Để đạt được độ chính xác về kích thước dưới 0,5 μm đòi hỏi nhiều công cụ kim cương-cao cấp hơn; nó đòi hỏi sự kiểm soát tuyệt đối về môi trường cấu trúc, động lực máy tiên tiến và khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường nghiêm ngặt. Sau đây là nội dung chi tiết về các biện pháp kiểm soát kỹ thuật cần thiết để đạt được độ chính xác gốm-micron.
I. Cách ly môi trường: Loại bỏ hiện tượng trôi dạt nhiệt
Ở quy mô dưới{0} micron, sự thay đổi nhiệt độ môi trường là nguyên nhân chính gây ra độ chính xác về kích thước. Mặc dù gốm sứ có hệ số giãn nở nhiệt thấp so với kim loại, nhưng nhiệt cục bộ sinh ra trong quá trình mài vẫn có thể làm biến dạng các thành phần gốm có tỷ lệ khung hình-cao.
Để duy trì độ ổn định của cấu trúc, quá trình gia công gốm-có độ chính xác cao phải diễn ra trong cơ sở ổn định về môi trường:
Kiểm soát nhiệt kèm theo: Vùng gia công duy trì nhiệt độ không đổi 20∘C±0,5∘C để ngăn chặn sự giãn nở nhiệt của cả phôi gốm và trục máy.
Cách ly rãnh rung: Máy mài hạng nặng phải được lắp trên nền móng gia cố (tấm bê tông dày 1.000 mm) được bao bọc bởi các rãnh giảm rung-theo chu vi (rộng 500 mm, sâu 2.000 mm) để loại bỏ tần số sàn nhà xưởng{6}}xung quanh.
II. Động lực mài có độ cứng cao-
Dụng cụ cắt kim loại thông thường-không thể gia công gốm kỹ thuật thiêu kết. Quá trình gia công hoàn toàn phụ thuộc vào các quy trình mài kim cương chuyên dụng sử dụng nền tảng mài có độ cứng cao-nhiều trục{3}}.
Để tránh các vết nứt vi-sứt mẻ hoặc các vết nứt vi mô-dưới bề mặt trong các mạng gốm giòn:
Trục chính có tốc độ cực cao-chính xác: Trục xoay có công suất thủy tĩnh hoặc không khí-cao- loại bỏ rung động cơ học trong quá trình tháo phôi.
Kiểm soát cấp liệu phụ-Micron: Bằng cách sử dụng bộ điều khiển CNC tiên tiến, mức tăng cấp liệu được điều chỉnh ở mức dưới-micromet để đảm bảo chế độ mài-dẻo thay vì gãy giòn.
Lọc chất làm mát chuyên dụng: Chất làm mát tổng hợp chuyên dụng được lọc liên tục để loại bỏ-các hạt vi mô, ngăn ngừa trầy xước phôi trong quá trình hoàn thiện.
III. Hoàn thiện bề mặt nanomet: Nghệ thuật mài bằng tay{1}}
Trong khi quá trình mài nặng xác định hình học-vĩ mô, dung sai phẳng cuối cùng và độ nhám bề mặt (Ra) thường yêu cầu mài cơ học chuyên dụng.
Vì gốm không có độ xốp vi mô và chống mài mòn tiêu chuẩn nên việc hoàn thiện mặt phẳng tham chiếu gốm Lớp 000 yêu cầu dán bột kim cương tùy chỉnh với áp suất tiếp xúc được kiểm soát. Các kỹ thuật viên chuyên nghiệp-sử dụng phản hồi xúc giác trong nhiều thập kỷ-tinh chỉnh các điểm cao được xác định thông qua việc đo độ cao điện tử và lập bản đồ địa hình bề mặt. Phương pháp kết hợp giữa đo lường-có hướng dẫn của máy tính và hoàn thiện thủ công lành nghề này đảm bảo độ phẳng bề mặt xuống mức nanomet mà không có ứng suất dư trên bề mặt.
IV. Đóng-Đo lường vòng lặp và truy xuất nguồn gốc
Một quy trình gia công chỉ đáng tin cậy khi có hệ thống đo lường của nó. Việc xác minh hình học micro-micron phụ trên các thành phần gốm cứng cần có các công cụ kiểm tra-đẳng cấp thế giới:
Đồng hồ đo cảm ứng và chỉ báo độ phân giải-cao: Đầu dò điện tử phụ-micron (ví dụ: chỉ báo Mahr 0,5 μm) xuyên suốt-xác minh cấu hình cơ học.
Giao thoa kế laze và thước đo điện tử: Xác minh quang học không-tiếp xúc (chẳng hạn như hệ thống laze Renishaw và thước đo điện tử WYLER) lập bản đồ độ phẳng, độ thẳng và độ vuông góc của không gian.
Hiệu chuẩn theo dõi: Tất cả các thiết bị kiểm tra đều được hiệu chuẩn thường xuyên được công nhận bởi các viện đo lường khu vực và quốc gia (có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn NIM và BIPM quốc tế).
Kỹ thuật chính xác không thỏa hiệp
Khi quá trình chế tạo chất bán dẫn và kiểm tra quang học nâng cao đẩy các giới hạn xuống các chế độ dưới{0}micron và nanomet, gốm cấu trúc mang lại độ cứng vật lý cần thiết cho hiệu suất thế hệ tiếp theo. Nắm vững quy trình-từ cách ly nhiệt với môi trường và mài CNC động đến đo lường được công nhận-là yếu tố cho phép ngành sản xuất hiện đại biến gốm công nghiệp thô, siêu cứng-thành các thành phần chính xác đáng tin cậy nhất thế giới.