【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：超聲波效益

?? 加工效率 - 提升9倍
?? 鉆孔質(zhì)量 - (出孔)提升10倍，脆裂邊減小至22µm

【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：加工痛點

鈉鈣玻璃是應(yīng)用廣泛的玻璃種類，主要由二氧化硅（Silica）、碳酸鈉（Soda）和石灰（Lime）組成。

盡管價格低廉且具備良好的回收特性，其高CTE和硬脆性特質(zhì)為CNC加工中的微鉆孔加工帶來了較大難度。在加工過程中，切削阻力、推力和扭矩若控制不當(dāng)，易造成大范圍的脆裂邊和次表面裂紋，直接影響工件質(zhì)量及產(chǎn)品良率。

【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：加工信息

(圖1. 鈉鈣玻璃微鉆孔加工, 使用漢鼎HSK-E40超聲波加工模組)



(圖2. 漢鼎超聲波技術(shù)輔助鈉鈣玻璃微鉆孔加工)

【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：測試目標

測試目標是通過HSK-E40超聲波加工模組，在提升加工效率的同時，降低鉆孔脆裂邊尺寸。

【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：加工結(jié)果

玻璃微鉆孔加工：加工效率

(圖3. 使用漢鼎超聲波輔助鈉鈣玻璃微鉆孔加工, 加工效率提升9倍)

• 漢鼎超聲波技術(shù)通過減少引導(dǎo)鉆（Pilot Drilling）工序，并以直鉆（Direct Drilling）取代傳統(tǒng)啄鉆（Peck Drilling），在加工效率方面實現(xiàn)了顯著提升。

(圖4. 使用漢鼎超聲波技術(shù), 即使未使用引導(dǎo)鉆, 脆裂邊尺寸仍非常小)

• 在相同的機臺轉(zhuǎn)速（12,000 rpm）下，通過使用超聲波加工技術(shù)，進給率提高至原參數(shù)的3倍，整體加工時間顯著縮短，加工效率提升了9倍。

玻璃微鉆孔加工：鉆孔質(zhì)量

(圖5. 使用漢鼎超聲波輔助鈉鈣玻璃微鉆孔加工, 入孔處脆裂邊尺寸減小3.7倍)



(圖6. 使用漢鼎超聲波輔助鈉鈣玻璃微鉆孔加工, 出孔處脆裂邊尺寸減小10倍)


超聲波的高頻微振動有效降低切削阻力、推力及扭矩，脆裂邊尺寸明顯減小。測試結(jié)果顯示：

• 入孔處脆裂邊尺寸減少3.7倍。

• 出孔處脆裂邊尺寸減少10倍，達到22µm的表現(xiàn)。

(圖7. 漢鼎超聲波 vs. 無超聲波：入孔處形貌對比)



(圖8. 漢鼎超聲波 vs. 無超聲波：出孔處形貌對比)

【漢鼎超聲波】玻璃微鉆孔加工：產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

玻璃微孔特征廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中需要運用TGV（Through Glass Via）技術(shù)的RF-MEMS開關(guān)以及圖像傳感器等產(chǎn)品中，還包括汽車產(chǎn)業(yè)的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀等設(shè)備中。


鈉鈣玻璃（Soda-Lime Glass）在眾多行業(yè)中具有多樣化的應(yīng)用，其價格相較其他玻璃種類（如硼硅酸鹽玻璃Borosilicate Glass或光學(xué)玻璃Optical Glass）更加低廉且易于獲取。

鈉鈣玻璃中所含的碳酸鈉（Soda）和石灰（Lime）使其可以多次軟化且在循環(huán)利用過程中不喪失材料質(zhì)量，具備良好的回收特性。

然而，鈉鈣玻璃的高CTE（熱膨脹系數(shù)）使其耐熱沖擊性能較差（Thermal Shock），溫度劇烈變化時易破裂。其莫氏硬度約為6-7，雖不算特別高，但其硬脆性特性為CNC加工帶來了挑戰(zhàn)，尤其是微鉆孔加工時若切削阻力、推力或扭矩控制不當(dāng)，容易導(dǎo)致嚴重的脆裂邊（Edge-cracks）和次表面裂紋（Subsurface Damage）。


漢鼎智慧科技的超聲波加工模組為新材料加工帶來了全新解決方案！漢鼎的超聲波輔助加工技術(shù)大幅提升加工效率，減少整體加工時間，同時顯著降低脆裂邊尺寸。不僅滿足客戶的標準需求，更為客戶創(chuàng)造多重價值！


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