微孔加工在工業界上的應用

 

    微孔加工在工業界上應用廣泛,如噴墨印表機之噴嘴、顯示器電子鎗小孔、高速電腦之微連接器及通訊裝置之元件。但是,利用傳統之微孔鑽床來加工時受限於最小鑽頭直徑不能小於 50μm,故僅可加工孔徑在此範圍以上之小孔。此外,雷射加工法及電子束加工法雖亦可用來加工微小孔,惟雷射加工法會有形狀及孔壁面粗度大的問題,而電子束加工法則效率低。若能改用細微放電加工的方式來加工,除可製作出直徑 10μm 之微孔,表面粗度在 0.1μm Rmax 外,並能改進孔徑精度。但細微放電加工僅能針對導電性材料,為其最大限制。細微放電加工的原理與傳統放電加工方法相同,但放電能量則僅為其數十或數百分之一。現今細微放電加工技術中,日本開發出之超微細放電加工機具最小孔徑可達 5μm,製造精度可達 ±1μm而表面粗度達 0.1μm Rmax 之水準

 

 

 

   細微放電加工的基本原理是利用一 RC 放電迴路,在電極與工件間產生電弧放電。因放電電能集中向最窄部份使得放電點單位面積電能昇高,經由電能轉化為熱能而將加工物融解、蒸發。另一方面,部份電能使加工液溫度昇高,加工液瞬間膨脹而產生衝擊波及氣泡而將微小切屑除去。通常放電能量約僅為 10-7 焦耳,放電電容則約為 10 pF,且一般皆以鎢電極做為加工電極。微小電極製作之方法是利用線電極放電研磨 (WEDG) 原理,利用直徑 100μm 之黃銅線,以導具予以完全固定,線沿垂直紙面方向行走,調整進給量後往軸向進行加工。WEDG 特點是因連續不斷地供給新線,可忽略導線之消耗。適當控制導具位置,尚可施行推拔及有段差複雜形狀的加工。又因為放電面為點,在電極成型加工中熱變形可大幅降低。高硬度及耐磨性材料皆可應用。與工件間隔一放電間隙,屬非接觸式加工,不易造成工件受力彎屈及斷裂。微孔加工機則是利用由微軸加工機所製作出之電極,來從事微孔及微小狹縫之製造。

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