精密フラットラッピングサービスのアプリケーション

フラットラッピングサービスは何を実現しますか?

金属切削工場を見学して当社のことを知っていただくと、3 種類のラッピング装置があることに驚かれることがよくあります。しかし、本当に驚くべきことは、非常に単純な (そして有益な) 精密フラットラッピングのプロセスに慣れていない人が非常に多いことです。

ラッピングマシンには可動部品がありますが、それらは遊園地の乗り物のティーカップのように回転するプレートです.プロセスをシンプルにしているのは、プレートが複数の軸ではなく単一の平面で規則的に回転することです。上部のプレートは一方向に、下部のプレートは反対方向に進みます。

しかし、フラットラッピングサービスがこれほど有益な理由は何でしょうか?詳しく見てみましょう。

ラッピングの基本

ラッピングは、一緒にこすり合わせる 2 つの表面の間に研磨剤を含む、制御された機械研磨または研磨プロセスです。このプロセスは通常、正確な表面仕上げを作成するために使用されます。

金属切削および当社のお客様にとって、ラッピングの主な目的は、非常に滑らかで平らな表面を実現することです。しかし、凸レンズやミラーなどのドーム型表面を得るためにラッピングを使用することもできます。 (詳細は後述)

ラッピングは、金属、ガラス、セラミック、プラスチック、シリコン基板など、幅広い材料に適用できます。材料を除去できる精度のおかげで、プロセスはナノメートル (0.001 μm) 範囲の表面仕上げを生成できます。

精密フラットラッピングの利点

精密フラットラッピングは、両頭研削と並んでよく話題になります。これは、どちらのプロセスも、表面仕上げ、平面度、平行度、または厚さに対して厳しい公差を必要とする金属部品に使用できるためです。

ただし、フラットラッピングサービスは、厚みと平行度を厳密に制御する必要がある部品に最もよく使用されます。このプロセスでは、一般に均一性が 2.5 μm 未満の高公差で、寸法的に正確なフラットパーツが製造されます。

精密フラットラッピングは、表面の不規則性を修正し、のこぎりや研磨による表面下の損傷を取り除くためにも使用できます。

ラップされるパーツは、ラッププレートの形状を反映します。そのため、精密なフラットラッピングでは、プレートを非常に平らな状態 (通常は 0.004 mm 未満) に維持する必要があります。これにより、ラッピングされる部品自体が平らになります。

フラットラッピングサービスは、多くの用途に特に適しています。たとえば、レンズメーカーは専用のラッピングマシンを使用して、30 ナノメートル (0.030 μm) を超える平坦な表面を生成します。

精密なフラットラッピングは、非常に壊れやすく薄いコンポーネントの取り扱いに必要な精度を提供するために、半導体製造にも不可欠です。 LED、サファイア、シリコン、化合物基板、光ファイバーなどのウェーハ用に設計された半導体グレードのラッピングマシンと特殊なマウントキャリアがあります。

片面と両面のラッピング

部品の材質と用途に応じて、精密フラットラッピングは片面または両面になります。

車を磨くような片面ラッピングを考えてみてください。研磨剤は柔らかい素材に塗布され、硬い素材の表面を磨くために使用されます。通常、部品はリングまたはその他の装置で所定の位置に保持され、重りが置かれ、研磨スラリーが回転するラッププレートに供給されるときに研磨されます。

両面精密フラットラッピングでは、部品の表と裏の 2 つの面から材料が除去されます。これは、パーツと研磨材が 2 枚のラッピングプレートの間で転がりながら圧力を加えることによって達成されます。

重量がかかるとデリケートな素材が損傷する可能性がある場合は、治具を使用して部品を所定の位置に固定します。これにより、パーツの正確な位置決めと、非常に小さなパーツのラッピング中の負荷の調整が可能になります。たとえば、3 インチ (76.2 mm) から 0.118 インチ (3 mm) までです。

フラットではなくドーム型のパーツのラッピング

もちろん、ラッピングには平坦度を達成する以外にも目的があります。実際、このプロセスは、細くて均一なドーム形状を必要とするレンズやその他の部品の作成に使用できます。

凸面は、凹面になるように調整されたラッピングプレートを使用することで実現され、プレートの形状を反映した凸状のドーム部分が作成されます。正しいドームの形状と厚さを作成することは時間のかかるプロセスであり、多くの場合、開発段階で多くの試行錯誤を伴います.

ドーム型部品をラッピングする場合、精度はどのくらい重要ですか?光学系に欠陥があることが判明した 20 億ドルのプロジェクトであるハッブル宇宙望遠鏡について考えてみましょう。具体的には、ハッブルの主鏡の形状がわずかに間違っていました。

紙の厚さの約 1/50 という小さな欠陥が、望遠画像を歪める球面収差を発生させるのに十分でした。科学者はこの欠陥を修正することができましたが、ドームの均一性についてはコストのかかる教訓でした.

ラッピングのその他の利点

正確に滑らかで平らな表面を作成するだけでなく、ラッピングを使用して部品の端を高度に研磨し、長さと厚さの公差を非常に厳しくすることができます。

たとえば、金属切削ではラップを使用して、長さの公差の小数点を ±0.0010 インチ (0.0254 mm) から ±0.00010 インチ (0.00254 mm) に移動できます。ジオメトリを必要とするアプリケーションの場合、台形の部分を取り、ラッピングを使用してそれを長方形または平行四辺形に変えることができます。

さらに、当社のラッピングサービスでは、ソリッドパーツとチューブの両方で Ra 2 マイクロインチ (0.050 μm) の最終仕上げを実現できます。これには、薄肉チューブと長いコンポーネントが含まれます。