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新型激光金刚石刀具更易于加工脆性材料
来源:长城建材网 作者:henisi
时间:2011-05-23 15:49:48
 
对硅半导体和陶瓷材料进行加工是一件比较麻烦的事情,由于这类材料通常都非常脆,在加工过程往往容易破碎。通常情况下,加工人员都会采取以下两种方法来加工类似这种脆性材料。其中一种方法是先在炉子中加热工件,然后再对其进行加工;另一种方法是分别采用激光加热和金刚石刀具切削,然而,这些加工方法都不尽人意,坏件时有发生。
 
近日,美国西密歇根大学的制造工程学教授JohnPatten博士开发了一种称为“μ-LAM”的微激光辅助加工技术,该方法将激光与金刚石刀具结合起来,对硅半导体和陶瓷材料进行加热软化和切削加工。这种方法具有明显优势,因为激光与刀具本身就是对准的,激光加热的部位正好就在刀具切削刃处,因此能获得最好的加工效果。此外,工件材料也不会过度加热。
 
据介绍,μ-LAM加工技术还可以削减加工时间和加工成本,并获得非常光滑的光学表面。“采用常规加工方法时,如果想要制造一个光学元件(如反射镜),通常需要从浇铸工件毛坯开始,然后进行一系列加工步骤:粗磨、精磨、研磨,才能最终成形。而我们的加工方法取代了原来的一系列工序,在CNC数控机床上用单点金刚石刀具进行切削,并且也能获得极好的表面粗糙度(Ra1-10nm)。”
 
目前,Patten正与一家日本公司合作,争取实现μ-LAM系统的商业化应用。他预期,这项发明将在一些行业(包括汽车、航空、医疗设备、半导体和光学行业)找到用武之地。据介绍,该项发明的最初目标是瞄准光学和半导体行业,但现在看来,可能其大部分应用将在高能、高温微电子设备上。在半导体行业中,硅片是芯片和集成电路的载体,在温度较高的工作条件下,人们就会使用碳化硅。因此,据Patten解释,他将会把全部精力都集中在碳化硅的加工上。