Halbleiter M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik

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Was macht Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik schwer zu bearbeiten?

Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik, auch bekannt als Alumina, ist bekannt für seine gute Härte und Festigkeit, Verschleißfestigkeit usw. Generell gilt: Je höher die Reinheit, desto robuster sind die chemischen und elektrischen Eigenschaften. 

Dieses Material besitzt zahlreiche ausgezeichnete mechanische und chemische Eigenschaften, die eine breite Palette industrieller Anwendungen ermöglichen. Beispielsweise machen seine hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität es ideal für Schlüsselkomponenten in der Halbleiterverarbeitung, Wafer-Spannfutter sowie CMP-Platten.

Die größten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik liegen in seinen Materialeigenschaften von hoher Härte und Sprödigkeit. Schlechte Lochqualität, einschließlich massiver Randrisse und Unterschichtenschäden, stellen ernste Herausforderungen im Bearbeitungsprozess dar.

Besonders beim Schneiden von M2-Innengewinden in Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik war die Schnittkraft in der konventionellen CNC-Bearbeitung zu schwer zu kontrollieren, was zu starkem Werkzeugverschleiß führte. Dadurch wurde der Nenndurchmesser kleiner, je tiefer das Innengewinde wurde. Dies würde dann dazu führen, dass die Schrauben aufgrund eines unvollständigen Profils nicht vollständig in die Innengewinde eingeschraubt werden konnten.


 

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☑️ M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik: Bearbeitungsinformationen

 

	M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Bearbeitungsinformationen
Material	99.7% Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik
Merkmale (Abmessungen)	M2 x 0.4mm_tiefe 4mm_innengewinde
Prozess	Innengewinde Schneiden
Werkzeughalter Ultraschall	HSKE40-R02-06
Drehzahl	30,000min-1
Werkzeug	Resmo RNA-DIA-M2-K8-#325 Einzahn-Gewindefräser

 

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(Bild 1. HIT HSK-E40 Ultraschallbearbeitungsmodul wurde für das M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik verwendet)




(Bild 2. Mit Ultraschallunterstützung von HIT bearbeitetes M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik)



 

HITs Ziel beim M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik

Das Ziel ist es, mit der ultraschallunterstützten Bearbeitungstechnologie von HIT auf einer CNC-Maschine mit einem Einzahn-Gewindefräser erfolgreich ein M2-Innengewinde in Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik zu schneiden.




 

Ergebnisse des Ultraschallunterstützten M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik

 

M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik: Bearbeitungseffizienz

(Bild 3. Die Bearbeitungseffizienz wurde beim M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik mit HIT Ultraschall um das Achtfache gesteigert)

 

• (Bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung) Mit HIT Ultraschall können sowohl die Drehzahl als auch die Vorschubgeschwindigkeit über das Dreifache der vom Werkzeuglieferanten empfohlenen Werte erhöht werden.
  • Zunächst wurde die Drehzahl von 10.000 auf 30.000min-1 erhöht, und die Vorschubgeschwindigkeit wurde von 20 auf 60mm/min gesteigert.
  • Danach entdeckte HIT, dass der Prozess noch schneller ablaufen konnte. Der Vorschub pro Umdrehung wurde weiter erhöht, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit schließlich von 20 auf 300mm/min erhöht wurde (15-mal höher als ursprünglich).
• Die Bearbeitungszeit für das Schneiden eines Innengewindes wurde auf ein Achtel der ursprünglichen Bearbeitungszeit ohne Ultraschall reduziert.
• Mit HIT Ultraschall wurde die Schnittkraft bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung reduziert, was das M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik ermöglichte.

 

M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik: Werkstückqualität

(Bild 4. Vergleich der Werkstückqualität zwischen HIT Ultraschall und ohne Ultraschall beim M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik)

 

• Mit HIT Ultraschall ermöglichte die hochfrequente Mikro-Vibration einen intermittierenden Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück, was die Schnittwärme erheblich reduzierte.
• Die Verringerung sowohl der Schnittkraft als auch der Schnittwärme bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (mit 3-mal höherer Drehzahl und 15-mal höherer Vorschubgeschwindigkeit) trug zur Vollständigkeit des M2-Innengewindeprofils bei.

 

M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik: Werkzeug Lebensdauer

(Bild 5. Vergleich des Werkzeugverschleißes zwischen HIT Ultraschall und ohne Ultraschall beim M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik)



(Bild 6. Die Werkzeuglebensdauer wurde mit HIT Ultraschall beim M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik um das Sechsfache verbessert)

 

• Die optimierten Bearbeitungsparameter (3-mal höhere Drehzahl und 15-mal höhere Vorschubgeschwindigkeit) sollten das Beste der ultraschallunterstützten Bearbeitungstechnologie zeigen und dienten als beschleunigter Test für die Werkzeuglebensdauer.
• Bei der ultraschallunterstützten Hochgeschwindigkeitsbearbeitung kann das Werkzeug sechs M2-Innengewinde fertigstellen; ohne Ultraschall konnte das Werkzeug nur ein Innengewinde fertigstellen (aber die Prüfschraube konnte nicht vollständig in das Innengewinde eingeschraubt werden).

 

Errungenschaften der HIT-Ultraschall Bearbeitungs Technologie

🕜 Bearbeitungseffizienz - 8-mal höher
📈 Werkstückqualität - Vollständiges Profil
⚙️ Werkzeug Lebensdauer - 6-mal länger


 

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M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik: Branchenanwendung

Das M2-Innengewinde Schneiden von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik wird häufig in der Halbleiter industrie angewendet, insbesondere für keramische Elektrostatik-Spannfutter (ESC, E-Chucks), die für eine gleichmäßige Verteilung der Absorptionskräfte während des Wafer-Schneidprozesses verwendet werden.


Dieses Material besitzt zahlreiche ausgezeichnete mechanische und chemische Eigenschaften, die eine breite Palette industrieller Anwendungen ermöglichen. Beispielsweise machen seine hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität es ideal für Schlüsselkomponenten in der Halbleiterverarbeitung, Wafer-Spannfutter sowie CMP-Platten.

Die größten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik liegen in seinen Materialeigenschaften von hoher Härte und Sprödigkeit. Schlechte Lochqualität, einschließlich massiver Randrisse und Unterschichtenschäden, stellen ernste Herausforderungen im Bearbeitungsprozess dar.


Hier kam das Ultraschall Bearbeitungs Modul von HIT zur Hilfe! HIT bietet eine umfassende Lösung für die Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen. Mit Unterstützung der Ultraschall Bearbeitungs Technologie von HIT mussten sich die Kunden keine Sorgen mehr über schlechte Werkstückqualität machen, während sie versuchten, die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Die Bearbeitungseffizienz kann erheblich gesteigert werden, während die Stabilität der Werkzeuglebensdauer verbessert wird. HIT versichert seinen Kunden nicht nur, ihre Anforderungen zu erfüllen, sondern auch noch bessere Ergebnisse zu erzielen!




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