Precitech的Nanoform 250 Ultra與TMC的STACIS結(jié)合可以提高產(chǎn)量

轉(zhuǎn)自 AmetekTMC

越來(lái)越多的，低頻、低振幅的建筑地面振動(dòng)已成為超高分辨率微制造工具性能的限制因素。在這些工具中有金剛石車床，用于制造超精密光學(xué)元件。

一家主要的消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商在制造用于高精度光學(xué)器件的模具時(shí)，遇到了嚴(yán)重的產(chǎn)量問(wèn)題。模具鑲件是由Precitech的Nanoform 250 Ultra金剛石車床加工。

Nanoform 250 Ultra由STACIS?主動(dòng)壓電減振系統(tǒng)支撐

這些模具直徑只有幾毫米，形狀奇特，彎曲度不斷變化，是由鍍鎳磷制成的，這是一種非常堅(jiān)硬的高純度金屬。只有一納米或兩納米的有害運(yùn)動(dòng)就可以導(dǎo)致模具的缺陷。

在顯微鏡下用散射光進(jìn)行目測(cè)時(shí)，很難測(cè)量模具質(zhì)量，這也加重了制造商的低成品率問(wèn)題。任何有問(wèn)題的模具連同有缺陷的模具一起被丟棄，進(jìn)一步導(dǎo)致低產(chǎn)量。

經(jīng)過(guò)調(diào)查，Precitech懷疑該工廠的地面環(huán)境振動(dòng)是導(dǎo)致低成品率的原因。這令客戶感到十分奇怪，因?yàn)樵缭诮ㄖ孛嬖O(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)包括了在金剛石車床下設(shè)置振動(dòng)隔離地面板塊。

Precitech轉(zhuǎn)向TMC——全 qiu地面精密振動(dòng)控制的ling 導(dǎo)者。Precitech和TMC都是AMETEK超精密技術(shù)旗下的業(yè)務(wù)。

Precitech的Nanoform 250 Ultra金剛石車床已經(jīng)內(nèi)置了TMC MaxDamp?氣動(dòng)隔振系統(tǒng)和經(jīng)過(guò)有限元分析優(yōu)化的雙子框架結(jié)構(gòu)，適用于許多地面振動(dòng)環(huán)境中的大多數(shù)應(yīng)用。MaxDamp ?是一款低頻、高阻尼的隔振器，設(shè)計(jì)用于隔離2-3 Hz開(kāi)始的水平和垂直的地面振動(dòng)。此外，MaxDamp系統(tǒng)可以快速減弱由該車床的電動(dòng)定位臺(tái)引起的運(yùn)動(dòng)，該定位臺(tái)重達(dá)200磅，加速度可達(dá)0.2g。

TMC振動(dòng)專家對(duì)制造商的地面和車床本身進(jìn)行了廣泛的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，并證實(shí)極低頻建筑地面的振動(dòng)——從叉車、暖通空調(diào)單元、其他機(jī)械，甚至走路路過(guò)此設(shè)備——超過(guò)了車床的規(guī)格要求，從而事實(shí)上限制了模具的質(zhì)量。這一發(fā)現(xiàn)更多的是由于極端苛刻的應(yīng)用要求，而不是由于特別嚴(yán)苛的地面環(huán)境。事實(shí)上，預(yù)先設(shè)置的混凝土地面的“隔振”板塊并沒(méi)有隔離臨界低頻振動(dòng)，反而放大了它，這是在地面考察中常見(jiàn)的現(xiàn)象。盡管車床下面的地面是一塊單獨(dú)的混凝土板，通過(guò)吸振材料與地面的其他部分分離，但只有在100赫茲以上的高頻情況下才會(huì)看到有益的效果，在這樣的情況下車床對(duì)振動(dòng)的敏感度要低得多。

為了提高性能，TMC工程師推薦使用STACIS?主動(dòng)壓電減振系統(tǒng)來(lái)支持整個(gè)Nanoform 250，包括嵌入的MaxDamp空氣隔離器。STACIS將振動(dòng)控制到極低的頻率，這些頻率通常與難以測(cè)量的瞬態(tài)或隨機(jī)振動(dòng)有關(guān)，比如行人或附近的機(jī)械。STACIS平臺(tái)Z初是在Precitech的Nanoform 250 Ultra下面測(cè)試的。有趣的是，即便在Precitech工廠極其“安靜“的地面上，測(cè)試結(jié)果顯示車床的性能也有了提高。

MaxDamp（左）和STACIS（右）的隔振傳遞函數(shù)

特別設(shè)計(jì)作為振動(dòng)隔離的第二階段，STACIS在0.5赫茲開(kāi)始隔離，提供了一個(gè)比空氣減振高得多的減振性能，特別是在嚴(yán)苛的環(huán)境中。此外，由于壓電技術(shù)是一個(gè)“硬墊”，STACIS可以“堆疊”（放置在一個(gè)內(nèi)部隔振系統(tǒng)的工具下）?？諝飧綦x器不能堆疊在一起而不產(chǎn)生有害的影響，形成“sprung-mass”和相應(yīng)的共振放大。

由STACIS平臺(tái)系統(tǒng)支撐的MaxDamp隔振器，使其綜合性能為兩種隔振傳遞函數(shù)的總和。也就是說(shuō)，兩個(gè)系統(tǒng)的隔振性能是疊加的。

結(jié)合MaxDamp和STACIS隔振性能

Nanoform 250被重新安裝到STACIS平臺(tái)系統(tǒng)上，結(jié)果是即時(shí)且顯著的。合格產(chǎn)量增加了一倍多。這次STACIS的改造非常成功，制造商立即購(gòu)買了多臺(tái)Precitech Nanoform 250 Ultra 金剛石車床，并配備相應(yīng)的TMC STACIS隔振系統(tǒng)。

由泰勒霍普森CCI測(cè)量的改進(jìn)后的表面粗糙度

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