Semiconductor Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica

🕜 Eficiencia de Mecanizado - 8 veces mayor | 📈 Calidad de la Pieza - El perfil estaba completo | ⚙️ Vida útil de la Herramienta - 6 veces más largo
  • Dificultades en el Mecanizado
  • Beneficios del Mecanizado Ultrasónico
  • Aplicación Industrial
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¿Qué hace que la Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica sea difícil de mecanizar?



La cerámica de óxido de aluminio (Al2O3), también conocida como alúmina, es conocida por su buena dureza y resistencia, así como por su resistencia al desgaste, etc. Generalmente, cuanto mayor es la pureza, más robusto es su rendimiento químico y eléctrico.

Este material posee numerosas propiedades mecánicas y químicas excelentes que permiten una amplia gama de aplicaciones industriales. Por ejemplo, su gran resistencia química y estabilidad térmica lo hacen ideal para componentes clave en el procesamiento de semiconductores, chucks de obleas y placas CMP.

Las principales dificultades en el mecanizado del óxido de aluminio residen en sus propiedades de alta dureza y fragilidad. La mala calidad de los agujeros, incluyendo grietas en los bordes y daños en la subsuperficie, se han convertido en serios desafíos durante el proceso de mecanizado. 

Especialmente para el roscado interno M2 en cerámica de óxido de aluminio, la fuerza de corte en el mecanizado CNC convencional era difícil de controlar, lo que resultaba en un desgaste severo de la herramienta, haciendo que el diámetro mayor se redujera a medida que la rosca interna se hacía más profunda. Esto provocaba que los tornillos no pudieran ser completamente fijados en las roscas internas debido a un perfil incompleto.


 

☑️ Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Información de Mecanizado

 
    Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Información de Mecanizado
  Material   99.7% Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica
  Característica   M2 x 0.4mm_profundidad 4mm_rosca interna
  Proceso   Roscado Interno  
  Portaherramienta Ultrasónicos       HSKE40-R02-06
  Velocidad de Rotación   30,000 rpm
  Herramienta   Resmo RNA-DIA-M2-K8-#325 Fresa de Rosca de Tipo Monohélice  

 
El módulo de mecanizado ultrasónico HSK-E40 se utilizó en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3
(Figura 1. El módulo de mecanizado ultrasónico HSK-E40 se utilizó en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3)



Pieza de trabajo con roscado interno M2 de cerámica Al2O3 asistido por ultrasonido de HIT
(Figura 2. Pieza de trabajo con roscado interno M2 de cerámica Al2O3 asistido por ultrasonido de HIT)



 

La meta de HIT en el Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica


El objetivo es realizar con éxito una rosca interna M2 en cerámica de óxido de aluminio con la tecnología de mecanizado asistido por ultrasonido de HIT en una máquina CNC con una fresa de roscado de tipo único.




 

Resultados de Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica asistido por ultrasonido de HIT

 

Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Eficiencia de Mecanizado

La eficiencia del mecanizado se incrementó 8 veces con el ultrasonido de HIT en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3
(Figura 3. La eficiencia del mecanizado se incrementó 8 veces con el ultrasonido de HIT en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3)

 
  • (Con el mismo avance por revolución) Con el ultrasonido de HIT, tanto la velocidad de rotación como la velocidad de avance se pueden aumentar más de 3 veces respecto a las sugeridas por el proveedor de herramientas.
    • Primero, la velocidad de rotación se incrementó de 10,000 a 30,000rpm, y la velocidad de avance se incrementó de 20 a 60mm/min.
    • Después de eso, HIT descubrió que el proceso podía ser aún más rápido. El avance por revolución se incrementó, lo que resultó en que la velocidad de avance finalmente se elevó de 20 a 300 mm/min (15 veces más que la original).
  • El tiempo de proceso para completar una rosca interna M2 se redujo a una octava parte del tiempo de proceso original sin ultrasonido.
  • Con el ultrasonido de HIT, se ayudó a reducir la fuerza de corte bajo mecanizado a alta velocidad, lo que permitió lograr el roscado interno M2 de cerámica Al2O3.



 

Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Calidad de la Pieza

comparación de la calidad de la pieza entre Ultrasonido de HIT y Sin Ultrasonido en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3
(Figura 4. comparación de la calidad de la pieza entre Ultrasonido de HIT y Sin Ultrasonido en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3)

 
  • Con el ultrasonido de HIT, la micro-vibración de alta frecuencia permitió un contacto intermitente entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que ayudó en gran medida a reducir el calor de corte.
  • La reducción tanto en la fuerza de corte como en el calor de corte bajo el mecanizado a alta velocidad (3 veces mayor velocidad de rotación y 15 veces mayor velocidad de avance) contribuyó a la integridad del perfil de la rosca interna M2.



 

Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Vida útil de la Herramienta

comparación del desgaste de la herramienta entre Ultrasonido de HIT y Sin Ultrasonido en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3
(Figura 5. comparación del desgaste de la herramienta entre Ultrasonido de HIT y Sin Ultrasonido en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3)


la vida útil de la herramienta fue 6 veces más larga con Ultrasonido de HIT en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3
(Figura 6. la vida útil de la herramienta fue 6 veces más larga con Ultrasonido de HIT en el roscado interno M2 de cerámica Al2O3)

 
  • Los parámetros de mecanizado optimizados (3 veces mayor velocidad de rotación y 15 veces mayor velocidad de avance) fueron para presentar lo mejor de la tecnología de mecanizado asistido por ultrasonido y como una prueba acelerada de la vida útil de la herramienta.
  • Bajo el proceso de mecanizado asistido por ultrasonido a alta velocidad, la herramienta puede completar 6 roscas internas M2; mientras que la herramienta solo pudo completar 1 rosca interna sin ultrasonido (pero el tornillo de prueba no pudo ser totalmente bloqueado en la rosca interna).




 

Logros Tecnológicos del Mecanizado Ultrasonido de HIT


🕜 Eficiencia de Mecanizado - 8 veces mayor
📈 Calidad de la Pieza - El perfil estaba completo
⚙️ Vida útil de la Herramienta - 6 veces más largo


 

Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica: Aplicación Industrial



Roscado Interno M2 de Óxido de Aluminio (Al2O3) Cerámica se aplica a menudo en la industria de Semiconductores, especialmente para los Chuck Electroestáticos (ESC, E-chucks) de cerámica que se utilizan para una distribución uniforme de las fuerzas de absorción durante el proceso de corte de obleas.


Este material posee numerosas propiedades mecánicas y químicas excelentes que permiten una amplia gama de aplicaciones industriales. Por ejemplo, su gran resistencia química y estabilidad térmica lo hacen ideal para componentes clave en el procesamiento de semiconductores, chucks de obleas y placas CMP.

Las principales dificultades en el mecanizado del óxido de aluminio residen en sus propiedades de alta dureza y fragilidad. La mala calidad de los agujeros, incluyendo grietas en los bordes y daños en la subsuperficie, se han convertido en serios desafíos durante el proceso de mecanizado.


¡Fue entonces cuando el Módulo de Mecanizado Ultrasónico de HIT vino a ayudar! HIT ofrece una solución integral para el mecanizado de materiales avanzados. Con la asistencia de la Tecnología de Mecanizado Ultrasónico de HIT, los clientes dejaron de preocuparse por la mala calidad de las piezas mientras intentaban acelerar el tiempo de procesamiento. La eficiencia del mecanizado puede mejorarse significativamente mientras se mejora la estabilidad en la vida útil de la herramienta. HIT asegura a sus clientes no solo cumplir con sus requisitos, ¡sino también lograr resultados aún mejores!





💡 Introducción al Mecanizado Ultrasónico de Materiales Avanzados para Semiconductores de HIT: