Na cadeia da indústria cerâmica avançada, as pessoas geralmente se concentram mais no material em si, como alumina, nitreto de silício, carboneto de silício, mandris eletrostáticos e outros componentes principais. No entanto, como equipamentos semicondutores, dispositivos ópticos, sistemas de refrigeração líquida de IA e outros campos exigem precisão cada vez-maior, o "equipamento de processamento" está se tornando um fator-chave na determinação do rendimento e do custo.
Desafios no processamento cerâmico avançado
Materiais cerâmicos avançados geralmente apresentam alta dureza e alta fragilidade. Componentes como mandris eletrostáticos, mandris de sucção de cerâmica e peças estruturais de precisão usados na indústria de semicondutores geralmente exigem a usinagem de centenas ou até milhares de micro-furos. Se apenas um furo apresentar lascas nas bordas, rachaduras ou desvio dimensional, toda a peça poderá ser descartada. Portanto, a estabilidade, a repetibilidade e a vida útil dos equipamentos de processamento impactam diretamente os custos de fabricação.
É por isso que a tecnologia de usinagem ultrassônica tem ganhado cada vez mais atenção no campo da cerâmica avançada. Em comparação com o processamento convencional, as vantagens da usinagem ultrassônica estão principalmente na perfuração e remoção de materiais duros e quebradiços. Por exemplo, ao furar cerâmica de alumina sem assistência ultrassônica, as ferramentas comuns podem se desgastar rapidamente após apenas dezenas de furos. Com assistência ultrassônica, a mesma vida útil da ferramenta pode ser estendida para mais de 200–300 furos. Ao mesmo tempo, a usinagem ultrassônica reduz o risco de lascamento, melhora a qualidade da parede do furo e aumenta o rendimento geral. Em muitos-aplicativos de ponta, os clientes estão dispostos a sacrificar parte da eficiência do processamento em troca de melhor integridade do produto.
O hardware da máquina-ferramenta também deve atender aos padrões
Para realmente alcançar um processamento cerâmico avançado de alta-qualidade, a tecnologia ultrassônica por si só não é suficiente. A usinagem de materiais duros e quebradiços impõe exigências extremamente altas à precisão inerente da máquina-ferramenta. A Langen Precision emprega atualmente uma estrutura de leito de granito para reduzir os efeitos da deformação térmica e do estresse do material. Em comparação com leitos-de ferro fundido tradicionais, as estruturas de granito mantêm melhor a precisão-do equipamento a longo prazo. Langen visa controlar a repetibilidade do posicionamento dentro de 1 mícron, incluindo retilineidade, planicidade e perpendicularidade da guia.
Para alcançar essa estabilidade, a Langen Precision criou uma oficina avançada de montagem de precisão com-temperatura constante e{1}}umidade constante. Além de guias-de alta qualidade, fusos importados e sistemas CNC importados, muitos processos ainda dependem da experiência humana. Por exemplo, a "raspagem manual" na montagem de máquinas continua sendo uma etapa crítica em máquinas-ferramentas-de última geração. A espessura da camada raspada é ainda mais fina do que um fio de cabelo humano, e o acabamento manual (repetido) das superfícies correspondentes atinge maior precisão de contato e estabilidade estrutural. Este tipo de processo é difícil de substituir totalmente por máquinas a curto prazo e muitas vezes leva mais de seis meses para treinar um trabalhador qualificado.