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蔡司O–INSPECT三坐标测量机在硅胶行业应用

发布时间:2016-09-26 10:37:24

微镜 蔡司显微镜

O–INSPECT蔡司三坐标测量机在硅胶行业应用

访问德国微小产品生产技术应用中心 (AMP)

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外科医生使用的仪器越来越小,汽车制造业使用的喷嘴直径也只有几十微米。这种小型化的趋势方兴未艾。在柏林新建的微生产技术应用中心(AMP),研究人员致力于为各行各业的客户开发微细零件和结构件。蔡司的7台测量机在他们的研究过程中大显身手、各展奇能。

 

蔡司三坐标工业和科学领域正在进入更小的规模尺寸。因此,2011年底微生产技术应用中心应运而生。新大楼是柏林生产技术中心(PTZ)的一部分,里面有两所学院:Fraunhofer生产系统及设计工艺学院(IPK),以及柏林工业大学的机床和工厂管理学院(IWF)。

 

PTZ的大约20位科学家、3位技术人员和约40名学生助理在微生产技术应用中心控制严格的环境中工作:相对湿度稳定保持在45%–55%之间,温度波动限于1摄氏度,实验室限于五分之一摄氏度。蔡司三坐标即使是最轻微的温度波动也会导致工件报废:如果滚刀刀片有极其细微的膨胀,机器将无法满足加工精度的要求。这是一个极端的案例—在这种微观生产技术情况下制造的商品,至少具有一个以微米级的尺寸标的。

 

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在微小生产技术中心,尺寸为微米级的工件,涉及许多生产和测量技术的挑战–图片显示的是一个硅材料零件。

 

生产的极限

在医疗技术、动力和驱动技术、汽车、航空航天、精密工程及工具制造和模具制造行业的公司都极大地受益于AMP可控的环境。以他们为代表的研究人员在h. c. Eckart Uhlmann博士的指导下,努力开发微小部件和结构,并尽最大可能优化生产工艺。他们采用了一系列的加工方法–从微小的钻石镶嵌工具的加工至激光材料加工,再到精密硬质合金刀具的铣削。虽然研究项目各不相同,但他们有一个共同点:都经过可靠的测量技术的检测,这也是在同一个世界里一个小个子的销钉遇见一个巨大的箭头时,唯一能够保证它们互识的依据。“我们必须不断检查我们所做的一切,” Fraunhofer IPK的Dirk Oberschmidt博士说,接着他又补充道:“我们的研究是生产的极限。”五台坐标测量机、一台计算机断层扫描仪和六台显微镜在AMP用于质量检验。大多数设备是蔡司产品,安装在超精密的实验室内。该系列设备需要监测工件的广谱性和员工面临的测量要求。这个范围包括从结构尺寸仅有几百纳米,只能用显微镜检查的零件,到尺寸在毫米范围内、有大量的几何特征需要不同的测量原理进行检查的大型零件。

 

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蔡司三坐标为了评估生产和测量潜力,AMP科学家们使用参考工件–如20微米大小的芯片的几何形状。

 

一窥究竟

AMP柏林技术中心在开业时购买了一台蔡司O–INSPECT复合式测量机和一台蔡司METROTOM 800计算机X射线断层扫描仪。这是2011年年底经过严格的考核评估做出的采购决定。

从那时起,研究人员已经用METROTOM检查了数百个易损的微型部件–即使用X射线检查部件,从而生成能够显示部件所有特征的三维模型。然后操作人员用蔡司CALYPSO测量软件将其直接与CAD模型进行对比。公差的大小以不同色彩显示,简单明了。目前,研究人员已经将测量机用于传感器和医疗技术的开发项目中,以确保孔径达到或略小于50微米。将来,在工具制造、模具制造和生物技术方面还将增加其它的任务。科学家们对所选择的测量机感到非常满意:“X射线计算机断层扫描仪具有神奇的能力,能够看到部件内部,以此确保产品质量,”Oberschmidt博士非常高兴地说,然后又补充说:“当检测泡沫和复合材料时,这一点帮助相当大。”

 

日常工作中的可靠帮手

购买蔡司O–INSPECT的决定使AMP得到了无法估量的回报:“这是一台非常适合我们日常工作的设备,它可以快速简单地提供可靠的测量结果,”Oberschmidt博士总结说。该测量机的两个卓越性能特点,确保了AMP的工作顺利完成:首先它操作简单,适合不断变化的工作任务。工作人员经过简单的培训之后,可以迅速编写新工件的测量程序。第二,蔡司O–INSPECT具有两种不同的探头:接触式探头和光学探头。因为某种工件部分特性可能只能采用光学测量,而另外一些特性可能只能采用接触式探头,根据Oberschmidt博士的说法,“这种探头组合形式非常适合我们的测量要求。”蔡司O–INSPECT现在是AMP使用频率最高的测量机,并且每天都在运行,纵观使用的效果,无论是对整个测试件进行测量,还是在注塑机上单独检测几何形状都表现卓越。

Oberschmidt博士认为,复合式测量机技术是他正在见证的生产技术发展趋势中最好的例子:在一个单一的系统中整合了不同的方法。尽管将AMP全部的测量任务结合在一台机器中可能无法很快实现,但是由于选择了测量机,针对任何微型部件,AMP几乎都拥有完美的测量解决方案。对于Oberschmidt博士来说,可靠的测量技术与微小产品生产紧密相联:“测量技术通常是更高精度技术创新的先行者。由于我们也将这种理论应用在我们的工作领域中,因此我见证了机械工程技术在日常工作中取得的巨大进步。”

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简介

微小产品生产技术应用中心 (AMP)

AMP柏林拥有德国最好的研究和开发装备。其于2011年11月启用,专门满足最大精度生产方法的需要,具有绝对的优越性:温度和湿度可准确调节,是没有环境振动的特殊实验室。拥有20名科学家、3名技术人员和大约40名学生助理,他们来自Fraunhofer生产系统及设计工艺学院(IPK),以及柏林工业大学的机床和工厂管理学院(IWF)。中心780平方米的设施,为他们在研究和发展项目上的联合工作提供了足够的空间。他们联合创建柏林生产技术中心,开发微型部件、测试复杂的微型系统并优化大批量生产的制程。

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