חיתוך לייזר מדויק עם נקב עגולי למתקני נירוסטה

על רקע ההתקדמות המואצת של תעשיית הייצור העולמית לקראת עידן של דיוק של "אפס פגמים", תהליך חדשני המשלב חיתוך לייזר מדויק עם עיבוד אוטומטי של חורים שקועים משנים את סטנדרטי האיכות לרכיבי מבנה מפלדת אל-חלד. עם התקדמות חוק התעשייה לאפס נטו של האיחוד האירופי והעלייה המתמדת בהשקעות הגלובליות בציוד סמיקרונדקטור, טכנולוגיית עיבוד הפלדה האל-חלד, אשר מיושמת בהרכבה מדויקת של מגירות סוללות, מערכות העברת וויפרים וציוד רפואי מתקדם, הופכת לקישור מרכזי בשילוב הבקרת העצמאית של שרשרת התעשייה לייצור מתקדמת.

בעיבוד מסורתי של פלדת אל חלד, חיתוך ועיבוד חורים מתבצעים לרוב צעד אחר צעד, מה שגורם לאיבוד דיוק ולצנרת ביעילות. לאחרונה, יזמים מובילים בתעשייה השיגו מעבר תהליך של 0.1 שניות ודבקות מיקום חוזרת של ±0.03 מ"מ באמצעות פיתוח "תחנת עבודה משולבת לייזר-הצורה". חשוב יותר, טכנולוגיה זו עקבה על בעיית התעשייה של נטייה להתעוותות בעיבוד חורי שקע הפוכים בלוחות דקים (0.5-3 מ"מ). באמצעות טכנולוגיית בקרת אנרגיה אדפטיבית, אזור ההשפעה החום קטן ל-30% מזה שבתהליכים המסורתיים, תוך הבטחת אפקט מראה עם רמת גובה של קיר החור Ra≤1.6μm. לאחר בדיקה על ידי צד שלישי, חלקים מפלדת אל חלד 304 שעובדו בטכנולוגיה זו מציגים סטיית אנכיות של חור שטח העבודה מהמישור שלא עולה על 0.05°, ובכך עומדים בדרישות ההרכבה הגבוהות של הסטנדרט האוספזה AS9100.

חדשנות בתהליך: מערכת בקרת איכות חכמה חד-ממדית

בתגובה לדרישות אפס כשלים הולך והמתחדשות לרכיבים מבניים במודולי סוללות אנרגיה חדשה וברש״מ, תהליך זה הקים שורה יצרנית חכמה חדשה

ניתוח מפת ענפי מאמץ של חומר: חיזוי הפיזור הפנימי של מאמץ בלוח באמצעות סריקת לייזר ותכנון חכם של נתיב חיתוך

חיתוך עם נגהייה רב-ספקטרלית: שימוש במערכת נגהייה דו-רצף של קרינה על-סגול ותת-אדומה, והכוונון בזמן אמת של יחס עוצמת הלייזר לגז עזר

בדיקת תלת-ממד בתוך המכונה: ציודה בProbos מגע ומערכת ראייה, מבצעת אוטומטית תיקון ייחוס כל 5 חורים שהושלמו

ניתוח מיקרו-מבנה: בדיקה בהגדלה של 200x של קיר החור כדי להבטיח שאין סדקים מיקרוסקופיים או פגמי שכבת ההיתכה

אימות סימולציה להרכבה: שימוש בטכנולוגיית צמד דיגיטלי לצורך תרגול תהליך חיזוק הוויסות ואופטימיזציה של העיצוב המתכנס של החורים השוכבים

נתוני ייצור בפועל מראים כי המערכת הגבירה את שיעור ההעברה הראשונית של הרכבת רכיבי המבנה של חבילות סוללות אנרגיה חדשה ל-99.6%, וצמצמה את שיעור זיהוי הדליפה בהליום של חלקים של מיכל ריק פסקל לממברן ברמת 1×10⁻¹¹ Pa·m³/s.

רוננס תעשייתי: בנייה מחודשת תלת־ממדית של ערך בשרשרת האספקה

בתקופת החלון האסטרטגי בה מדינות מאיצות את בניית יכולות ייצור מתקדמות מקומיות, חדשנות טכנולוגית זו יוצרת אפקט שרשרת:

פריצת דרך בייצור ירוק: על ידי פיתוח טכנולוגיית חיתוך ללא מים, הושמדו לחלוטין הנוזלים והمبرדים שנדרשים בעיבוד מסורתי. מערכת איסוף האבק שפותחה בשותפות עם יצרן ציוד שוויצרי השיגה יעילות איסוף של 99.99% של חלקיקי מתכת בקנה מידה ננומטרי, מהלך שני דורות לפני הסטנדרטים החדשים להפלט שייכנסו לתוקף באיחוד האירופי בשנת 2024. הפחתה שנתית בטיפול בפסולת מסוכנת על ידי קו ייצור אחד מגיעה ל-18 טון.

העצמת אינטגרציה בין-גבולות: טכנולוגיה זו הושמה בהצלחה בשלושה תחומים עירוניים: עיבוד ערוצים זורמים של לוחות קוטב דו-קוטביים בתאי דלק מימן (הפחתת התנגדות מגע ב-40%), רכיבים מרכזיים של ידיות העברה של וויפר (ה cumpliment סטנדרט חדר ניקיון כיתה 1), ומסגרות מבניות של רובוטי ניתוח מיקרוסקופיים (מאושר לפי סטנדרטים רפואיים ISO 13485). במיוחד עבור מערכת הקירור התלת-ממדית החדשה "סוללת Qilin" שפורסמה על ידי CATL, הליך זה השיג עיבוד ללא הרס של מפרידים באורך 0.15 מ"מ.

בניית עמידות בשרשרת האספקה: על ידי הקמת "ספריית תהליכים דיגיטלית", הפרמטרים של עיבוד של יותר מ-500 דרגות נירוסטה ממוּדולרים, מה שמאפשר ללקוחות להשלים את אימות פתרונות חלופי חומר תוך 24 שעות. במהלך ההתאמה האחרונה של שרשרת האספקה של יצרן אמריקאי של רכיבי חצי מוליך, הטכנולוגיה הזו סייעה ללקוח לקצר את מחזור הקנייה של רכיבים מרכזיים מ-14 שבועות ל-3 שבועות.

ראייה אסטרטגית: מעליונות טכנולוגית למנהיגות סטנדרטים

עם קירבה של הארגון הבינלאומי לסטנדרטיזציה (ISO) להוציא גרסה חדשה של מפרט עיבוד חלקים מתכתיים מדויקים, שוכללו מספר פרמטרים של התהליך המחדש בטיוטת ההצעה. חשוב לציין כי ישותי מחקר ופיתוח משתפות פעולה עם מחלקת ההנדסה המכנית של אוניברסיטת צ'ינגהואה לפיתוח "מערכת חיזוי של פגמים בעיבוד מבוססת בינה מלאכותית". המערכת יכולה לחזות סיכוני איכות פוטנציאליים מראש ב-200 מילישניות על ידי ניתוח הספקטרום של גלי הקול של הלייזר, ובכך להשיג ייצור מונחה אמיתי.

מומחים של ענף מסבירים שהצלחת הטכנולוגית הזו חושפת מגמה חשובה: בתעשיית הייצור המתקדם, חדשנות בתהליכי ייצור עובדת ממצב "ה cumplment של תקנים" למצב "הגדרת תקנים". כיום, טכנולוגיה זו יצרה מודל עסקי הנקרא "ביטוח דיוק" - עבור כל שורה של חלקים שקונה הלקוח, תינתן התחייבות לאיכות שנעדרת על ידי חברת ביטוח. אם יופיעו בעיות הנובעות מדקיות עיבקה במהלך תהליך ההרכה של החלקים, ניתן יהיה לקבל ערבות פיציה של עד 200% מסכום החוזה.

בהקשר הנוכחי של השיקום העמוק של שרשרת התעשייה הגלובלית, הקפיצה בטכנולוגיית עיבוד הבידורד הנחושת לא רק מראה את הכוח הטכנולוגי של הייצור הסיני בהעלאה לפסגה של שרשרת הערך, אלא גם בונה חומת תהליך להתמודדות עם הסיכון של 'חניקה'. כפי שמצוין בדוח האחרון של מכון פראונהופר בגרמניה: "ב-5 השנים הקרובות, מה שיקבע את היכולת התחרותית של ייצור ציוד מתקדם כבר לא יהיה הדיוק של התקן יחיד, אלא יכולת הבקרה השלמה לאורך כל השרשרת, הכוללת חומרים, תהליכים ובדיקות". אינטגרציה חדשנית זו של חיתוך לייזר וחורים שקועים היא דוגמה מצוינת لقدرة הבקרה הזו. היא מספקת פתרון סיני חדשני לתעשיית הייצור העולמית, המבקשת לספק אמינות בתקופות של אי-ודאות.