Anwendungen für Präzisionsflachläppdienste

Was leisten Flachläppdienste?

Wenn Menschen die Metallzerspanungsanlagen besichtigen, um zu erfahren, was wir tun, sind sie oft überrascht, dass wir drei Arten von Läppanlagen haben. Aber die eigentliche Überraschung ist, dass so viele Menschen nicht mit dem zutiefst einfachen (und vorteilhaften) Prozess des Präzisions-Flachläppens vertraut sind.

Während eine Läppmaschine bewegliche Teile hat, handelt es sich um Platten, die sich wie die Teetassen in einem Fahrgeschäft im Vergnügungspark drehen. Was den Prozess einfach macht, ist, dass sich die Platten methodisch in einer einzigen Ebene drehen – nicht in mehreren Achsen – wobei die obere Platte in eine Richtung und die untere Platte in die andere Richtung geht.

Aber was macht Flachläppdienste so vorteilhaft? Sehen wir uns das genauer an.

Die Grundlagen des Läppens

Läppen ist ein kontrollierter mechanischer Schleif- oder Polierprozess, bei dem ein Schleifmittel zwischen zwei Oberflächen, die aneinander gerieben werden, verwendet wird. Das Verfahren wird im Allgemeinen verwendet, um eine genaue Oberflächenbeschaffenheit zu erzeugen.

Für die Metallzerspanung und unsere Kunden besteht das Hauptziel des Läppens darin, eine sehr glatte, ebene Oberfläche zu erzielen. Läppen kann jedoch auch verwendet werden, um eine gewölbte Oberfläche zu erhalten, wie z. B. eine konvexe Linse oder einen Spiegel. (Mehr dazu weiter unten.)

Das Läppen kann auf eine breite Palette von Materialien angewendet werden, einschließlich Metall-, Glas-, Keramik-, Kunststoff- oder Siliziumsubstraten. Dank der Präzision, mit der Material abgetragen werden kann, können mit dem Verfahren Oberflächengüten im Nanometerbereich (0,001 μm) erzeugt werden.

Vorteile des Präzisionsflachläppens

Neben dem Doppelscheibenschleifen wird oft auch vom Präzisionsflachläppen gesprochen. Das liegt daran, dass beide Prozesse für Metallteile verwendet werden können, die enge Toleranzen für Oberflächenbeschaffenheit, Ebenheit, Parallelität oder Dicke erfordern.

Flachläppen wird jedoch am häufigsten bei Teilen verwendet, die eine strenge Kontrolle der Dicke und Parallelität erfordern. Das Verfahren erzeugt maßgenaue Flachteile mit hohen Toleranzen, im Allgemeinen weniger als 2,5 μm Gleichmäßigkeit.

Präzises Flachläppen kann auch verwendet werden, um Oberflächenunregelmäßigkeiten zu korrigieren und Schäden unter der Oberfläche zu entfernen, die durch Sägen oder Schleifen verursacht wurden.

Die zu läppenden Teile spiegeln die Form der Läppplatten wider. Daher erfordert das Präzisionsflachläppen, dass die Platten in einem extrem flachen Zustand gehalten werden (typischerweise weniger als 0,004 mm). Dadurch wird sichergestellt, dass die zu läppenden Teile selbst flach sind.

Flachläppdienste eignen sich besonders gut für eine Reihe von Anwendungen. Beispielsweise verwenden Linsenhersteller spezielle Läppmaschinen, um Oberflächen herzustellen, die besser als 30 Nanometer (0,030 μm) eben sind.

Das präzise Flachläppen ist auch für die Halbleiterproduktion von entscheidender Bedeutung, da es die Präzision bietet, die für die Handhabung sehr zerbrechlicher, dünner Komponenten erforderlich ist. Es gibt Läppmaschinen in Halbleiterqualität und spezielle Montageträger, die für Wafer wie LED, Saphir, Silizium, Verbundsubstrate und Faseroptik ausgelegt sind.

Einseitiges vs. zweiseitiges Läppen

Je nach Material und Anwendung des Teils kann das Präzisions-Flachläppen einseitig oder zweiseitig erfolgen.

Stellen Sie sich das einseitige Läppen wie das Polieren eines Autos vor:Ein Schleifmittel wird auf ein weicheres Material aufgetragen und verwendet, um die Oberfläche eines härteren Materials zu polieren. Normalerweise wird das Teil mit einem Ring oder einer anderen Vorrichtung an Ort und Stelle gehalten, beschwert und geschliffen, während eine abrasive Aufschlämmung auf eine rotierende Läppplatte geführt wird.

Beim zweiseitigen Präzisions-Flachläppen wird Material von zwei Oberflächen eines Teils entfernt – der Ober- und der Unterseite. Dies wird erreicht, indem Druck ausgeübt wird, während das Teil und das Schleifmittel zwischen zwei Läppplatten herumgerollt werden.

Wo die Anwendung von Gewicht empfindliche Materialien beschädigen könnte, wird eine Spannvorrichtung verwendet, um die Teile an Ort und Stelle zu halten. Dies ermöglicht eine präzise Positionierung des Teils und eine Anpassung der Last beim Läppen sehr kleiner Teile – beispielsweise von 3 Zoll (76,2 mm) bis 0,118 Zoll (3 mm).

Läppen für gewölbte, nicht flache Teile

Natürlich hat das Läppen andere Ziele als das Erzielen einer Ebenheit. Tatsächlich kann das Verfahren zur Herstellung von Linsen und anderen Teilen verwendet werden, die eine schlanke, gleichmäßige Kuppelform erfordern.

Die Konvexität wird durch Verwendung einer konkav konditionierten Läppplatte erreicht, die einen konvex gewölbten Teil erzeugt, der die Form der Platte widerspiegelt. Die Herstellung der richtigen Kuppelform und -dicke ist ein zeitaufwändiger Prozess, der in der Entwicklungsphase oft mit viel Trial-and-Error verbunden ist.

Wie wichtig ist Präzision beim Läppen von gewölbten Teilen? Betrachten Sie das Hubble-Weltraumteleskop, ein 2-Milliarden-Dollar-Projekt, bei dem sich herausstellte, dass es einen Fehler in seinem optischen System hatte. Genauer gesagt, der Hauptspiegel von Hubble hatte nur leicht die falsche Form.

Ein winziger Fehler – etwa 1/50 der Dicke eines Blattes Papier – reichte aus, um eine sphärische Aberration zu erzeugen, die die Teleskopbilder verzerrte. Während Wissenschaftler den Fehler korrigieren konnten, war dies eine kostspielige Lektion in Bezug auf die Einheitlichkeit der Kuppel.

Zusätzliche Vorteile des Läppens

Läppen ermöglicht nicht nur exakt glatte, ebene Oberflächen, sondern auch hochglanzpolierte Teileenden und sehr enge Längen- und Dickentoleranzen.

Zum Beispiel kann Metal Cutting Läppen verwenden, um den Dezimalpunkt auf einer Längentoleranz von ±0,0010 Zoll (0,0254 mm) bis ±0,00010 Zoll (0,00254 mm) zu verschieben. Für Anwendungen, die eine Geometrie erfordern, können wir ein trapezförmiges Teil nehmen und es durch Läppen in ein Rechteck oder Parallelogramm verwandeln.

Darüber hinaus können unsere Läppdienste sowohl bei massiven Teilen als auch bei Rohren eine Endgüte von Ra 2 Mikrozoll (0,050 μm) erreichen. Dazu gehören dünnwandige Schläuche und lange Komponenten.

Ist genau das Richtige für Ihre Bewerbung?

Täuschend einfach und doch präzise, ​​kann das Läppen wertvoll sein für Anwendungen, die Folgendes erfordern:

• Glatte, flache Oberflächen
• Strenge Kontrolle der Dünnheit
• Hochglanzpolierte Enden
• Enge Längentoleranzen
• Parallelität

Durch ein gründliches Verständnis Ihrer Anwendung und ihrer Parameter können Sie entscheiden, ob Präzisions-Flachläppen oder eine andere Technik für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist.