अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तंत्रज्ञान, सोपे नाही!

मी असा अहवाल खूप पूर्वी पाहिला होता: जर्मनी, जपान आणि इतर देशांतील शास्त्रज्ञांनी 5 वर्षे खर्च केली आणि उच्च-शुद्धता सिलिकॉन -28 सामग्रीचा बॉल तयार करण्यासाठी सुमारे 10 दशलक्ष युआन खर्च केले. या 1kg शुद्ध सिलिकॉन बॉलसाठी अल्ट्रा-प्रिसिजन मशीनिंग, ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंग, अचूक मापन (गोलाकार, खडबडीतपणा आणि गुणवत्ता) आवश्यक आहे, हा जगातील सर्वात गोल चेंडू आहे असे म्हणता येईल.

चला अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रक्रियेची ओळख करून देऊ.

01 ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंगमधील फरक

ग्राइंडिंग: ग्राइंडिंग टूलवर लेपित केलेले किंवा दाबलेले अपघर्षक कण वापरून, ग्राइंडिंग टूल आणि वर्कपीसच्या सापेक्ष हालचालीने पृष्ठभाग एका विशिष्ट दाबाने पूर्ण केला जातो. विविध धातू आणि नॉन-मेटल सामग्रीवर प्रक्रिया करण्यासाठी ग्राइंडिंगचा वापर केला जाऊ शकतो. प्रक्रिया केलेल्या पृष्ठभागाच्या आकारांमध्ये समतल, आतील आणि बाह्य दंडगोलाकार आणि शंकूच्या आकाराचे पृष्ठभाग, बहिर्वक्र आणि अवतल गोलाकार पृष्ठभाग, धागे, दात पृष्ठभाग आणि इतर प्रोफाइल समाविष्ट आहेत. प्रक्रिया अचूकता IT5~IT1 पर्यंत पोहोचू शकते आणि पृष्ठभागाची उग्रता Ra0.63~0.01μm पर्यंत पोहोचू शकते.

पॉलिशिंग: एक प्रक्रिया पद्धत जी चमकदार आणि गुळगुळीत पृष्ठभाग मिळविण्यासाठी यांत्रिक, रासायनिक किंवा इलेक्ट्रोकेमिकल क्रियेद्वारे वर्कपीसच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा कमी करते.

दोन्हीमधील मुख्य फरक असा आहे की पॉलिशिंगद्वारे प्राप्त केलेली पृष्ठभागाची समाप्ती ग्राइंडिंगपेक्षा जास्त असते आणि रासायनिक किंवा इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात, तर पीसण्यासाठी मुळात फक्त यांत्रिक पद्धती वापरल्या जातात आणि वापरल्या जाणाऱ्या अपघर्षक दाण्यांचा आकार जास्त खडबडीत असतो. पॉलिशिंग म्हणजेच कणाचा आकार मोठा असतो.

02 अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तंत्रज्ञान

अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग हा आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उद्योगाचा आत्मा आहे

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगातील अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तंत्रज्ञानाचे उद्दिष्ट केवळ भिन्न सामग्री सपाट करणे नाही तर बहु-स्तर सामग्रीचे सपाट करणे देखील आहे, जेणेकरून काही मिलिमीटर स्क्वेअरचे सिलिकॉन वेफर्स हजारो ते लाखो व्हीएलएसआय बनू शकतात. ट्रान्झिस्टर उदाहरणार्थ, मानवाने शोधलेला संगणक आज दहा टनांपासून शेकडो ग्रॅममध्ये बदलला आहे, जो अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंगशिवाय साकार होऊ शकत नाही.

वेफर मॅन्युफॅक्चरिंगचे उदाहरण घेतल्यास, पॉलिशिंग ही संपूर्ण प्रक्रियेची शेवटची पायरी आहे, सर्वोत्तम समांतरता प्राप्त करण्यासाठी वेफर प्रक्रियेच्या मागील प्रक्रियेमुळे उरलेल्या लहान दोषांमध्ये सुधारणा करणे हा हेतू आहे. आजच्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक माहिती उद्योग स्तरावर नॅनोमीटर पातळीपर्यंत पोहोचलेल्या नीलम आणि सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन सारख्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सब्सट्रेट सामग्रीसाठी अधिकाधिक अचूक समांतरता आवश्यक आहे. याचा अर्थ पॉलिशिंग प्रक्रियेने नॅनोमीटरच्या अल्ट्रा-प्रिसिजन पातळीवरही प्रवेश केला आहे.

आधुनिक मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रक्रिया किती महत्त्वाची आहे, त्याची ऍप्लिकेशन फील्ड एकात्मिक सर्किट मॅन्युफॅक्चरिंग, वैद्यकीय उपकरणे, ऑटो पार्ट्स, डिजिटल ॲक्सेसरीज, अचूक मोल्ड आणि एरोस्पेससह समस्या थेट स्पष्ट करू शकतात.

शीर्ष पॉलिशिंग तंत्रज्ञान केवळ युनायटेड स्टेट्स आणि जपान सारख्या काही देशांद्वारे महारत आहे

पॉलिशिंग मशीनचे मुख्य साधन "ग्राइंडिंग डिस्क" आहे. अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंगला पॉलिशिंग मशीनमध्ये सामग्रीची रचना आणि ग्राइंडिंग डिस्कच्या तांत्रिक आवश्यकतांवर जवळजवळ कठोर आवश्यकता असतात. विशेष सामग्रीपासून संश्लेषित अशा प्रकारची स्टील डिस्क केवळ स्वयंचलित ऑपरेशनच्या नॅनो-स्तरीय अचूकतेची पूर्तता करत नाही तर अचूक थर्मल विस्तार गुणांक देखील असणे आवश्यक आहे.

जेव्हा पॉलिशिंग मशीन उच्च वेगाने चालू असते, जर थर्मल विस्तारामुळे ग्राइंडिंग डिस्कचे थर्मल विरूपण होते, तर सब्सट्रेटच्या सपाटपणा आणि समांतरपणाची हमी दिली जाऊ शकत नाही. आणि या प्रकारची थर्मल विरूपण त्रुटी जी होऊ दिली जाऊ शकत नाही ती काही मिलीमीटर किंवा काही मायक्रॉन नसून काही नॅनोमीटर आहे.

सध्या, युनायटेड स्टेट्स आणि जपान सारख्या शीर्ष आंतरराष्ट्रीय पॉलिशिंग प्रक्रिया आधीच 60-इंच सब्सट्रेट कच्च्या मालाच्या (जे सुपर-आकाराच्या) अचूक पॉलिशिंग आवश्यकता पूर्ण करू शकतात. याच्या आधारे, त्यांनी अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रक्रियेच्या मुख्य तंत्रज्ञानावर प्रभुत्व मिळवले आहे आणि जागतिक बाजारपेठेतील पुढाकार घट्टपणे पकडला आहे. . खरं तर, या तंत्रज्ञानावर प्रभुत्व मिळवण्यामुळे इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन उद्योगाच्या विकासावरही मोठ्या प्रमाणात नियंत्रण होते.

अशा कठोर तांत्रिक नाकाबंदीचा सामना करताना, अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंगच्या क्षेत्रात, माझा देश सध्या केवळ स्वयं-संशोधन करू शकतो.

चीनच्या अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तंत्रज्ञानाची पातळी काय आहे?

किंबहुना, अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंगच्या क्षेत्रात चीनला यश मिळत नाही.

2011 मध्ये, चायनीज ऍकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या नॅशनल सेंटर फॉर नॅनोस्केल सायन्सेसच्या डॉ. वांग क्यूई यांच्या टीमने विकसित केलेल्या “सेरियम ऑक्साईड मायक्रोस्फियर पार्टिकल साइज स्टँडर्ड मटेरियल आणि त्याची तयारी तंत्रज्ञान” ला चायना पेट्रोलियम आणि केमिकल इंडस्ट्रीचे पहिले पारितोषिक मिळाले. फेडरेशनचा तंत्रज्ञान आविष्कार पुरस्कार, आणि संबंधित नॅनोस्केल कण आकाराच्या मानक सामग्रीने राष्ट्रीय मापन साधन परवाना आणि राष्ट्रीय प्रथम श्रेणी मानक पदार्थ प्रमाणपत्र प्राप्त केले. नवीन सिरियम ऑक्साईड मटेरियलच्या अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रोडक्शन टेस्ट इफेक्टने परदेशी पारंपारिक सामग्रीला एका झटक्यात मागे टाकले आहे आणि या क्षेत्रातील अंतर भरून काढले आहे.

पण डॉ. वांग क्यूई म्हणाले: “याचा अर्थ असा नाही की आपण या मैदानाच्या शिखरावर आलो आहोत. एकूण प्रक्रियेसाठी, फक्त पॉलिशिंग द्रव आहे परंतु अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग मशीन नाही. जास्तीत जास्त आम्ही फक्त साहित्य विकत आहोत.”

2019 मध्ये, झेजियांग युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीचे प्रोफेसर युआन जुलोंग यांच्या संशोधन पथकाने अर्ध-निश्चित अपघर्षक रासायनिक यांत्रिक प्रक्रिया तंत्रज्ञान तयार केले. विकसित केलेल्या पॉलिशिंग मशीनची मालिका Yuhuan CNC मशीन टूल कंपनी लिमिटेड द्वारे मोठ्या प्रमाणात उत्पादित केली गेली आहे आणि Apple द्वारे iPhone4 आणि iPad3 ग्लास म्हणून ओळखली गेली आहे. पॅनेल आणि ॲल्युमिनियम मिश्र धातु बॅकप्लेन पॉलिशिंगसाठी जगातील एकमेव अचूक पॉलिशिंग उपकरणे, Apple च्या iPhone आणि iPad ग्लास प्लेट्सच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी 1,700 पेक्षा जास्त पॉलिशिंग मशीन वापरल्या जातात.

यांत्रिक प्रक्रियेचे आकर्षण यात आहे. बाजारातील वाटा आणि नफा मिळवण्यासाठी, तुम्हाला इतरांशी संपर्क साधण्याचा सर्वतोपरी प्रयत्न करावा लागेल आणि तंत्रज्ञानाचा नेता नेहमी सुधारेल आणि सुधारेल, अधिक परिष्कृत असेल, सतत स्पर्धा करेल आणि पकडेल आणि उत्कृष्ट विकासाला प्रोत्साहन देईल. मानवी तंत्रज्ञान.