Đo lường quang học 3D thực hiện vai trò quan trọng trong các bộ phận đúc siêu nhỏ

Accumold, công ty hàng đầu thế giới về khuôn vi mô có độ chính xác khối lượng lớn, nổi tiếng về sự đổi mới và vượt quá mong đợi của khách hàng. Công ty hoạt động trong một môi trường mà kích thước của các bộ phận đôi khi nhỏ đến từng phút, dung sai luôn chính xác, độ phức tạp hình học có thể gây khó hiểu và kỳ vọng của khách hàng là không có tỷ lệ hỏng hóc và khả năng lặp lại vô song.

Chìa khóa thành công trong việc đạt được dung sai dưới micron là giảm thiểu rủi ro, vì mỗi bước trong quy trình phát triển sản phẩm có khả năng tạo ra dung sai chồng lên nhau. Việc kiểm soát yêu cầu Accumold thực sự được tích hợp theo chiều dọc, với công cụ, tạo khuôn, xác nhận và lắp ráp tự động, tất cả dưới một mái nhà và mỗi ‘bộ phận’ cộng tác để đảm bảo kết quả tối ưu.

Xác thực là một lĩnh vực quan trọng và Accumold hợp tác với chuyên gia hàng đầu về đo lường quang học không tiếp xúc, ZYGO, để quản lý một số công việc đo lường và xác nhận đòi hỏi khắt khe hơn. Không ở đâu cụm từ quen thuộc ‘nếu bạn không thể đo lường nó, bạn không thể làm cho nó’ phù hợp hơn trong thế giới đúc vi mô. Ở đây, các bộ phận thường được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng về an toàn và có thể nhỏ như hạt cát. Hoàn toàn tin tưởng vào mục đích thiết kế là rất quan trọng, và như vậy, niềm tin vào các công cụ đo lường được sử dụng cũng vậy.

Khả năng đo lường của Accumold là rất quan trọng ở tất cả các bước của quy trình đúc vi mô – từ chạy thiết kế thử nghiệm ban đầu và kiểm tra căng thẳng, đến chạy nguyên mẫu và kiểm định chất lượng sản xuất. Đảm bảo hoàn thành quy trình chất lượng thông qua các nghiên cứu về độ lặp lại và khả năng tái sản xuất (GR&R) của thiết bị đo thường xuyên, giúp Accumold và khách hàng của họ tin tưởng vào quy trình và các bộ phận mà quy trình sản xuất.

Với việc đo lường đóng vai trò trung tâm này, đo lường chuyển từ một thứ xấu xa cần thiết thành một công nghệ hỗ trợ. Các nhà đo lường của Accumold đã thành công trong việc giúp khách hàng cải thiện thiết kế của họ, định lại kích thước các bộ phận và sử dụng hiệu quả hơn Công cụ đo dung sai & kích thước hình học (GD&T) để bộ phận dễ tạo khuôn hơn, dễ đo hơn và hoạt động tốt hơn cho người dùng cuối.

Những thách thức chính

Rất thường xuyên trong một kịch bản vi mô, các vấn đề liên quan đến đo lường và xác nhận có thể là thách thức, với kích thước bộ phận, cố định bộ phận, dung sai in và độ nhám bề mặt dẫn đến sự phức tạp. Trong số này, kích thước bộ phận là thách thức quan trọng. Các bộ phận đúc siêu nhỏ có thể được định kích thước bằng micron, với các tính năng chỉ hiển thị dưới độ phóng đại 10 lần (hoặc lớn hơn). Với kích thước bộ phận nhỏ như vậy, phép đo không tiếp xúc là giải pháp lý tưởng.

Để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt, điều quan trọng là phải xác định cách cố định bộ phận đang được kiểm tra để đạt được các phép đo có thể lặp lại và lặp lại. Accumold thiết kế và sản xuất các đồ gá tùy chỉnh bằng thép hoặc nhựa 3D được thiết kế để giữ các bộ phận theo nhiều hướng khác nhau nhằm đảm bảo chúng có thể đo tất cả các tính năng trong quy trình đo tự động hoặc thủ công.

Một thách thức độc đáo nữa đối với các thành phần này là độ nhám bề mặt. Do kích thước nhỏ và các yêu cầu thiết yếu của lớp hoàn thiện, các biến thể nhỏ có thể có tác động mạnh mẽ hơn đến sản phẩm cuối cùng so với những gì có thể quan sát được với một bộ phận lớn hơn. Các công cụ đo lường không tiếp xúc rất quan trọng đối với các ứng dụng như vậy, vì các công cụ xúc giác có khả năng làm tổn hại đến tính toàn vẹn của bề mặt.

Với các yêu cầu xác nhận và thách thức liên quan đến chúng, rõ ràng là đo lường thực sự là một công nghệ hỗ trợ tại Accumold. Các công cụ đo lường có sẵn vào năm 2021 vượt trội hơn nhiều so với những công cụ mà công ty có trong tầm tay thậm chí mười năm trước.

Các công cụ đo lường liên tục phát triển và điều cần thiết là phải tích cực đánh giá công nghệ mới để duy trì ở đỉnh cao của ngành. Accumold sử dụng nhiều công nghệ đo lường tiên tiến bao gồm kiểm tra hình ảnh tự động (AVI), xử lý bằng rô-bốt và đo lường bề mặt quang học không tiếp xúc.

Đo lường quang học

Không còn nghi ngờ gì nữa, nhận thức của ngành về các hệ thống đo lường quang học đã thay đổi trong những năm gần đây và mức độ sử dụng của nó đang tăng lên đáng kể qua các năm. Có những lý do rõ ràng cho điều này: khả năng đo lường của nó mà không làm hỏng bề mặt hoặc tính năng trên các bộ phận đôi khi mỏng manh. Tuy nhiên, đo lường quang học cũng kích thích chuyển sang tự động hóa sản xuất nhiều hơn do tốc độ vốn có của nó so với các hệ thống tiếp xúc. Nó cũng có thể nhanh chóng thực hiện phép đo toàn trường thay vì tập trung vào từng tính năng của bộ phận cụ thể.

Accumold đã sử dụng bộ định hình quang học ZYGO trong nhiều năm, bắt đầu với NewView 7300 và sau đó thêm NewView 8300 thế hệ tiếp theo vào nhóm. Công ty sử dụng cả hai máy để đo độ nhám bề mặt 3D và kích thước chiều cao Z quan trọng, cũng như giải pháp đo lường tùy chỉnh để mô tả đặc điểm của thấu kính đúc so với thiết kế phi cầu của nó. Dữ liệu Accumold nhận được từ thiết bị ZYGO rất quan trọng trong việc chứng minh khả năng đúc và đo lường cho khách hàng của mình. Công ty cũng đã chia sẻ dữ liệu có sẵn từ các công cụ ZYGO với khách hàng để hỗ trợ họ phân tích.

Lý do chính để chọn ZYGO là khả năng đo chính xác các bộ phận được làm từ nhựa trong và nhiệt độ cao dùng để đúc thấu kính. Các công nghệ cạnh tranh phải vật lộn với các vật liệu trong suốt và một số không tạo ra dữ liệu cần thiết để phân tích. Một thiết bị yêu cầu Accumold phun bề mặt của các bộ phận bằng nhựa trong suốt bằng một lớp phủ mờ, điều này không tối ưu vì lớp phủ đã thay đổi kích thước của bộ phận.

Một trong những cách tốt nhất để thu được giá trị tối đa từ đo lường là làm việc nhiều hơn với tư cách là đối tác và cộng tác viên để giải quyết một vấn đề đầy thách thức. Accumold và ZYGO đã thực hiện phương pháp này trong nhiều năm. Công cụ định hình quang học ZYGO đầu tiên của Accumold là NewView 7300 và nhóm đã làm việc với ZYGO để tạo ra một quy trình phân tích tùy chỉnh cho các thấu kính đúc siêu nhỏ đang được sản xuất. Khi công nghệ phát triển, hai công ty tiếp tục làm việc cùng nhau để giải quyết các vấn đề đo lường thú vị và đầy thách thức cả trên công cụ ban đầu cũng như trên NewView 8300 và nền tảng phần mềm mới nhất của nó.

Thay vì chỉ mua một công cụ, ZYGO và Accumold đã duy trì một cuộc đối thoại lành mạnh để đảm bảo lộ trình năng lực và sản phẩm của ZYGO phản ánh nhu cầu đo lường của Accumold – liên tục cung cấp giá trị cho toàn bộ tổ chức của họ.

Accumold cho rằng việc hợp tác làm việc với các nhà cung cấp đo lường theo cách này là tương lai và sẽ đảm bảo rằng công nghệ phát triển theo nhu cầu của thị trường và khách hàng. Điều này cũng cho thấy thực tế là ZYGO nuôi dưỡng mối quan hệ đối tác với khách hàng của mình và tham gia vào các liên minh lâu dài với khách hàng để đưa ra các giải pháp thực tế cho các yêu cầu đo lường đang thay đổi.

nhìn về phía trước

Vai trò của đo lường trong một công ty đúc vi mô tích hợp theo chiều dọc là rõ ràng và là trung tâm của thành công chung. Đo lường quang học 3D từ ZYGO hiện là một công nghệ hỗ trợ mạnh mẽ tại Accumold và có vai trò quan trọng trong việc sản xuất kịp thời và tiết kiệm chi phí các bộ phận và bộ phận sử dụng cuối thường chính xác.

Để biết thêm thông tin: www.zygo.com