ULTRASONIC超聲加工技術 加工半導體行業中的高精度工件

Berliner Glas KGaA Herbert Kubatz創建于1952年，已發展成為擁有1,500名員工的集團公司，在德國、瑞士和中國設有分支機構和在美國設有銷售代表處。Berliner GlasKGaA Herbert Kubatz公司專注于研發和生產光學器件、組件和系統，是半導體、激光和航空航天以及醫療器械行業全球領先公司的供應商。20多年來，Berliner Glas公司用DMG MORI數控機床加工生產。其38臺機床中有23臺為ULTRASONIC超聲加工中心，Berliner Glas公司因此成為DMG MORI在全球擁有ULTRASONIC超聲加工機床最多的公司。Berliner Glas用這些機床加工碳化硅和Zerodur©等高精度硬脆材質的工件。

Berliner Glas提供從開發到批量生產的全面服務，包括完整組件的安裝，在客戶價值鏈中發揮著重要作用。工藝技術負責人André Pisch介紹公司的產品說：“現在，三分之一的訂單來自半導體行業。”在該公司位于柏林的總部，1,000名員工中的400多名員工為半導體行業的領先公司生產產品。“產品包括真空和靜電夾頭、標準反光鏡和放大器，用于光刻系統中進行高精度運動和測量。”高質量的工件顯著提高芯片生產的生產力。“ULTRASONIC超聲加工技術是加工這些工件的理想技術。”

ULTRASONIC超聲技術提高硬脆材質加工的工藝可靠性

復雜的脆硬材質是生產的難點。André Pisch說：“加工高性能陶瓷和玻璃陶瓷，例如碳化硅和Zerodur©，刀具的磨損十分嚴重，工件邊部易于裂紋。”為此，該公司早已采用DMG MORI的ULTRASONIC超聲加工機床。ULTRASONIC超聲加工是將刀具的旋轉運動與感應傳動的縱向振動相互疊加，降低切削力達50 %。數控生產部部長Randolph Hennig介紹超聲加工技術的非凡效果：“超聲加工最大程度的減少刀具磨損以及材料上裂紋和裂痕的程度。”提高進給速度和加大進給量，而今提高生產力。

合作開發提高生產力達3倍

雙方均獲益于長期合作：Randolph Hennig說：“我們在陶瓷加工領域積累的專有技術也用于開發新款ULTRASONIC超聲加工發生器。”DMG MORI再次優化和提高新款ULTRASONIC超聲發生器的剛性。更高剛性的ULTRASONIC增幅器將幅值提高兩到三倍，最大達15 μm。“也就是說可提高生產力達三倍，同時降低刀具磨損和減少微裂紋。”

用ULTRASONIC超聲磨削技術經濟地加工輕量化的反光鏡基體結構件，其材質為SiC或Zerodur©，完整加工半導體行業的石英玻璃環和SiC圓晶夾盤。

ULTRASONIC超聲加工機床還提供DMG MORI技術循環，提供自動優化頻率和振幅以及調整進給量的功能。根據合作協議，還建立了多層合作服務關系。Randolph Hennig補充說：“這將停機時間降低至最短。”

銑 / 車復合加工和ULTRASONIC超聲加工技術縮短周期時間達67 %

Berliner Glas 使用的ULTRASONIC超聲加工機床包括高動態性能的ULTRASONIC 20 linear，用于加工小型工件，七臺緊湊型的ULTRASONIC 5 0，其行程為650 × 520 × 475mm，四臺ULTRASONIC 85 monoBLOCK和兩臺ULTRASONIC 125monoBLOCK，用于加工大型工件。行程分別為935 × 850 × 650 mm和1,335 × 1,250 × 900 mm。其中一臺ULTRASONIC 85 monoBLOCK加工中心配銑 / 車工作臺。Randolph Hennig介紹大量旋轉對稱件說：“在普通銑床上，聯動控制三個直線軸進行圓弧插補非常復雜。”由于可一次裝夾進行車削加工，現在還能選配磨削外圓和內圓功能。因此，可將部分工件的周期時間縮短67 %以上，將其壓縮到30分鐘。André Pisch補充說：“僅憑這一點，我們就將銑 / 車復合加工技術定位為未來的重要技術。”Berliner Glas的成功發展使該公司決定繼續投資購買設備和培訓員工，目前加工崗位的員工略多于50名。André Pisch說：“一方面，我們必須滿足對高素質員工的需求。”部分年輕人才在公司內部進行培訓。“另一方面，我們正在提高生產能力，繼續投資購買新ULTRASONIC超聲加工機床并不斷優化工藝”。