Kaip mirti - pjovimo mašinos tikslumas paveikti produkto kokybę?

Tikslioje gamyboje „Die -“ pjovimo mašinų tikslumas tapo kritiniu veiksniu, lemiančiu produkto veikimą. Nuo mikrono - elektroninių komponentų iki nano - skalės optinės plėvelės, net nedideli, pjovimo tikslumo mažinimo nuokrypiai gali sukelti funkcinį nesėkmę arba sumažinti gyvenimo trukmę. Straipsnyje nagrinėjami poveikio mechanizmai per penkis pagrindinius matmenis ir nagrinėjami pažangios optimizavimo metodai.

I) specifinės matmenų nukrypimų apraiškos

• Linijinis matmuo - - tolerancija: lanksčioje spausdintos grandinės (FPC) tarpiklių apdorojime yra įprasti ± 50 μm nuokrypiai x/y ašies kryptimi. Kai projektavimo nuokrypiams reikia valdyti ± 20 μm, - - 37% tolerancijos greičio Out- sukelia partijos gedimą. Pastebimas atvejis apėmė išmaniųjų telefonų prekės ženklą, kai FPC izoliacijos tarpikliai, viršijantys ilgio toleranciją 0,12 mm, sukėlė jutiklinio ekrano gedimus 15% vienetų.
• Geometrinio tolerancijos viršijimas: Tai dažnai būna lustų pakavimo substratuose. Kai lygumas viršija 0,05 mm/m, metalo įtempis, susidarantis litavimo keturkojų metu, litavimo sąnario įtrūkimo tikimybė.

Ii) funkcinis poveikis elektroniniam surinkimui

Pjaustant 0,1 mm storio PET dvigubą - juostą, pločio ± 30 μm paklaida gali sukurti 0,15 mm tarpą išmaniųjų telefonų akumuliatorių skyriaus sandarinimo juostelėse, todėl neatitinka IP68 įvertinto vandens atsparumo.

Puslaidininkių gamintojo, supjaustyto BGA substratus, atvejo analizė parodė, kad statmenų nuokrypis, viršijantis 0,1 laipsnio, lėmė 0,08 mm litavimo rutulio poslinkį po pakartotinio litavimo. Tai viršijo IPC-6012 3 klasės standartinę 0,05 mm ribą, todėl sumažėjo 12% išeigos.

Iii) Pramonės standartinė lyginamoji analizė

• IPC-6012D Standard: Specifies dimensional tolerances for precision die-cut parts: ±0.05mm for dimensions ≤2mm; ±0.025mm/10mm for dimensions >2 mm.
• „Apple“ tiekimo grandinės vidiniai standartai: griežtesni. OLED ekrano FPC pjovimui reikia tiesinio ± 15 μm tikslumo, o lygumas - 0,03 mm/m.
• „Huawei Case“ (5G bazinės stoties RF modulis): įdiegtas dar griežtesnis lazeris - kalibruotas tikslumo standartas ± 10 μm tarpiklių pjaustymui.

I) kraštų defektų tipai ir priežastys

Nuskaitymo elektronų mikroskopo (SEM) stebėjimai rodo, kad įprastinė plieno taisyklė miršta - PET optinių plėvelių pjaustymui, esančiose kraštuose yra 20–50 μm.

Kai naudojami karšti - spauda, ​​veikianti virš 60 laipsnių, molekulinės grandinės lūžis įvyksta 200 μm krašto zonoje. Diferencinė skenavimo kalorimetrijos (DSC) testavimas patvirtina, kad šiose vietose medžiagos stiklo perėjimo temperatūra (TG) sumažėja 8–12 laipsnių.

Atvejo analizėje, apimančioje „Polarizer“ pjovimą automobilių ekranams, kristališkumo pokyčiai, kuriuos sukelia karšta - Paspauskite įspūdžius, sukėlė 3,2% perdavimo sumažėjimą krašto srityje.

Ii) optinio našumo skilimo mechanizmai

Kompiuterinis modeliavimas, pagrįstas MIE sklaidos teorija, rodo, kad 10 μm - dideli Burrs sukelia 0,8 laipsnio išsklaidymo kampą 450 nm mėlynai šviesai. Šis išsklaidymas kaupiasi, todėl 5 sluoksnių plėvelės kaminuose bendras pralaidumas yra 1,7%.

Streso koncentracijos veiksniai, esantys PET plėvelės krašto mikrokaktuose, gali pasiekti 3,2, pagreitindami sidabro sluoksnio oksidaciją per drėgmės patekimą. Pagreitintas bandymas (85 laipsnių /85% RH) prekės ženklo automobilių navigacijos ekrane parodė mėginius, kurių kraštų defektai pasižymi geltonkūnio indeksu (ΔYI) 5,6 vienetų aukštesniais nei kvalifikuoti mėginiai.

Iii) gyvenimo trukmės patvirtinimas per bandymo duomenis

ISO 16474-3 pagreitėjusių senėjimo testai parodė mėginius, kurių kraštų šurmulys kenčia nuo 2,3%-1,8 karto didesnio nei kvalifikuotų mėginių per metus.

Japonijos automobilių gamintojo palyginamieji bandymai parodė reikšmingus lazerio - iškirptų automobilių ekrano plėveles („Edge Roughness RA“ pranašumai<1μm): after 2000 hours of xenon lamp aging, they maintained transmittance 9.7% higher than parts processed with conventional die-cutting.

Mėginiai, turintys šiluminę pažeidimą kraštuose, buvo smarkiai sumažėjęs gyvenimo trukmė ir sutrumpėjo iki 63% kvalifikuoto mėginio ilgaamžiškumo.

(1) Periodinis tikslumo pablogėjimo modelis

Moldų susidėvėjimas atitinka tipišką vonios kreivės dėsnį: Po 5000 ciklų, naujas pelėsis patenka į stabilų nusidėvėjimo periodą, o kraštų filė spindulys padidėjo nuo 5 μm iki 15 μm. Dėl to pjovimo jėga padidėja 22%, o matmenų nuokrypis padidėja 0,5 μm tūkstančio ciklų greičiu. Po 4 valandų nuolatinio veikimo, servo sistemos padėties kilpa padidėja dėl variklio temperatūros kilimo, todėl pakartotinis padėties nustatymo tikslumas pablogėja nuo ± 10 μm iki ± 35 μm. „TWS“ ausinių putplasčio PAD gamybos linija kadaise patyrė 18% partijos dydžio nuokrypį dėl šios problemos.

(2) Tipinė defektų atvejo biblioteka

Pjaustant tris - sluoksnio akrilo putplasčio juostą, nepakankamas pakartotinis tikslumas sukelia tarpsluoksnio poslinkį, viršijantį 50 μm, ir sudaro matomą žingsnių skirtumą 0,3 mm - storuose produktuose ir paveikdamas mobiliųjų telefonų vidurinių rėmų sandarinimą. Pjaustant netaisyklingas skylutes lanksčiose plokštėse, kai pakartotinis tikslumas pablogėja nuo ± 15 μm iki ± 40 μm, sutapimo nuokrypis tarp skylių padėties ir trinkelių viršija 0,1 mm. Tai lemia litavimo pastos poslinkį, viršijantį toleranciją SMT išdėstymo metu, todėl PCB gamintojas gali patirti 1,2 mln. RMB ketvirčio kokybės nuostolius.

(3) Kiekybinė kokybės praradimo analizė

SPC valdymo diagramos rodo, kad kai plėvelės pjaustymo mašinos proceso galimybių indeksas CPK sumažėja nuo 1,67 iki 1,33, PPM vertė masinės gamybos padidėjimas padidėja nuo 0,5 iki 233. Medicinos pramonei reikia didesnio CPK arba lygus 1,8 kateterio izoliacijos lapo pjaustymui, tai atitinka PPM<0.001, while the consumer electronics sector typically accepts Cpk≥1.5 (PPM<3.4). After a wearable device manufacturer raised the Cpk threshold from 1.33 to 1.67, annual quality costs were reduced by 3.8 million RMB.

(1) Dėvėjimo perdavimo mechanizmo tyrimai
Nustatytas baigtinių elementų modelis rodo, kad kai plieninių ašmenų kraštų apvalinimas padidėja nuo 5 μm iki 20 μm, pjovimo jėga padidėja nuo 30N iki 58N, todėl gido geležinkelio poros dinaminės apkrovos padidėjo 45%. Tai dar labiau lemia rutulinio varžto ašinį klirensą, besiplečiantį 0,2 μm tūkstančio ciklų greičiu. Po automobilių vidaus plėvelės pjovimo mašinos veikia 8000 valandų, kreipiamojo bėgio susidėvėjimas siekia 12 μm, o atitinkama y -} ašies padėties nustatymo paklaida išsiplečia nuo ± 15 μm iki ± 42 μm.

(2) Tikslumo pablogėjimo išankstinio perspėjimo technologija
Vibracijos spektro analizė rodo, kad pradiniame pelėsio nusidėvėjimo etape (5 - 10 μm ašmenų kraštų apvalinimas) energijos smailė atsiranda 12-18 kHz dažnių juostoje. Kai šios juostos amplitudė viršija atskaitos vertę 15dB, ji signalizuoja, kad reikia šlifuoti pelėsį. Temperatūros lauko stebėjimas atskleidžia, kad kai transmisijos sistemos temperatūra viršija 25 laipsnius, rutulinio varžto šiluminis pailgėjimas siekia 18 μm. Šiuo metu adaptyvus PID parametrų reguliavimas gali kompensuoti 82% klaidos. Po to, kai štampuojanti gamykla pristatė šią technologiją, neplanuotos prastovos buvo sumažintos 67%.

(3) Priežiūros procesų optimizavimas
Priežiūros strategija, pagrįsta nusidėvėjimo slenksčiais, rodo, kad pelėsio šlifavimas, kai pjovimo ciklų skaičius siekia 3000 (ašmenų kraštų apvalinimas siekia 10 μm), gali pratęsti pelėsio tarnavimo laiką iki 12 000 ciklų, sumažinant pelėsių sąnaudas 40%, palyginti su tradicine 5000 ciklų pakeitimo strategija. Priėmus dinaminę išankstinio apkrovos kompensavimo technologiją, rutulinio varžto ašinį klirensą galima valdyti per 5 μm. Optinės plėvelės gamybos linija pagerino Y - ašies pakartojamumo tikslumą nuo ± 30 μm iki ± 12 μm per šią technologiją.

(1) Multi - jutiklio suliejimo padėties nustatymo schema
Žibininės matymo sistema naudoja Zhang kalibravimo metodą kartu su 20 × 20 šachmatų lentos kalibravimo plokštele, sumažindama kalibravimo paklaidą nuo 0,08 mm iki 0,02 mm. Kai lazerio poslinkio jutiklių (mėginių ėmimo dažnis 10 kHz) ir kodavimo elementų (mėginių ėmimo dažnis 10 kHz) ir kodavimo laiko žymėjimo sinchronizacijos algoritmas, dinaminio padėties nustatymo tikslumas esant 500 mm/s pjovimo greičiui, pagerėja nuo ± 50 μm iki ± 15 μm. Po to, kai ši schema pritaikė lanksčią ekrano modulio gamyklą, specialiojo - formos išeigos greitis padidėjo nuo 89% iki 98,7%.

(2) Servo parametrų optimizavimo matmenys
Eksperimentiniai duomenys apie greičio kilpos pralaidumą ir sekimo klaidas rodo, kad kai pralaidumas padidėja nuo 200Hz iki 500Hz, stebėjimo paklaida esant 200 mm/s greičiui sumažėja nuo ± 25 μm iki ± 8 μm, tačiau viršija 550Hz trigerių mechaninį rezonansą. Septynių {- segmento planavimas pagreičio/lėtėjimo kreivėms SEPTING SED SEND SEND SED SEMP SEMP SUMAŽINIMAS Sutrumpina 100 mm takto padėties nustatymo laiką 12%, palyginti su tradicinėmis trapecijos kreivėmis, tuo pačiu sumažindamos perteklių nuo ± 15 ± 5 ± 5 μm.

(3) intelektualios kontrolės technologijos taikymas
Giluminio mokymosi modelis, pagrįstas „Resnet“ - 18, pasiekia 99,3% atpažinimo tikslumą padėties nustatymo ženklams, o 40% stipresnis anti - trukdžių galimybė nei tradicinė Hough transformacija sudėtingomis apšvietimo sąlygomis (ryškumo svyravimas ± 30%). Modelio numatomojo valdymo (MPC) algoritmas didelės spartos pjovimo (800 mm/s) sumažina kontūro paklaidą kampuose nuo ± 40 μm iki ± 12 μm, optimizuodamas trajektoriją kitoms 100ms. Po to, kai ličio akumuliatoriaus poliaus pjovimo linija pritaikė šią technologiją, skirtukų matmenų konsistencija buvo pagerinta iki ± 20 μm.

Pelėsių pjovimo tikslumo valdymas tapo tarpdisciplininiu lauko integracine medžiaga mechanika, optinė inžinerija ir intelektualioji valdymas. Atnaujindami reikalavimus, tokius kaip 5G elektroninių komponentų miniatiūrizavimas ir didelis transporto priemonių ekranų šviesos perdavimas, pramonė pereina iš Micron - lygio į submicron - lygio tikslumą. Tam reikia įrangos gamintojų, kad būtų pasiektos bendradarbiavimo inovacijos mechaniniais tikslumais, intelektualiais algoritmais ir proceso optimizavimu.

Straipsnyje sistemingai atskleidžiamas mechanizmas, kuriuo tikslumas daro įtaką produkto kokybei, sukuriant „tikslumą - defektas - gedimas“ Priežastinės grandinės analizės sistema, derinant 12 tipinių pramonės atvejų, 8 eksperimentinių duomenų grupių ir 5 matematinius modelius. Visi techniniai parametrai yra gauti iš nacionalinių standartų, tokių kaip GB/T 38305 - 2019 ir išmatuoti įmonės duomenys. Kai kurie eksperimentiniai rezultatai yra cituojami analizuojant koreliacijos tarp servo sistemų dinaminių charakteristikų ir apdirbimo tikslumo, paskelbto Kinijos žurnale „Mechanikos inžinerija“ 2023 m.

1. „Techninė tikslumo štampo specifikacija - pjovimo apdorojimas“ (GB/T 38305-2019)

2. Baltas popierius apie mikro - elektroninių komponentų asociacijos (PAV) surinkimo tikslumą (PAV)

3. Optinių filmų pramonės technologijos inovacijų strateginis aljansas „Funkcinių filmų tikslumo tvarkymo gairės“

4. Št - namų pjaustymas "Tyrimo ataskaita apie koreliaciją tarp pelėsių nusidėvėjimo ir įrangos tikslumo"

5. "Servo sistemos dinaminių charakteristikų ir apdirbimo tikslumo koreliacija" - Mechanikos inžinerijos žurnalas, no . 7, 2023

6.Vision Research „Baltoji knyga apie aukštą - greičio vizualinės padėties nustatymo technologiją, pagrįstą giliu mokymuisi“