van 12 µm per meter als de temperatuur met 1°C verandert.

Dit is een onveranderlijk feit in elke uithoek van de wereld, op elk type machine. Als we ons niet bekommeren om deze belangrijke kwestie van temperatuur, hoe kunnen we het dan hebben over precisie?

Het regelen van de temperatuur in de werkplaats is erg belangrijk omdat de precisie van het te bewerken werkstuk er sterk mee samenhangt. De temperatuur voor precisiebewerking wordt over het algemeen op een constante 20°C gehouden, met temperatuurschommelingen van minder dan 0,5°C per uur, en het airconditioningsysteem handhaaft de hele dag een constant temperatuurverschil van ±1°C.

Ik was ook onder de indruk van de nauwgezetheid van de matrijsassemblagetechnicus. Ze begrijpen eerst zorgvuldig de matrijstekeningen, maken zich vertrouwd met de productinformatie, analyseren de matrijsstructuur en begrijpen de ontwerpintentie.

Ze controleren de onderdelen nauwgezet, schuinen ze af, polijsten ze en markeren ze; de matrijsplaten worden ontbraamd, geolied om roestvorming te voorkomen en ordelijk gemonteerd; de buitenste geleidekolommen en geleidebussen worden geïnstalleerd met speciaal positioneringsgereedschap om hun verticaliteit te garanderen; de werkelijke dikte van de matrijsplaat wordt op vier punten gemeten, waarbij een verschil binnen 0,005 mm als acceptabel wordt beschouwd; de stempel en het blok worden gekoppeld, het koppelen moet soepel verlopen, slijpen heeft een norm, de beoordelingsnorm is duidelijk; tijdens het testen en afstellen worden de matrijsplaten zelf gecontroleerd.005 mm wordt acceptabel geacht; de stempel en het blok worden gekoppeld, de koppeling moet glad zijn, slijpen heeft een standaard, de beoordelingsstandaard is duidelijk; tijdens het testen en afstellen van de mal moet zelfinspectie van het product worden gedaan met een projector en bij het repareren van het matrijsblok moet dit tot op 0,003 mm nauwkeurig zijn.

Zonder het concept precisie is het onmogelijk om een hoge kwaliteit te ontwikkelen of om zeer nauwkeurige mallen te assembleren.

De ontwikkeling van schimmels is hoofdzakelijk onderverdeeld in drie fasen: schimmelontwerp, schimmelverwerking en schimmelassemblage, testen en verfijnen. Elke fase is onmisbaar. Een uiterst nauwkeurige matrijs vereist een nauwkeurig ontwerp, nauwkeurige bewerking en nauwkeurige assemblage.

Ontwerpers geven de matrijs een ziel, verwerkers gieten het lichaam van de matrijs en assembleurs geven de matrijs leven. Het concept van precisiemallen loopt door het hele proces van matrijzen maken.

Het concept wordt van boven naar beneden overgeërfd en van meester op leerling, goede gewoonten worden natuurlijk en het geboorteproces van elk meesterwerk is niet moeilijk voor te stellen.

Deze keer zou het cultiveren van het concept van precisiemal de belangrijkste inhoud van mijn leerproces moeten zijn, waarbij ik goede gewoonten van anderen leer, mijn eigen goede gewoonten ontwikkel, concepten vastleg en ze in mijn werk integreer.