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Analisi dei principi tecnici e delle applicazioni core della macchina di lappeggio a doppio faccia
2025-10-101477

La macchina di lappeggio a doppio faccia è un equipaggiamento che esegue un processo di precisione simultaneo su entrambe le facce di un pezzo di lavoro collocato nel mezzo, attraverso il movimento sincrono di due piastre di lappeggio (una superiore e una inferiore). Il suo valore core risiede nel conseguire un alto parallelismo, bassa rugosità superficiale e spessore uniforme sulle due facce del pezzo, trovando largo impiego in settori di manifattura ad alta precisione come semiconduttori, vetro ottico e ceramica di precisione.

1. Principi tecnici core

Il processo di lavorazione della macchina di lappeggio a doppio faccia si basa su un meccanismo composito di "movimento relativo + azione dell'abrasivo" e comprende tre fasi chiave:
  1. Coordinazione del sistema di movimento: L'equipaggiamento adotta una struttura a "trasmissione planetaria", e il pezzo di lavoro viene collocato in una pinza dell'engrenaggio planetario. Durante la lavorazione, le piastre di lappeggio superiore e inferiore girano in direzioni opposte o uguali a una velocità impostata (generalmente 50-300 r/min). Allo stesso tempo, l'engrenaggio planetario ruota attorno all'asse principale (rivoluzione) e sul proprio asse (rotazione), facendo sì che la superficie del pezzo e la piastra di lappeggio formino una traiettoria di attrito 滑动 complessa, garantendo l'uniformità del lappeggio.
  2. Tecnologia di controllo della pressione: Viene applicata una pressione stabile (0.1-0.8 MPa) alla piastra di lappeggio superiore tramite un sistema pneumatico o idraulico. Il valore della pressione deve essere regolato dinamicamente in base al materiale del pezzo (ad esempio, il zaffiro, per la sua alta durezza, richiede un lappeggio a bassa pressione e bassa velocità; le lamiere di silicio necessitano di un controllo preciso della pressione per evitare danni) e ai requisiti di precisione di lavorazione, evitando la deformazione del pezzo o deviazioni dello spessore dovute a una pressione non uniforme.
  3. Adattamento dell'abrasivo e del fluido di lappeggio: Durante il processo di lappeggio, è necessario fornire continuamente un fluido di lappeggio (composto da abrasivo, dispersante e refrigerante). La dimensione delle particelle dell'abrasivo determina la precisione di lavorazione (ad esempio, per il lappeggio grezzo si usano abrasivi di diamante da 800#-1200#, per il lappeggio fine da 3000#-5000#). Il dispersante previene l'agglomerazione dell'abrasivo, e il refrigerante controlla la temperatura di lavorazione (generalmente mantenuta tra 20-40 °C) per evitare che la deformazione termica influenzi la precisione.

2. Parametri tecnici chiave e controllo della precisione

Il core prestazionale della macchina di lappeggio a doppio faccia risiede nella stabilità dei parametri di precisione. Di seguito sono riportati gli indicatori chiave che influenzano la qualità della lavorazione e i loro metodi di controllo:
  1. Errore di parallelismo: È un indicatore core, che generalmente richiede di essere ≤ 0.001 mm/100 mm. Viene realizzato attraverso la "correzione dell'equilibrio dinamico" e "regolazione della planarità" della piastra di lappeggio. Periodicamente, viene effettuato un taglio microscopico della piastra di lappeggio con un correttore di diamante, garantendo che l'errore di planarità della superficie della piastra sia ≤ 0.0005 mm.
  2. Rugosità superficiale (Ra): Dopo il lappeggio fine, può raggiungere un valore Ra ≤ 0.02 μm. Per ciò, è necessario usare abrasivi ultrafini con una dimensione di particelle ≥ 5000#, controllare la velocità di rotazione della piastra di lappeggio (una velocità bassa è favorevole al lappeggio fine, generalmente ≤ 100 r/min) e garantire un flusso stabile del fluido di lappeggio (1-3 L/min), evitando graffi sulla superficie del pezzo dovuti a residui di abrasivo.
  3. Toleranza dello spessore: Viene feedbackato lo spessore del pezzo in tempo reale attraverso un "sistema di monitoraggio dello spessore online". Quando si avvicina al valore obiettivo (ad esempio, ± 0.002 mm), l'equipaggiamento riduce automaticamente la pressione e diminuisce la velocità, realizzando un lavorazione a "atterraggio morbido" e evitando il sovralappeggio.

3. Scenari di applicazione tipici e adattamento tecnico

Diversi settori hanno differenze significative nei requisiti tecnici per le macchine di lappeggio a doppio faccia, quindi la configurazione dell'equipaggiamento deve essere regolata in modo specifico:
  1. Lavorazione di lamiere di silicio per semiconduttori: Per lamiere di silicio da 6-12 pollici, è necessario usare una "piastra di lappeggio senza contaminazione metallica" (ad esempio, con legante di resina). Il fluido di lappeggio deve essere polvere di diamante ad alta purezza (purezza ≥ 99.9%) per evitare che gli ioni metallici influenzino le proprietà elettriche della lamiera di silicio. Allo stesso tempo, è necessario equipaggiare con un "dispositivo di fissaggio per adsorbimento elettrostatico" per prevenire lo spostamento della lamiera.
  2. Lavorazione di vetro ottico: Viene utilizzata per componenti come lenti e prismi, richiedendo che non ci siano danni sottosuperficiali dopo il lappeggio. È necessario usare una "piastra di lappeggio morbida" (ad esempio, con legante di asfalto) combinata con abrasivo di ossido di cerio (durezza inferiore a quella del vetro per evitare graffi). La temperatura di lavorazione deve essere controllata a ≤ 30 °C per prevenire la rottura del vetro dovuta a tensioni termiche.
  3. Lavorazione di ceramica di precisione: Per ceramiche di allumina e nitruro di silicio (durezza HRA ≥ 85), è necessario selezionare una "piastra di lappeggio con legante metallico" (con alta resistenza all'usura) e usare abrasivo di diamante a grana grossa (500#-800#) per l'eliminazione efficiente del materiale. Successivamente, si passa a una piastra con legante di resina + abrasivo fine per completare il lappeggio fine, garantendo che il parallelismo delle pezzi di ceramica sia ≤ 0.002 mm.

4. Manutenzione dell'equipaggiamento e soluzione di problemi comuni

Per garantire la stabilità della precisione a lungo termine della macchina di lappeggio a doppio faccia, è necessario stabilire un sistema di manutenzione standardizzato e sviluppare soluzioni per problemi comuni:
  • Punti di manutenzione quotidiana: Prima della lavorazione quotidiana, verificare la planarità della piastra di lappeggio (attraverso un cristallo piatto); ogni settimana, sostituire il sistema di filtrazione del fluido di lappeggio (per prevenire la circolazione di impurità e graffi sul pezzo); ogni mese, aggiungere grasso ad alta temperatura ai cuscinetti degli engrenaggi planetari (per garantire la precisione di trasmissione).
  • Soluzione di problemi comuni: Se il pezzo presenta "spessore non uniforme su un lato", verificare il parallelismo delle piastre di lappeggio superiore e inferiore e ricalibrarle; se appaiono "graffi" sulla superficie, verificare se la dimensione delle particelle dell'abrasivo è adatta e se ci sono impurità nel fluido di lappeggio; se la toleranza dello spessore viene superata, calibrarlo il sensore del sistema di monitoraggio dello spessore online.
Lo sviluppo tecnico della macchina di lappeggio a doppio faccia si è sempre centrato su "maggiore precisione, maggiore efficienza e minor danno". Nel futuro, attraverso l'introduzione di controllo adattivo con IA (regolazione in tempo reale di pressione e velocità) e lo sviluppo di nuovi abrasivi nano, si soddisferanno ancora di più le esigenze di lavorazione in settori di alta gamma come semiconduttori e ottica.
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