The History And Present Situation Of Ultra precision CNC Machine Tools In The United States

Krajem 1950-ih, Sjedinjene Države su počele da izvršavaju istraživanje mašinskih alata za ultra preciznu obradu, kada su za razvoj eksperimentalnih uređaja laserske nuklearne fuzije i infracrvenih eksperimentalnih uređaja potrebni veliki metalni reflektori, hitna potrebu za tehnologijom ultra precizne obrade i alatima mašina za ultra preciznu obradu. Koristeći precizne alate mašina sa visokom preciznošću u to vrijeme, korišten je jednotočni nož za karting dijamanata za rezanje ogledala aluminijske slivine i bez bakra, tako da je kao startna tačka brzo razvijena ultra precizna obrada kao novi proces obrade.

Godine 1962, UnionCarbide je prvi razvio ultra preciznu hemetičnu gajbu s poroznim grafitnim zračnim držačima, što je uspješno shvatilo ultra-precizno zrcalo okretanje s dimenzionalnom preciznošću od : - 0. 6btm, površinska grubost je Rd0. 025gm, i tako se radi prvi korak u sub-mikron obradi. Međutim, dijamantno ultra precizno okretanje je više pogodan za neke meke metalne materijale, a u aerosvemiru, astronomiji, vojnoj i drugim primjenama satelitskih kamera, najčešće se koriste kao što su staklo, keramika i drugi krhki materijali ne-metalnih uređaja. Rezati ove materijale rezačem dijamanata može izazvati pukotine na površini za samoobrađivanje. Ultra precizno brusenje više pogadja obradu krhkih materijala.

Još jedan reprezentativni proizvod UnionCarbidea je njegov uspješan R-e-form as-spondial as-a-ball mašinski alat 1972. godine. Ovo je CNC krevetac sa dva koordinata sa povratnim položajem, koji može da promeni ugao i radijus baznog šina noža samo u realnom vremenu, i realizuje obradu ogledala as-sple. Promjer obrade od 380mm, preciznost oblika radnog komada je plus ili minus 0. 63um sa površinom grubosti od Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 je 1968. godine razvio krevet ultra preciznog ogledala tipa Moori sa zračnim vrijetom, ali kako bi se postigla ultra precizna obrada krhkih materijala, kompanija je 1980. godine u svijetu po prvi put razvila trokordinalu kontrole M-18AG tipa asperter diamond tool turning, mašine za brušenje dijamanata. Mašina koristi vazdušno zavrteno sa radijalnom preciznošcu rotacije od 0. 075Bm: Koristeći Allen-Braley 7320 CNC sistem, potezi X- i Z-osi su 410mm, odnosno 230mm, a ravnoća šina je 0. Unutar 5gm, tačnost pozicioniranja B-osi je 0. 38um, koristeći dijamantne brusioce za obradu raznih asimtenih metalnih ogledala sa maksimalnim prečnikom od 356mm.

RankPneumo je 1980. godine uveo dvoosjednu vezu MSG ultra preciznog CNC toka koji koristi laserske interferometare da bi dovršio poziciju kontrole zatvorene petlje. Krevetac može obraditi promjer 350mm ase speral metal ogledalo, obradu površinske grubosti od R do O. 05Bm. Godine 1988, kompanija je razvila i uspješni ASG2500, ASG2500T, Nanoform300 mašinski alati: ove mašine ne mogu biti samo ultra-fine blisko rezanje, već se mogu obraditi i do 300mm promjera kao spular ogledala. Na osnovu navedenog mašinskog alata, kompanija je razvila i Nanoform600 1990. godine, koji može obraditi asperterijala ogledala promjera 600mm, a preciznost oblika obradka je bolja od O. 14, površinska hrapavost je bolja od Ra0. 01um. Godine 1996. kompanija je uvela Ultra precizan kompozitni stroj za obradu nanoform250, koji ne samo da omogućava rezanje dijamanata, mljenje i poliranje, već i direktno samlje tvrdo i lomljivo materijalno optičke dijelove koji utiču na optičku kvalitetu površine i preciznost površine.

U ovom trenutku, Sjedinjene Države su se bavile ultra preciznom preradom i proizvodnjom više poznatih kompanija, preduzeća najmanje 30. Među najpredstavnijim i najznačajnijim rezultatima bili su i ranije najodmeniji Lawrence Livermore National Laboratory Laboratory u Union Carbideu. Od 1960-ih, LLNL Laboratories je razvio DTM-1, DTM-2 ultra precizan mašinski alat, a u septembru 1983 uspješno je razvio DTM-3 horizontalni veliki optički dijamant ultra precizan krevetac predstavlja najviši nivo savremenih ultra preciznih mašinskih alata. Mašina može obraditi promjer 2100raina, težinu 4497k2 work dijelova, uređaj za prijenos okvira alata pomoću pogona trenja, korištenje laserskog interferometra za mjerenje položaja, korištenje tečnosti statički pritisak i vodilicu za tekući statički pritisak, preciznost položaja do 0. 013 do m: obrada mesinganih dijelova, površinska grubost do R do 0. 0076Bra.

U septembru 1984, LLNL Laboratories, u saradnji sa Wright Aviation Research Institute of the US Air Force, razvila je veliku vertikalnu ultra preciznu CNC gajbu Velike optike Diaramond Turning Machine. Krevet može obraditi djelove promjera 1625mm, korištenje posebno razvijenih 7-frekventnih laserskih interferometara za različito mjerenje informacija o položaju, a zatim kroz obradu podataka, kako bi se servo sistemu pružile precizne povratne informacije, držač noža pogona kako bi se osigurao položaj alata u odnosu na radnu djelu, mjerna rezolucija 0. 635nm. Kako bi se osigurala tačnost kontrole pozicijske servo kontrole, usvojena je precizna digitalna metoda kontrole servoa, a kontrolni dio je interni CNC uređaj. Radi postizanja mikro-unutra alata, mašina koristi mehanizam mikro-pomaka pedicne struje, koji može ostvariti mikro-pomak nano-skale, a tačnost obrade može dostići 0. 025 do m. LODTM je prepoznat kao jedan od najviših nivoa ultra preciznih kreveta na svijetu danas.