Ảnh hưởng của rung động vi mô môi trường đến máy Laser Grooving?
Thực tế giám sát|Ảnh hưởng của rung động vi mô môi trường đến máy Laser Grooving?Rung động vi mô môi trường là yếu tố không thể xem nhẹ đối với các thiết bị gia công có độ chính xác cao. Ngay cả những rung động rất nhỏ cũng có thể gây lệch tiêu điểm laser, làm ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của rãnh khắc. Vậy làm thế nào để đảm bảo thiết bị vận hành ổn định và duy trì chất lượng quy trình?
Laser Grooving (Khắc rãnh bằng laser)
Laser Grooving là công nghệ gia công chính xác sử dụng chùm tia laser năng lượng cao để tạo rãnh trên bề mặt vật liệu.
Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất bán dẫn, linh kiện vi điện tử, pin năng lượng mặt trời và các lĩnh vực yêu cầu độ chính xác cực cao.
Ứng dụng của Laser Grooving
• Sản xuất bán dẫn: Trong quá trình gia công wafer, dùng để tạo cấu trúc vi mô như chia die, khắc mạch điện và định hình cấu trúc chip.
• Gia công linh kiện vi điện tử: Tạo lỗ vi mô và đường dẫn mạch trong bảng mạch in (PCB).
• Sản xuất pin năng lượng mặt trời: Tạo hình dẫn điện trên cell pin nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng.
• Các lĩnh vực gia công chính xác khác: Bao gồm thiết bị y tế, linh kiện hàng không vũ trụ và cơ khí chính xác cao.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của Laser Grooving
Công nghệ Laser Grooving sử dụng chùm tia laser năng lượng cao được hội tụ chính xác lên bề mặt vật liệu.
Dưới mật độ năng lượng lớn, vật liệu sẽ nhanh chóng nóng chảy, bay hơi hoặc thăng hoa, từ đó bị loại bỏ để tạo thành rãnh khắc chính xác.
Quá trình này là phương pháp gia công không tiếp xúc, giúp tránh ứng suất cơ học và hao mòn – những nhược điểm thường gặp ở phương pháp gia công cơ khí truyền thống.
Những thách thức của Laser Grooving
Chỉ một rung động rất nhỏ cũng có thể khiến tiêu điểm laser bị lệch, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của rãnh khắc.
Điều này có thể làm kích thước sản phẩm không đáp ứng yêu cầu thiết kế, khiến độ chính xác gia công suy giảm, kéo theo ảnh hưởng đến hiệu năng và độ tin cậy của sản phẩm.
Ngoài ra, rung động còn có thể tạo ra các gợn sóng vi mô hoặc sự không đồng đều trên bề mặt gia công, làm tăng độ nhám bề mặt, ảnh hưởng đến tính chất quang học hoặc cơ học của sản phẩm.
Trong điều kiện rung động vi mô xảy ra thường xuyên, máy móc buộc phải giảm tốc độ vận hành để đảm bảo chất lượng, từ đó trực tiếp làm giảm hiệu suất sản xuất.
Bên cạnh đó, rung động vi mô kéo dài sẽ làm gia tăng hiện tượng mài mòn và mỏi cơ học của thiết bị, rút ngắn tuổi thọ máy móc, đồng thời làm tăng chi phí bảo trì và thay thế linh kiện.
Ảnh hưởng của rung động vi mô
1. Suy giảm độ chính xác gia công: Rung động vi mô làm tiêu điểm laser bị lệch, ảnh hưởng đến độ chính xác của rãnh khắc, khiến kích thước sản phẩm không đúng theo thiết kế, từ đó làm giảm hiệu năng và độ tin cậy.
2. Chất lượng bề mặt kém: Rung động tạo ra các gợn sóng hoặc sai lệch nhỏ trên bề mặt gia công, làm tăng độ nhám, ảnh hưởng đến tính chất quang học và cơ học của sản phẩm.
3. Giảm hiệu suất sản xuất: Để đảm bảo chất lượng gia công, máy móc có thể phải giảm tốc độ vận hành khi xảy ra rung động vi mô, dẫn đến năng suất bị suy giảm.
4. Rút ngắn tuổi thọ thiết bị: Rung động kéo dài làm gia tăng mài mòn và mỏi kết cấu, khiến thiết bị nhanh xuống cấp và làm tăng chi phí bảo trì.
Làm thế nào để phát hiện?
Thiết bị phân tích chất lượng động VMS-PH
Sử dụng thiết bị phân tích động VMS-PH để đo lường tại nhiều điểm khác nhau, đồng thời thu thập dữ liệu rung động theo ba trục X, Y, Z.
Kết quả đo được sẽ được so sánh với tiêu chuẩn rung động VC-Curve, nhằm đánh giá mối quan hệ giữa rung động của thiết bị và rung động môi trường xung quanh.
Tình trạng đo lường
CH1 trục X CH2 trục Y CH3 trục Z
Khởi động máy: Op. Theatre
X: VC-A、Y: Op. Theatre、Z: VC-A
Khởi động máy – có xe đẩy đi qua: Op. Theatre
X: Op. Theatre、Y: Residential、Z: Residential
Xe đẩy đi qua: VC-A
X: VC-B、Y: VC-A、Z: VC-A
Khởi động máy: Op. Theatre
X: Op. Theatre、Y: VC-A、Z: VC-B
Kết luận đo lường
Kết quả đo cho thấy mức vi rung động cao nhất đạt cấp độ phòng phẫu thuật (Op. Theatre). Với yêu cầu độ chính xác quy trình từ 25 µm trở lên, có thể sơ bộ đánh giá là phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật của quy trình. Việc sử dụng dầm chữ I giúp cải thiện ảnh hưởng rung động truyền từ sàn tầng lên bệ máy. Ảnh hưởng của xe đẩy di chuyển đối với mức vi rung động của sàn là rất nhỏ và có thể xem như không đáng kể. Ngoài ra, tại khu vực lân cận có ghi nhận tần số quay của thiết bị khoảng 30 Hz (1800 rpm), trong đó thành phần bội tần lần thứ hai (2×) trùng khớp với tần số rung động đo được trên máy. Do đó, việc cải thiện mức vi rung động có thể bắt đầu từ nguồn rung động này.
Ảnh hưởng của vi rung động môi trường đối với các thiết bị sản xuất có độ chính xác cao là không thể xem nhẹ. Thông qua việc lắp đặt các giải pháp cách rung chuyên dụng và tối ưu hóa môi trường gia công, mức độ rung động đã được giảm thiểu hiệu quả, giúp cải thiện rõ rệt chất lượng sản phẩm và hiệu suất sản xuất, đồng thời đảm bảo độ chính xác gia công và chất lượng sản phẩm.
VMS-PH Thiết bị phân tích động học