1. Kerntechnische Prinzipien

• Koordination des Bewegungssystems: Die Anlage verwendet eine „Planetengetriebe“-Struktur, und das Werkstück wird in einer Halterung des Planetenrads platziert. Während der Verarbeitung drehen sich die obere und untere Lappscheibe mit einer eingestellten Drehzahl (üblicherweise 50-300 U/min) in entgegengesetzter oder gleicher Richtung. Gleichzeitig umläuft das Planetenrad die Hauptwelle und rotiert selbst, sodass die Werkstückoberfläche und die Lappscheibe eine komplexe Gleitschmiertrajektorie bilden und so die Lappgleichmäßigkeit gewährleistet wird.
• Drucksteuerungstechnik: Über ein pneumatisches oder hydraulisches System wird der oberen Lappscheibe ein stabiler Druck (0.1-0.8 MPa) aufgebracht. Die Druckgröße muss je nach Werkstückmaterial (z. B. Saphir mit hoher Härte erfordert einen niedrigen Druck und langsames Lappen, Siliziumwafer erfordern eine präzise Drucksteuerung zur Vermeidung von Schäden) und den Anforderungen an die Verarbeitungspräzision dynamisch angepasst werden, um Verformungen des Werkstücks oder Dickabweichungen durch ungleichmäßigen Druck zu vermeiden.
• Anpassung von Schleifmittel und Lappflüssigkeit: Während des Lappvorgangs muss ständig Lappflüssigkeit (bestehend aus Schleifmittel, Dispergiermittel und Kühlmittel) zugeführt werden. Die Korngröße des Schleifmittels bestimmt die Verarbeitungspräzision (z. B. für grobes Lappen werden Diamantschleifmittel der Körnungen 800#-1200# verwendet, für feines Lappen 3000#-5000#). Das Dispergiermittel verhindert die Agglomeration des Schleifmittels, und das Kühlmittel steuert die Verarbeitungstemperatur (üblicherweise 20-40 °C zu halten), um Auswirkungen von Wärmeverformungen auf die Präzision zu vermeiden.

2. Schlüsseltechnische Parameter und Präzisionssteuerung

• Parallelitätsfehler: Als Kernkennwert wird üblicherweise ≤ 0.001 mm/100 mm gefordert. Er wird durch „dynamische Ausgleichskorrektur“ und „Ebenheitsnachstellung“ der Lappscheibe realisiert. Regelmäßig wird die Lappscheibe mit einem Diamant-Schleifgerät fein bearbeitet, um sicherzustellen, dass der Ebenheitsfehler der Scheibenoberfläche ≤ 0.0005 mm beträgt.
• Oberflächenrauhigkeit (Ra): Nach dem feinen Lappen kann eine Ra-Wert von ≤ 0.02 μm erreicht werden. Dazu müssen ultrafine Schleifmittel mit einer Korngröße ≥ 5000# verwendet werden, die Drehzahl der Lappscheibe gesteuert werden (niedrige Drehzahl ist für feines Lappen vorteilhaft, üblicherweise ≤ 100 U/min) und der Fluss der Lappflüssigkeit stabil gehalten werden (1-3 L/min), um Kratzer auf der Werkstückoberfläche durch verbleibendes Schleifmittel zu vermeiden.
• Dickentoleranz: Über ein „Onlin-Dickenmonitoring-System“ wird die Dicke des Werkstücks in Echtzeit zurückgemeldet. Wenn der Zielwert (z. B. ± 0.002 mm) nahegekommen ist, senkt die Anlage automatisch den Druck und verlangsamt die Drehzahl, um eine „Soft-Landing“-Verarbeitung zu realisieren und Überlappen zu vermeiden.

3. Typische Anwendungsbereiche und technische Anpassung

• Verarbeitung von Halbleiter-Siliziumwafern: Für 6-12-Zoll-Siliziumwafer muss eine „metallfrei verunreinigte Lappscheibe“(z. B. mit Harzbinder) verwendet werden, und die Lappflüssigkeit sollte hochreines Diamantmikropulver (Reinheit ≥ 99.9%) enthalten, um eine Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften des Siliziumwafers durch Metallionen zu vermeiden. Gleichzeitig muss eine „elektrostatische Adsorptionshalterung“配备 werden, um ein Verrücken des Siliziumwafers zu verhindern.
• Verarbeitung von optischem Glas: Für Bauteile wie Linsen und Prismen wird keine unterflächliche Beschädigung nach dem Lappen gefordert. Dazu muss eine „weiche Lappscheibe“ (z. B. mit Asphaltbinder) in Kombination mit Cerdioxid-Schleifmittel ( Härte niedriger als Glas, um Kratzer zu vermeiden) verwendet werden, und die Verarbeitungstemperatur sollte ≤ 30 °C gesteuert werden, um einen Glasbruch durch Wärmespannungen zu verhindern.
• Verarbeitung von Präzisionskeramik: Für Aluminiumoxid- und Siliziumnitridkeramik (Härte HRA ≥ 85) muss eine „Lappscheibe mit Metallbinder“ (hohe Abriebfestigkeit) ausgewählt werden, und grobkörniges Diamantschleifmittel (500#-800#) wird für eine effiziente Materialentfernung verwendet. Anschließend wird auf eine Scheibe mit Harzbinder + Feinschleifmittel umgestellt, um das Feinflappen abzuschließen und so eine Parallelität der Keramikteile von ≤ 0.002 mm zu gewährleisten.

4. Gerätewartung und Behebung gängiger Probleme

• Punkte der täglichen Wartung: Vor der täglichen Verarbeitung die Ebenheit der Lappscheibe prüfen (mit einer Ebenheitsplatte messen); wöchentlich das Filtersystem der Lappflüssigkeit austauschen (um Verunreinigungen im Kreislauf und Kratzer am Werkstück zu verhindern); monatlich Hochtemperaturfett in die Lager der Planetenräder einfüllen (um die Übertragungspräzision zu gewährleisten).
• Behebung gängiger Probleme: Wenn das Werkstück „ungleichmäßige Dicke auf einer Seite“ aufweist, die Parallelität der oberen und unteren Lappscheiben prüfen und neu kalibrieren; wenn „Kratzer“ auf der Oberfläche auftreten, prüfen, ob die Korngröße des Schleifmittels passt und ob Verunreinigungen in der Lappflüssigkeit vorhanden sind; wenn die Dickentoleranz überschritten wird, den Sensor des Onlin-Dickenmonitoring-Systems kalibrieren.