ديسمبر 1, 2014
تم وصف عملية تلميع بصرية جديدة ، تسمى "التلميع المتقارب" ، والتي تتيح تلميعا أسرع وأقل تكلفة. على عكس عمليات التلميع التقليدية ، يسمح التلميع المتقارب بتلميع قطعة العمل الزجاجية في تكرار واحد وبجودة سطح عالية لشكل سطحها النهائي دون الحاجة إلى تغييرات في معلمات التلميع.
الهدف العام من التلميع المتقارب هو تلميع قطعة عمل زجاجية من سطح الأرض إلى شكلها المصقول النهائي بجودة سطح ممتازة ، بغض النظر عن شكل سطحها الأولي في تكرار واحد فقط. يتم تحقيق ذلك من خلال تنفيذ ملمع باستخدام تقنيات لتقليل التعقيدات المرتبطة بالتلميع التقليدي. تتضمن إحدى الخطوات المهمة للتلميع المتقارب إعداد وزن حاجز خاص بقطعة العمل للملمع ، والذي يعوض عن تآكل الوسادة ويسمح بدرجة حرارة أكثر اتساقا وتوزيع الطين.
بعد ذلك ، يتم التلميع تحت مجموعة ثابتة من المعلمات من أجل تحقيق التقارب مع الشكل السطحي النهائي المطلوب من خلال عملية إعادة تطبيع الضغط الطبيعي ، وتظهر النتائج أن قطع العمل الزجاجية الأرضية 265 ملم مربع تحقق بشكل متكرر ذروة 330 نانومتر إلى شكل سطح الوادي في تكرار تلميع واحد لمدة أربع ساعات. الميزة الرئيسية لتلميع التحويل على الطرق الحالية مثل التلميع التقليدي بفتحة كاملة ، هي أن قطعة العمل تحقق شكل وجودة سطح ممتازين في ظل مجموعة ثابتة من معلمات التلميع في تكرار واحد مما يؤدي إلى عملية تشطيب أسرع أقل تكلفة. في المقابل ، تتطلب طرق التلميع التقليدية ذات الفتحة الكاملة دورات تكرارية متعددة من التلميع والقياس وتغييرات العملية بواسطة أخصائي بصريات ماهر.
أصبح التلميع المتقارب ممكنا فقط من خلال تقليل التعقيدات المتأصلة في التلميع التقليدي ، كما هو موضح في الرسم التوضيحي في جميع الصناديق من هذا إلى هذا ، بما في ذلك استخدام التقنيات التي تزيل التجانس المكاني في تجانس إزالة المواد للآليات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم منع الجسيمات المارقة من دخول نظام التلميع ويتم إزالة أي جزيئات تم إنشاؤها أثناء عملية التلميع بنشاط. هذا يؤدي إلى خدش قليل أو معدوم وأسطح خشونة منخفضة.
يتضمن هذا البروتوكول استخدام الملمع المتقارب للمقص لتحقيق سطح مصقول مسطح بقياس ذروة إلى وادي يبلغ 330 نانومتر وكثافة خدش منخفضة. يحتوي الملمع على قاعدة حضن من الجرانيت مغطاة بوسادة تلميع من البولي يوريثين بسمك 50 مل. السمة الأساسية للملمع هي وزن الحاجز الخاص بالوظيفة ، والذي له شكل ووزن مختلفان اعتمادا على كل من قطع العمل وأحجام اللفة.
قطعة العمل لهذا العرض التوضيحي عبارة عن زجاج سيليكا منصهر مقاس 265 × 265 × ثمانية مليمترات مكعبة. يجب تكييف وسادة التلميع قبل استخدامها لأول مرة وبعد كل 100 ساعة أو نحو ذلك من التلميع. للقيام بذلك ، استخدم 50 ملم من الماس المستدير ، تلميع ميكانيكي كيميائي كاشط ، أو مكيف CMP ملصق على وزن.
يوفر الوزن 0.6 رطل لكل بوصة مربعة من الضغط ويتناسب مع حامل حلقة الملمع. ابدأ تدفق الماء منزوع الأيونات وقم بتدوير اللفة عند 25 دورة في الدقيقة. بعد كل خمس دقائق من التكييف في مكان واحد ، حرك البلسم شعاعيا بمقدار 25 ملم.
بعد تكييف وإزالة جهاز التكييف ، تكون الوسادة جاهزة للتنظيف باستخدام منظف بالموجات فوق الصوتية. اجعل اللفة تدور عند خمسة دورات في الدقيقة مع تدفق المياه منزوعة الأيونات. ضع منظف الموجات فوق الصوتية لمدة دقيقتين في كل مكان شعاعي لإزالة الملاط المتبقي والمنتجات الزجاجية.
بعد تنظيف الوسادة ، وجه الانتباه إلى وزن الحاجز المخصص. بالنسبة لقطعة العمل ، سيتم لصق وزن الحاجز وقطعة مطابقة من مادة الحاجز على بعضهما البعض. للقيام بذلك ، قم بلصق شريط رغوي على الوجهين على سطح الوزن ، وقم بقص أي شريط رغوي متدلي ليتناسب مع شكل المادة والوزن.
عندما يتم تغطية السطح ، قم بمحاذاة الوزن ومادة الحاجز وقم بتثبيتهما. بعد ذلك ، قم بإعداد ملاط التلميع لثاني أكسيد السيريوم والماء منزوع الأيونات لتركيز أربعة في دلو سعة 11 لترا. لضبط الرقم الهيدروجيني على 9.5، أضف ما يقرب من خمس قطرات من 10 هيدروكسيد بوتاسيوم مولاري.
أضف أيضا حوالي 120 مل من الفاعل بالسطح. تحقق من تركيز الجرعة باستخدام عوامة bome مع الملاط المطلوب المثبت في نظام الترشيح ، وتأكد من أن نظام الترشيح يحتوي على مرشحات جسيمات CMP المطلوبة. ثم ابدأ تداول الملاط في النظام واتركه يستمر لعدة ساعات عندما ينتشر الملاط لفترة من الوقت ، اجمع عينة من خزان الملاط لتحليلها.
قم بإجراء قياس لتوزيع حجم الجسيمات ، على سبيل المثال ، باستخدام أداة الاستشعار البصري للجسيمات المفردة هذه ، يجب أن يظهر التوزيع أن نهاية ذيل التوزيع خالية من الجسيمات الأكبر. هنا ، تمثل نقاط البيانات الخضراء الملاط المستخدم في هذا البروتوكول. يبدأ تحضير قطعة العمل بالنقش باستخدام كمية من الأكسيد المخزن ، وحفر كاف لتغطية القطعة ، وغمر قطعة العمل في الحفر والاحتفاظ بها لمدة ست ساعات لإزالة 10 ميكرومتر من السطح.
بعد استعادة قطعة العمل من خزان الحافة ، اشطفها بقوة بالماء منزوع الأيونات. اترك القطعة تجف في الهواء عموديا إذا مرت القطعة. الفحص ، تابع الاستعداد للحجب عن طريق التسخين المسبق للفرن إلى 70 درجة مئوية.
في هذه الأثناء ، في مسدس الغراء ، يتم حجب درجة الحرارة إلى 95 درجة مئوية لكل تطبيق على لوحة الحجب من الملمع. عندما تكون جاهزا ، اتبع نمطا مخططا مسبقا لوضع قطرات من الملعب المانع على وجهه. في هذا العرض التوضيحي ، يجب أن تشكل القطرات مصفوفة تسعة في تسعة بتباعد 26 ملم.
مع تكوين القطرات وتوجيهها لأعلى ، ضع لوحة الحظر في فرن 70 درجة مئوية. اعمل الآن مع قطعة العمل لتطبيق شريط على الوجه الذي لا يجب صقله عند تطبيق الشريط ، وتجنب توليد فقاعات هواء أو تمديد الشريط. عند اكتمال التسجيل ، تكون قطعة العمل جاهزة لتثبيتها على لوحة الحظر التي تم استردادها من الفرن.
ضعه على جانب الشريط لأسفل على القطرات الموجودة على لوحة الحظر. ضع التجميع في الفرن لمدة 1.5 ساعة على 70 درجة مئوية. ثم اجعلها تبرد عند 10 درجات مئوية في الساعة إلى درجة حرارة الغرفة.
ثم قم بتغطية التجميع لتقليل تدفق الحمل الحراري. في الملمع ، قم بتشغيل نظام الرطوبة في الغرفة البيئية لمنع الملاط من الجفاف. بعد ذلك ، قم بتثبيت وتركيب وزن الحاجز المحضر في الملمع.
بمجرد أن تكون قطعة العمل المسدودة في درجة حرارة الغرفة ، قم بتثبيتها في الملمع وقم بخفض ذراع الرافعة لتثبيتها في مكانها. ابدأ تدفق الملاط من نظام الترشيح بمعدل جالون واحد في الدقيقة. قم بتلميع قطعة العمل باستخدام معدل دوران يبلغ 25 دورة في الدقيقة وسكتة دماغية شعاعية تبلغ 75 ملم.
استمر في هذا لمدة أربع ساعات. في نهاية أربع ساعات ، جهز حماما من الماء منزوع الأيونات يكفي لغمر مجموعة قطعة العمل مع حركة اللفة وتدفق الطين. قم بإزالة مجموعة قطعة العمل من الملمع.
خذها إلى الماء منزوع الأيونات واغمرها أثناء غمرها. امسح سطح قطعة العمل بقطعة قماش نظيفة للغرفة. قم بإزالة المجموعة المسدودة من الحمام ورش الشطف بالماء منزوع الأيونات.
الخطوة التالية هي de حظر الشغل. كن حذرا من السطح المصقول واستخدم رقائق ل de block عن طريق إدخاله في واجهة كتلة قطعة العمل لفصل القطعتين. بمجرد فصله ، قم بإزالة الشريط من سطح قطعة العمل واشطف قطعة العمل بقوة بالماء منزوع الأيونات.
قبل المتابعة ، اترك قطعة العمل تجف في الهواء عموديا. في هذه الأثناء ، استعد لتكرار خطوات الحظر والتلميع للتعامل مع الجانب الآخر من قطعة العمل. عندما يتم صقل كلا الجانبين ، قم بتركيب قطعة العمل على مقياس تداخل للتوصيف.
قم بقياس الجبهة الموجية المنعكسة والمرسلة على جانبي قطعة العمل. بعد مقياس التداخل ، قم بتركيب قطعة العمل على محطة فحص الضوء الساطع. قم بقياس خصائص حفر الخدش باستخدام طرق التصنيع البصري القياسية.
بعد التوصيف ، قم بتخزين قطعة العمل المكتملة في حاوية تقلل من ملامسة الأسطح المصقولة. فيما يلي الناتج النهائي لبروتوكول التلميع المتقارب لقطعة العمل المربعة. يتم توفير إحساس أفضل بما حدث من خلال هذه الأشكال السطحية الأولية والنهائية النموذجية.
بالنسبة لمسطحات السيليكا المنصهرة 265 ملم مربع ، فإن PVQ هي ذروة ارتفاع سطح الوادي. بعد خصم 1٪ من نقاط البيانات العالية والمنخفضة ، تقارب قابلية استنساخ العملية قطع العمل إلى نفس شكل السطح النهائي دون الحاجة إلى تغييرات في معلمات التلميع وهي مستقلة عن شكل السطح الأولي. فيما يلي أشكال سطحية إضافية قبل وبعد تم إنشاؤها من كل من القطع المستديرة والمربعة.
يمكن استخدام بروتوكول التلميع المتقارب مع قطع العمل ذات التراكيب والأشكال والأحجام الزجاجية المختلفة وأشكال السطح النهائية. من المهم أن تتذكر أن هذا الإجراء البسيط نسبيا ممكن فقط بسبب التقنيات العديدة التي تسمح بالتقارب للعمل والسماح بجودة سطح عالية. وتشمل هذه الحاجز ذات الشكل الجديد ، وحفر الحمض السائب ، وحجب زر الملعب ، والسكتة الدماغية الشعاعية ، ومحكمة الغلق ، وغرفة التلميع عالية الرطوبة ، ونظام الترشيح الهندسي ، والملاط الكيميائي الجديد ، والتثبيت ، ومعالجة الوسادة بالموجات فوق الصوتية في الموقع.
بمجرد إتقانها ، يمكن للتلميع المتقارب إنهاء سطح بصري في أربع ساعات. هذه قطعة عمل كاملة ونوبة واحدة مدتها ثماني ساعات. يمكننا الانتهاء من الشقق والكرات المتماثلة بكرات مختلفة الأشكال والأحجام والتراكيب الزجاجية المختلفة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تتيح عملية صقل بصري مستحدثة، تُسمى "الصقل التقاربي" (Convergent Polishing)، صقلاً أسرع وأقل تكلفة لقطع العمل الزجاجية. وتحقق هذه الطريقة جودة سطحية عالية في دورة واحدة دون الحاجة إلى تغيير معاملات الصقل.
يقدم الصقل التقاربي عملية مبسطة وقابلة للتكرار لتصنيع الأسطح البصرية المسطحة والكروية عالية الجودة، مما يقلل من الحاجة إلى القياسات المترولوجية المتكررة والتدخل اليدوي. تتيح هذه الطريقة إنهاءً سريعاً للبصريات الزجاجية في دورة واحدة، مما يدعم تسريع عمليات صنع النماذج الأولية والتصنيع في بيئات البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية حيث تكون المكونات البصرية الدقيقة ضرورية. كما يعزز هذا النهج من الكفاءة التشغيلية والاتساق، مما يؤثر بشكل مباشر على الجداول الزمنية وتخصيص الموارد لأنظمة التحليل والتصوير المتقدمة.
يتناسب التلميع التقاربي ضمن السلسلة المتصلة التي تبدأ من تطوير أدوات الاكتشاف المبكرة وصولاً إلى سير العمل التحليلي والتصوير قبل السريري، مما يوفر أساساً قوياً لموثوقية النظام البصري.